30噸每天生豬養(yǎng)殖農(nóng)場廢水處理設(shè)備設(shè)計(jì)原理

值得特別指出的是，近年來加強(qiáng)了飲用水中毒害物的研究，在水中已經(jīng)檢測到的化學(xué)品有一萬多種，其中致癌與可致癌物就多達(dá)100多種。 據(jù)山東省水科院專家介紹，水污染通?？煞譃槿箢悾瓷镄?、物理性和化學(xué)性污染物。生物性污染物包括、和。物理性污染物包括懸浮物、熱污染和放射性污染。化學(xué)性污染物包括有機(jī)和無機(jī)化合物。污染的水危害人類健康，應(yīng)引起高度關(guān)注。生物性污染主要會一些傳染病，飲用不潔水可引起、、性痢疾、甲型等傳染性。此外，人們在不潔水中活動，水中病原體亦可經(jīng)皮膚、侵入機(jī)體，如血吸蟲病、等。 物理性和化學(xué)性污染會致人體遺傳突變，誘發(fā)和造成胎兒畸形。被污染的水中如含有會致人體遺傳突變;水中如含有砷、鎳、鉻等無機(jī)物和亞硝胺等有機(jī)污染物，可誘發(fā)的形成;等污染物可通過母體正常胚胎發(fā)育，使胚胎發(fā)育異常而出現(xiàn)先天性畸形。

養(yǎng)豬場糞便中含有大量的有害物質(zhì)，在微生物作用下，大量消耗水中的溶解氧時，溶解氧被耗盡，有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生多種惡臭物質(zhì)，水體變黑發(fā)臭，水質(zhì)惡化，不能飲用。

養(yǎng)豬場污水具有典型的“三高"特征，CODcr高達(dá)3000~12000mg/l，氨氮高達(dá)800~2200mg/l，SS超標(biāo)數(shù)十倍。規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖廢水處理目前已引起養(yǎng)豬場業(yè)主及有關(guān)部門的高度重視，采取一系列防治措施及選用經(jīng)濟(jì)、高效的處理技術(shù)已刻不容緩。隨著國家和部分地區(qū)污水排放標(biāo)準(zhǔn)日益更新，高濃度養(yǎng)豬廢水達(dá)標(biāo)排放問題更加突出。

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：      王

本公司污水處理設(shè)備經(jīng)過多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與不斷改進(jìn)，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上各方面已得到全面提高，通過對ISO9001質(zhì)量體系的實(shí)施，對每套出廠設(shè)備都有嚴(yán)格的檢驗(yàn)措施，對我公司自己設(shè)計(jì)的污水處理設(shè)備全部能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，調(diào)試后出水水質(zhì)能達(dá)到規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)

廣州某規(guī)?；B(yǎng)豬場的污水量為 500 m3／d，設(shè)計(jì)水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

 
工藝選型 
養(yǎng)豬場污水處理常用的工藝為厭氧-好氧-氧化塘，均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，大，運(yùn)行費(fèi)用高。我們在設(shè)計(jì)時進(jìn)行了各種工藝的篩選比較， 用投藥混凝、厭氧接觸工藝、厭氧過濾器、上流式厭氧污泥床、復(fù)合式厭氧污泥床和厭氧塘雖然有好的處理效果，但建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行成本高而無法承受，因而必須尋求新的既簡易又穩(wěn)定可靠的方法。

因此，我們選擇新型厭氧一兼氧組合式穩(wěn)定塘處理工藝，充分利用規(guī)模化豬場的地形地勢，妥善地解決了規(guī)?；i場污水污染負(fù)荷高和養(yǎng)豬行業(yè)的利潤低的兩大難題。此工藝有效地把上流式厭氧污泥床移植到兼性塘來，它具有省、運(yùn)行費(fèi)低、操作管理方便、能源可回收（目前未回收）的特點(diǎn)。 
工藝流程 
養(yǎng)豬場污水處理流程見圖

工藝流程說明 
①固液分離

從豬舍出來的水經(jīng)集水井提升泵送到設(shè)于鼓風(fēng)機(jī)房頂部的水力分離篩網(wǎng)，經(jīng)篩網(wǎng)過濾，使糞渣分離。污水進(jìn)處理單元，回收糞渣外售。

②組合式穩(wěn)定塘

組合式穩(wěn)定塘共設(shè)2個自然塘（每個自然塘面積約2000m2），平時并列運(yùn)行，清塘?xí)r（幾年后清一次塘），一塘運(yùn)行，另一塘清泥。在塘的*設(shè)置一個厭氧反應(yīng)區(qū)，深5.0 m。污水從配水井用管道重力引入至厭氧反應(yīng)區(qū)底部，并均勻在厭氧反應(yīng)區(qū)底布水，污水經(jīng)厭氧反應(yīng)區(qū)底部均勻向上流動，從污水的流態(tài)來看，其結(jié)構(gòu)類似上流式厭氧污泥床（UASB），污水和甲烷氣都向上流動，經(jīng)過厭氧污泥床。所不同的是UASB上下流速相同，同時內(nèi)有三相分離器，而組合式穩(wěn)定塘上下流速不同，厭氧反應(yīng)區(qū)底部流速大（約0.21 m3／（m2?h）），厭氧反應(yīng)區(qū)上部流速小。zui后，污水流向塘的四周進(jìn)行沉淀（類似UASB的三相分離器）。

