專利名稱：一種豬場廢水的復(fù)合處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用生物-生態(tài)復(fù)合處理技術(shù) 凈化集約化豬場廢水，實(shí)現(xiàn)廢水的無害化和資源化的廢水處理新技術(shù)。
背景技術(shù)：
集約化養(yǎng)豬場廢水主要來自豬糞便、豬尿及豬圈沖洗水，具有排放量大、 有機(jī)質(zhì)濃度高和氨氮含量高的特點(diǎn)。據(jù)調(diào)查測算，干濕分離的豬場廢水的主
要水質(zhì)指標(biāo)為C0D 5000 10000 mg/L， MLSS 1000 5000 mg/L。
規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場廢水處理及綜合利用技術(shù)有如下幾種工藝自然生物 處理法、好氧處理法、厭氧處理法、厭氧-好氧聯(lián)合處理法、生態(tài)工程-沼 氣工程處理法等。 一般說，活性污泥好氧處理法，其C0D 、 B0D、 SS去除率 較高，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但N、 P去除率低，且工程投資大，運(yùn)行費(fèi)用高；自 然生物處理法，其C0D、 B0Ds、 SS、 N、 P去除率高，可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且成本 低，但占地面積太大，周期太長，在土地緊缺的地方難以推廣；厭氧生物法 可處理高濃度有機(jī)質(zhì)的廢水，自身耗能少，運(yùn)行費(fèi)用低，且產(chǎn)生能源，但高 濃度有機(jī)廢水經(jīng)厭氧處理后，往往水中的B0D5尚有500 1000mg/L，甚至更 多，難以達(dá)到現(xiàn)行的排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，在厭氧處理過程中，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨 氮，硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫，使處理后的廢水仍具有一定的臭味，需要做進(jìn)一 步的好氧生物處理。而厭氧-好氧聯(lián)合處理，既克服了好氧處理能耗大與土 地面積緊缺的不足，又克服了厭氧處理達(dá)不到要求的缺陷，具有投資少、運(yùn) 行費(fèi)用低、凈化效果好、能源環(huán)境綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合產(chǎn)生高濃度 有機(jī)廢水的畜禽場的廢水處理。厭氧-好氧聯(lián)合處理的典型工藝如UASB+活性 污泥法或生物接觸氧化+氧化塘，畜禽場養(yǎng)殖場廢水經(jīng)過該工藝處理后，其出 水不僅可用于灌溉、養(yǎng)殖，而且也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)工程-沼氣工程處理 法發(fā)酵裝置的容量為日廢水排放量的2 4倍， 一次性投資較大。但是，沼氣
發(fā)酵能處理含高濃度有機(jī)質(zhì)的廢水，自身耗能少，運(yùn)行費(fèi)用低，而且沼氣是 極好的無污染的燃料，有較好的經(jīng)濟(jì)效益。由于有機(jī)質(zhì)含量在1000 mg/L以 下的廢水沼氣發(fā)酵效率不高，即使是高溫發(fā)酵，廢水中有機(jī)質(zhì)的去除率也不 可能達(dá)到100%，因此，對沼氣發(fā)酵后的廢水，應(yīng)再進(jìn)行好氧處理。上述各種ni3廢水。
