20噸每天養(yǎng)豬廢水處理工程工藝流程
污水處理可采用“預(yù)處理→一級(jí)強(qiáng)化處理→消毒"的工藝。通過混凝沉淀(過濾)去除攜帶病毒、病菌的顆粒物，提高消毒效果并降低消毒劑的用量，從而避免消毒劑用量過大對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的不良影響。醫(yī)院污水經(jīng)化糞池進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池前部設(shè)置自動(dòng)格柵，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)提升水泵。污水經(jīng)提升后進(jìn)入混凝沉淀池進(jìn)行混凝沉淀，沉淀池出水進(jìn)入接觸池進(jìn)行消毒，接觸池出水達(dá)標(biāo)排放。
加強(qiáng)處理效果的一級(jí)強(qiáng)化處理可以提高處理效果，可將攜帶病毒、病菌的顆粒物去除，提高后續(xù)深化消毒的效果并降低消毒劑的用量。其中對(duì)現(xiàn)有一級(jí)處理工藝進(jìn)行改造可充分利用現(xiàn)有設(shè)施，減少投資費(fèi)用。
1 規(guī)模化養(yǎng)豬廢水處理現(xiàn)狀
規(guī)?；B(yǎng)豬廢水處理主要有還田,自然處理和生物處理三種模式。
1.1還田模式
還田模式是一種傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)處理方法,在土壤微生物的作用下將養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物質(zhì)和氮磷營養(yǎng)鹽分解轉(zhuǎn)化為供植物生長利用的有機(jī)小分子和營養(yǎng)鹽。該模式在一定程度上*地減少了豬場(chǎng)糞便廢水的排放,減免了處理過程中的費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)了植物營養(yǎng)鹽的廢物利用;但這種處理模式需要有足夠?qū)拸V的消納土地;未經(jīng)過處理的豬場(chǎng)糞便廢水的有機(jī)物濃度較高,容易導(dǎo)致植物燒苗和土壤板結(jié);且豬糞廢水中的致病微生物直接進(jìn)入環(huán)境,污染土壤和水體。
1.2自然處理模式
自然處理模式一般是利用灘涂,荒地及低洼地帶作為穩(wěn)定塘和人工濕地等的自然處理系統(tǒng)。zui初由江西,福建和廣東等地規(guī)?；i場(chǎng)采用,主要是進(jìn)行廢水厭氧消化后的處理。該模式總體投資省,運(yùn)行費(fèi)用低,但占地面積大,處理效果受季節(jié),溫度變化的影響,同時(shí)也容易導(dǎo)致地下水的污染。
1.3生物處理模式
由于厭氧發(fā)酵處理能夠耐受較高的有機(jī)物負(fù)荷,并可產(chǎn)生清潔可再生的氣體能源——甲烷,其成為了目前規(guī)?；i場(chǎng)主要的廢水處理方法。豬場(chǎng)糞便污水厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的工藝已經(jīng)比較成熟,上常用的工藝有：厭氧擋板反應(yīng)器 (ABR),持續(xù)攪拌厭氧反應(yīng)器(CSTR),厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR),上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)等。厭氧反應(yīng)器運(yùn)行的溫度范圍在25～60℃之間,處理效率能達(dá)到 2.9 kg COD/m3·天,在*被廣泛應(yīng)用。在我國,除上述反應(yīng)器外,半地埋式推流折返反應(yīng)器也有一定范圍的應(yīng)用。
好氧處理豬場(chǎng)廢水是早期規(guī)?；i場(chǎng)采用的一種處理方法,主要包括：活性污泥法,氧化溝活性污泥法和序批式活性污泥法(SBR)等。但因簡(jiǎn)單的好氧處理無法解決豬場(chǎng)廢水中*的有機(jī)物濃度,對(duì)高濃度的氮磷去除效果也不理想,應(yīng)用并不廣泛。研究者采用間歇曝氣和高溫好氧生物處理來提高好氧法的處理效果,尤其是豬場(chǎng)污水中TN的去除,如 Beline等采用間接曝氣的方法去除了 53%的 TN。目前,好氧處理主要用于對(duì)厭氧發(fā)酵之后的出水進(jìn)行進(jìn)一步處理,使污水能夠達(dá)標(biāo)排放。