組合式穩(wěn)定塘的工作原理是：從微生物類屬來看，塘分為3種微生物反應(yīng)區(qū)。即厭氧反應(yīng)區(qū)、兼氧反應(yīng)區(qū)、好氧和藻類生長區(qū)。詳見圖2組合式穩(wěn)定塘斷面示意。
 

*區(qū)為厭氧反應(yīng)區(qū)：污水首*人厭氧反應(yīng)區(qū)底部，并均勻分配在整個橫斷面上，污水流向?yàn)樯狭魇?，整個坑的容積均為絮狀的厭氧微生物（污泥床）。污水上向流經(jīng)這些厭氧微生物污泥床時，污水中有機(jī)物被厭氧微生物進(jìn)行降解，轉(zhuǎn)化為CH4，CO2 和H2O。生成的CH4，CO2 和污水不斷上升，使整個污泥床得到充分的攪拌，同時污水和厭氧微生物充分接觸，提高了有機(jī)物的去除效率[2]。

第二區(qū)為兼氧反應(yīng)區(qū)：除塘面和塘底的積泥層外，其余均為兼氧反應(yīng)區(qū)，污水從坑頂部流出后，向四周流動，流速突然降低，可沉的懸浮物固體便沉于塘低。污水經(jīng)厭氧分解后剩余的有機(jī)物繼續(xù)被兼氧微生物所利用，進(jìn)一步去除污水中有機(jī)物。

第三區(qū)是塘的表面層區(qū)：為好氧微生物和藻類生長區(qū)。該區(qū)內(nèi)，空氣的復(fù)氧和藻類的光合作用提供氧氣，污水中的有機(jī)物進(jìn)一步被好氧微生物所利用，把它氧化為CO2 和H2O。另外，污水中的氨氮又為藻類提供營養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生了良性循環(huán)。

新型厭氧-兼氧組合式穩(wěn)定塘技術(shù)的設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)：坑的CODcr容積負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為5.1kg／（m3?d）。污水在坑內(nèi)停留時間為2.6 d；在塘內(nèi)停留時間（含坑的停留時間）為12 d，本設(shè)計(jì)的坑負(fù)荷傳統(tǒng)13～19 倍（傳統(tǒng)式氧化培CODcr負(fù)荷（以CODcr計(jì)）為 0.13－0.4 kg／（m3?d）[2]。

由于特殊的設(shè)計(jì)（坑頂設(shè)計(jì)圍墻包圍），避免了傳統(tǒng)的厭氧塘在刮風(fēng)時豎向混流而影響底部厭氧（因?yàn)楸韺雍醚鯀^(qū)水中含有很高的溶解氧會入侵到厭氧區(qū)，破壞厭氧環(huán)境），并有效地抑制和防止季節(jié)性翻塘，使厭氧總保持狀態(tài)。另外，坑的設(shè)計(jì)成倒置截頭圓錐型，使坑內(nèi)從下*流速漸漸由大變小。避免了厭氧污泥被水流和CH4 等帶出坑外，zui大限度地保持了厭氧污泥濃度，從而在高的CODcr容積負(fù)荷（以 CODcr計(jì)）下（Fv=5.1 kg／（m3?d））還具有較高的CODcr去除效率。

從投產(chǎn)以來，處理系統(tǒng)運(yùn)行情況較為穩(wěn)定，新型厭氧-兼氧-組合式穩(wěn)定塘出水CODcr的質(zhì)量濃度一般在 3 000 mg／L左右，CODcr去除率一般為 70％左右，而傳統(tǒng)厭氧塘CODcr去除效率50％左右。　

③好氧池、高負(fù)荷氧化塘

好氧池、高負(fù)荷氧化塘組成二級好氧生化處理系統(tǒng)，前者采用了活性污泥法，使CODcr等進(jìn)一步降解，并為后續(xù)氧化塘處理提供條件；后者采用循環(huán)溝式氧化塘，污水在此硝化脫氮。在高負(fù)荷氧化塘中，在JET推流混合器的作用下，水在廊道中循環(huán)，由于具有一定的流速（10 ～15 cm／s），大氣復(fù)氧速率增加，同時藻類迅速生長。藻類光合作用提供溶解氧供給好氧微生物進(jìn)行代謝活動。高負(fù)荷氧化塘出水中的微型藻類很容易沉淀，約50％～80％的藻類可在水力停留時間為l～2d的沉淀塘中自然去除。沉淀的藻類呼吸速率很低，且可濃縮在塘底數(shù)月甚至數(shù)年而不明顯釋放營養(yǎng)物。高負(fù)荷氧化塘中藻類的另一顯著作用是提高了塘中廢水的PH值，給滅菌和促使氨氣向空氣中擴(kuò)散提供了條件。在 pH 值為9.2 時在24 h內(nèi)可100％殺滅大腸桿菌和絕大部分病原體，在白天高負(fù)荷氧化塘中廢水的pH值達(dá)到9.5的并不鮮見。整個系統(tǒng)穩(wěn)定、高效。