國內(nèi)對豬場廢水處理以厭氧+好氧聯(lián)合處理工藝為主。張?jiān)痰忍岢隽?"厭氧-自然處理"和"厭氧-還田"兩種豬場糞便廢水處理模式，前者適 用于養(yǎng)豬場地處大、中城市的近郊，沒有足夠的農(nóng)田消納豬糞廢水，但周邊 有適當(dāng)?shù)臑┩?、濕地或低洼地，可作為廢水自然處理系統(tǒng)的地區(qū)，豬場規(guī)模 中等，以人工干清糞為主，水沖為輔，進(jìn)水C0ar《6000mg/L;后者適用于有 足夠的農(nóng)田消納厭氧處理后出水的地區(qū)，特別是種植常年施肥作物如蔬菜、 經(jīng)濟(jì)作物的基地。并提出強(qiáng)化糞污前處理(包括干濕分離和設(shè)置沉淀池)以 提高厭氧消化效率。壽亦豐等分析總結(jié)了杭州燈塔養(yǎng)殖總場沼氣與廢水處理 工程的技術(shù)特點(diǎn)，該項(xiàng)目采用回轉(zhuǎn)式格柵機(jī)和專用水力篩二道分離(分離出 的糞渣用于制作有機(jī)肥)強(qiáng)化預(yù)處理，出水經(jīng)過UASB+SBR+混凝沉淀工藝處理， 在進(jìn)水污染物濃度C0D 5616 9965 mg/L， B0D5 3960 4460 mg/L， SS 2310 5410mg/L, NH3-N634 1114mg/L時(shí)，出水C0D 97 113 mg/L， B0D511.2 19. 9 mg/L， SS 60 90 mg/L， NH廠N 3. 5 6. 3 mg/L，但運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)2. 5元 Ai3廢水。卞有生等提出了農(nóng)村林偉華等介紹了采用"CSTR+SBR"工藝處理豬 糞廢水的工程設(shè)計(jì)及其運(yùn)行情況，結(jié)果表明在進(jìn)水污染物濃度COD 9600 mg/L， B0D5 5000 mg/L, SS 6000 mg/L， NH3-N 800 mg/L時(shí)，出水COD。r 250 mg/L， B0D5 65 mg/L， SS 150 mg/L， NH3-N 7.9 mg/L。運(yùn)行費(fèi)用L5元/m3廢 水。潘涌璋等介紹了采用高級綜合穩(wěn)定塘(高級兼性塘+高負(fù)荷塘+藻類沉降 塘+生態(tài)塘)工藝處理廣州市某養(yǎng)豬場廢水的實(shí)際運(yùn)行情況，結(jié)果表明在進(jìn) 水污染物濃度CODer 15899 mg/L， B0D510840 mg/L， SS 3024 mg/L， NH廠N 1283 mg/L的條件下，出水CODcr 71.5mg/L， B0D523 mg/L， SS34mg/L， NH3-謹(jǐn).5 mg/L。運(yùn)行費(fèi)用為0.99元/1113廢水。
綜上所述，目前國內(nèi)對養(yǎng)豬場糞尿廢水的處理工藝較為成熟，但均存在如下
問題 一是CODer、 BODs超標(biāo)；二是朋3-N超標(biāo)；三是運(yùn)行成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對集約化豬場廢水特點(diǎn)和處理現(xiàn)狀，對目前國內(nèi)外先進(jìn)的生物 和生態(tài)處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，提出一種利用生物-生態(tài)復(fù)合處理技術(shù)凈化 集約化豬場廢水，實(shí)現(xiàn)廢水的無害化和資源化的廢水處理新技術(shù)。
其工藝特征在于用粗細(xì)格柵對豬場廢水進(jìn)行初步的固液分離，去除部分固形物，然后采用沼氣池進(jìn)行厭氧處理，實(shí)現(xiàn)廢水的水解酸化，并產(chǎn)生清
潔能源供養(yǎng)殖場和周邊農(nóng)戶使用；再通過沉淀池、格網(wǎng)槽、斜管沉淀池對廢 水中的顆粒物進(jìn)行進(jìn)一步去除，然后采用生物接觸氧化池一厭氧折流板生物 膜反應(yīng)器(ABR生物膜反應(yīng)器)對廢水進(jìn)行生物處理，在短時(shí)間內(nèi)完成好氧分 解，使廢水中大部分污染物得到有效去除。最后，采用復(fù)合式生態(tài)塘對生物 處理段出水進(jìn)行進(jìn)一步處理。通過水生植物自身及根系微生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步凈 化水質(zhì)，尤其是強(qiáng)化脫氮除磷效果，不但能夠?qū)崿F(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放，出水還 可以回用作為圈場沖洗廢水，以節(jié)約水資源，減少地下水的開采，提高資源 利用率。大型水生植物還可作詞料、肥料以及工業(yè)原料，實(shí)現(xiàn)廢水資源化。 本發(fā)明能有效治理養(yǎng)殖廢水污染，處理成本很低，大約0.4元/立方。