現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理，一般根據(jù)水質(zhì)狀況和處理后的水的去向來確定污水處理程度。
處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法等。
2 規(guī)?；B(yǎng)豬廢水處理存在的突出問題
從豬場(chǎng)廢水處理的三種基本模式可以看出,還田模式和自然處理模式是靠自然生態(tài)循環(huán)和大量的土地來消納污染物,不適用于大規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng),特別是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,土地資源日益緊張,養(yǎng)豬場(chǎng)更趨于規(guī)模化,生物處理模式受到大家的關(guān)注。目前國內(nèi)外所用的生物處理工藝流程大致相同,都是固液分離 厭氧消化 好氧處理。有些治污企業(yè)不切實(shí)際地追求處理設(shè)施的機(jī)械化和現(xiàn)代化,導(dǎo)致處理工程投資大,運(yùn)行費(fèi)用高,致使微利運(yùn)營的養(yǎng)殖企業(yè)難以承受,即使建有處理設(shè)施,也可能只是作擺設(shè)。因此,有必要對(duì)養(yǎng)豬廢水生物處理方法及過程進(jìn)行調(diào)查研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),找出廢水處理存在的問題,探尋設(shè)施投資少,運(yùn)行費(fèi)用低和處理高效穩(wěn)定的養(yǎng)殖業(yè)污水處理方法,進(jìn)行污染物的減量化,無害化,資源化處理與合理利用,才是治理養(yǎng)殖業(yè)污染的途徑。以下是兩個(gè)對(duì)生物處理模式有突出影響的因素。
2.1高氨氮導(dǎo)致碳氮比失衡,抑制微生物生長
氨氮主要來源于豬場(chǎng)廢水中尿素和蛋白質(zhì)的分解作用。盡管氨氮是微生物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì),但當(dāng)其濃度超過了一定范圍時(shí),會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制作用。大部分豬場(chǎng)廢水中所含的氨氮在 500～1 000 mg/L 之間,當(dāng)氨氮濃度超過一定數(shù)值時(shí)就會(huì)減少甲烷產(chǎn)量。氨氮會(huì)改變xi胞內(nèi)的 pH值,抑制相關(guān)酶的活性,從而對(duì)厭氧產(chǎn)甲烷的菌群產(chǎn)生影響。
2.2抗生素的影響
為了達(dá)到治療疾病或是促進(jìn)生豬生長發(fā)育的目的,養(yǎng)殖場(chǎng)每年會(huì)使用大量抗生素,僅用于養(yǎng)豬業(yè)的抗生素就多達(dá)數(shù)十種。在中國,抗生素每年有 21萬噸的生產(chǎn)總量,其中 48%被用于農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)。一旦這些抗生素被豬攝入體內(nèi),其代謝途徑雖有不同,但zui終會(huì)以原始結(jié)構(gòu)或同分異構(gòu)體的形式排出體外。按照抗生素的種類,占攝入量17%～67%的抗生素*沒有改變就被排出體外,并隨著糞便尿液進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器,依舊保持原本的抗菌活性,甚至有一部分抗生素的代謝產(chǎn)物比其本身的生物毒性更強(qiáng)。
3 優(yōu)化廢水生物處理模式的對(duì)策
從以上論述可以看出,養(yǎng)豬廢水生物處理模式存在的突出問題是高氨氮和抗生素,因此,針對(duì)這兩個(gè)問題,在減量化,資源化,無害化及生態(tài)化的原則下,提出如下對(duì)策。
3.1引入高效脫氮菌
高效脫氮菌強(qiáng)化技術(shù)是將帶有特定脫氮功能的一類菌或菌群重新引入受污染環(huán)境中,促進(jìn)目標(biāo)污染物的降解和轉(zhuǎn)化,該類具有脫氮功能的菌或菌群應(yīng)分離篩選自相同或相似的生長環(huán)境。將高效脫氮菌強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用到養(yǎng)豬廢水厭氧-好氧處理系統(tǒng)中,可以通過提高處理系統(tǒng)整體微生物的活性來實(shí)現(xiàn)受污染水環(huán)境的污染物降解,是一種成本相對(duì)較低而環(huán)境生態(tài)效益顯著的技術(shù)手段。