④藻類沉降塘

專門設(shè)計(jì)的藻類沉降塘利用自然重力分離作用使藻類從污水中分離出來，同時由藻類自身產(chǎn)生的生物絮凝過程促進(jìn)了自然沉淀，廢水在藻類沉降塘停留時間24 h 以上，沉淀的藻類處于休眠狀態(tài)，不會被立刻分解或腐爛。兩個藻類沉降塘同時使用，其中之一可3～4a 放空一次，以去除濃縮的含藻污泥。

⑤生態(tài)塘

利用生態(tài)塘中放養(yǎng)的魚類和水生植物自然降解水中的污染物（N，P），以達(dá)到出水水質(zhì)要求。

（二）UASB/SBR/化學(xué)混凝工藝處理養(yǎng)豬廢水

1.概況

湖南某養(yǎng)豬場的生豬養(yǎng)殖規(guī)模為1萬頭，廢水排放量為150m3/d，原有廢水處理系統(tǒng)只采用了沉淀處理，廢水中的絕大多數(shù)有機(jī)物和氨氮沒有去除。該養(yǎng)豬場擬對原廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行全面的技術(shù)改造，經(jīng)過中試zui后確定在原有四級沉淀的基礎(chǔ)上，采用UASB/SBR/化學(xué)混凝處理工藝，處理后水質(zhì)要求達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596—2001)。廢水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2.廢水處理工藝流程

養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)是排放集中、水力沖擊負(fù)荷強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)濃度高、水解酸化快、沉淀性能好。改造后的工藝流程見圖1

原水首*入調(diào)沉池，其主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，另外可以去除大部分懸浮物和少量有機(jī)物。調(diào)沉池出水自流入集水井，再通過泵輸送到UASB反應(yīng)器，大部分有機(jī)物在此被降解，并產(chǎn)成沼氣。UASB反應(yīng)器出水進(jìn)入SBR進(jìn)行后續(xù)處理，部分有機(jī)物和大部分氨氮在此被降解去除。由于SBR反應(yīng)器出水TP超標(biāo)，以及SS的濃度還較高，影響出水水質(zhì)，因此zui后通過化學(xué)混凝反應(yīng)池處理，以滿足達(dá)標(biāo)排放要求。

3.主要構(gòu)筑物及設(shè)備

①　調(diào)沉池。利用原有池體，尺寸為30.0m×30.0m×2.5m，有效容積為1800m3，磚混結(jié)構(gòu)，由4個串聯(lián)的單元格組成，HRT為12d，對SS的去除率為75%左右。

②　集水井。磚混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.0m×2.0m×4.0m，有效容積為12m3，配2臺提升泵(Q=25m3/h，H=200kPa，1用1備)。

③　UASB反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器是由3個獨(dú)立單元組成的一個頂部敞開式鋼筋混凝土池，尺寸為17.2m×6.0m×8.0m，有效容積為608m3，采用大阻力布水系統(tǒng)，每個單元由4根布水管組成，布水管安裝在池底上方300mm處;三相分離器為兩層箱式結(jié)構(gòu)，安裝在距出水堰0.9m處，每個單元安裝2個。在每個三相分離器上有一個導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管與總氣管之間用軟管連接。UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為1.5kgCOD/(m3?d);HRT為4d，對COD去除率>80%。

④　SBR反應(yīng)器。SBR反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有膜片式曝氣器(Φ215mm)，所需空氣采用2臺鼓風(fēng)機(jī)(1用1備)輸送，單臺鼓風(fēng)機(jī)流量為5.9m3/min。池中還配置有組合填料，將活性污泥法與生物膜法結(jié)合的*設(shè)計(jì)，既降低了剩余污泥的產(chǎn)量，也有利于污染物的去除。池尺寸為11.6m×6.0m×5.0m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);水力停留時間為40h，有效容積為250m3，SBR的排水采用2臺50m3/h的潷水器。

⑤　化學(xué)混凝沉淀池。該池的主要作用是去除SBR出水中的懸浮物和部分色度。池體尺寸為6.0m×6.0m×3.5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，分2格，一格為化學(xué)反應(yīng)池，投加PAC和PAM藥劑，并裝有一臺攪拌機(jī);另一格為沉淀池，沉淀池配有圓筒式導(dǎo)流筒及排泥系統(tǒng)，采用穿孔水壓式排泥。