3.2抗生素的預(yù)處理
抗生素主要在養(yǎng)豬廢水厭氧處理中引起相關(guān)變化,因此,針對(duì)具體養(yǎng)豬企業(yè)使用抗生素的不同,以及對(duì)微生物厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)生沼氣和好氧過程的抑制狀況,研究抗生素的衰減規(guī)律及其物理化學(xué)預(yù)處理方法,降低其對(duì)水處理微生物的影響,為豬場(chǎng)廢水生物處理模式的安全性提供參考。
對(duì)集水池末尾一格調(diào)節(jié)pH，用一級(jí)溶氣水泵提升到一級(jí)壓力溶氣罐，同時(shí)吸入空氣和聚凝脫色劑，將在一級(jí)壓力溶氣罐內(nèi)的一級(jí)飽和溶氣水驟然釋放到一級(jí)氣浮池形成一級(jí)處理水
3.3生物自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用
從環(huán)保角度來看,養(yǎng)豬廢水處理主要使用生物處理模式,而在實(shí)際運(yùn)行中,影響生物活性的因素很多,因此,針對(duì)以上培養(yǎng)的高效脫氮菌,可以通過生物自動(dòng)化控制系統(tǒng)強(qiáng)化污水處理系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際水質(zhì)的變化,實(shí)時(shí)在線培養(yǎng)高活性的厭氧和好氧微生物(包括脫氮菌)投加到反應(yīng)系統(tǒng),其目的在于：抵御污水水質(zhì)變化及抗生素廢水的沖擊;增強(qiáng)反應(yīng)系統(tǒng)的微生物濃度及活性,增強(qiáng)去除效果;同時(shí),投加高效特定的微生物菌群,可在提高甲烷產(chǎn)量的同時(shí),有效去除氨氮,確保zui終出水達(dá)標(biāo)。
微電解技術(shù)是處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產(chǎn)生1.2V電位差對(duì)廢水進(jìn)行電解處理，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。
4 結(jié)論
規(guī)?；B(yǎng)豬廢水是一種高濃度有機(jī)廢水,含氮量高,碳氮比失調(diào),處理難度大。本文結(jié)合目前規(guī)?；i場(chǎng)廢水處理現(xiàn)狀,對(duì)不同處理模式進(jìn)行總結(jié)和分析;針對(duì)目前生物處理模式所存在的問題,結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,找出適合規(guī)?；B(yǎng)豬廢水處理設(shè)備的模式和對(duì)策。在生物處理模式下,筆者認(rèn)為通過引入高效脫氮菌和抗生素的預(yù)處理,解決高氨氮和抗生素對(duì)微生物毒害的影響,研發(fā)針對(duì)生物處理系統(tǒng)中厭氧階段,好氧階段與生物自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組合,根據(jù)實(shí)時(shí)水質(zhì)情況培養(yǎng)高活性微生物投加到生物處理系統(tǒng)中,提高甲烷產(chǎn)量,增強(qiáng)系統(tǒng)處理效率,將有望解決規(guī)模化養(yǎng)豬廢水處理存在的問題。
微電解工藝所采用的微電解材料一般為鐵屑和木炭，使用前要加酸堿活化，使用的過程中很容易鈍化板結(jié)，又因?yàn)殍F與炭是物理接觸，之間很容易形成隔離層使微電解不能繼續(xù)進(jìn)行而失去作用，這導(dǎo)致了頻繁地更換微電解材料，不但工作量大成本高還影響廢水的處理效果和效率。
廢水經(jīng)微電解處理后會(huì)在水中形成原生態(tài)的亞鐵或鐵離子，具有比普通混凝劑更好的混凝作用，無需再加鐵鹽等混凝劑，COD去除率高，并且不會(huì)對(duì)水造成二次污染；
該技術(shù)各單元可作為單獨(dú)處理方法使用，又可作為生物處理的前處理工藝，利于污泥的沉降和生物掛膜。
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