附圖為本發(fā)明豬場廢水處理工藝流程示意圖，其中l(wèi)為沼氣池，2為沉
淀池，3為格網(wǎng)槽，4為斜管沉淀池，5為生物接觸氧化池，6為軟填料，7為 曝氣頭，8為三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)，9為ABR生物膜反應(yīng)器，10為填料，11為折 流板，12為污泥濃縮過濾池，13為污泥井，14為復(fù)合生態(tài)塘，15為擋板。
具體實(shí)施例方式
以四川盆地集約化豬場為例，采取生物-生態(tài)復(fù)合處理與資源化利用新 技術(shù)處理豬場廢水。設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為5mVh，設(shè)計(jì)每日進(jìn)水流量80m3。這類集 約化豬場大多通過建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的沼氣池和沉淀池對豬場廢水進(jìn)行預(yù)先處理， 但處理出水的COD 、 BOD5、 NH3-N和SS等的濃度仍然相當(dāng)高且水質(zhì)波動(dòng)大， 不能達(dá)到國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，且對周圍土壤和水環(huán)境的破壞很 大，因此需要采取進(jìn)一步的生物-生態(tài)復(fù)合處理，并實(shí)現(xiàn)對豬場廢水的資源 化利用。集約化豬場廢水的生物-生態(tài)復(fù)合處理采取下述組合工藝
沼氣池(1)—沉淀池(2)—格網(wǎng)槽(3)—斜管沉淀池(4)—生物接 觸氧化池(5) —ABR生物膜反應(yīng)器(9)—復(fù)合生態(tài)塘(14)—出水。
沼氣池(1)出水先經(jīng)沉淀池(2)和格網(wǎng)槽(3)去除較大顆粒的懸浮物 后，進(jìn)入斜管沉淀池(4)進(jìn)一步去除較小顆粒的懸浮物。沼氣池(1)、沉淀 池(2)、格網(wǎng)槽(3)和斜管沉淀池(4)在進(jìn)出水端均設(shè)置擋板，避免廢水 短流。斜管沉淀池(4)內(nèi)的廢水通過溢流堰進(jìn)入?yún)R水區(qū)，再泵入生物接觸氧 化池(5)，對廢水進(jìn)行好氧生物處理，除去部分有機(jī)物和氨氮等，出水再通過溢流堰流入ABR生物膜反應(yīng)器(9)，進(jìn)行厭氧生物處理，進(jìn)一步去除有機(jī) 物和氮磷。生物處理段出水流入復(fù)合生態(tài)塘(14)可進(jìn)一步吸收氮化物和磷， 最后廢水排放可達(dá)到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。篩網(wǎng)上大的懸浮物和生化反應(yīng)器的污泥 在污泥井(13)中收集后，經(jīng)過污泥濃縮可作為肥料回收利用或還田。 主要處理構(gòu)(建)筑物及設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)簡述如下。
沼氣池(1)采用地埋式圓筒形結(jié)構(gòu)，便于底層出料。沼氣池的池頂與出 料口保持在一個(gè)水平面上，并高出豬舍地面10cm。進(jìn)料口超高地面2cm。池 底選用100號混凝土，圈梁及池蓋選用200號混凝土，池墻、水壓間、水封 槽選用150號混凝土。水泥砂槳的強(qiáng)度為75號，勾縫砂漿強(qiáng)度為100號。為 了安全和環(huán)境衛(wèi)生，在進(jìn)料口、活動(dòng)蓋口、出料間設(shè)置蓋板，蓋板用150號 混凝土預(yù)制。設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為5m7h,有效容積1200m3，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為 10 15d。
沉淀池(2)采用豎流式，平面形狀為圓形，設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為5mVh，有 效容積2400m3,設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為20 30d。
格網(wǎng)槽(3)設(shè)置在斜管沉淀池(4)進(jìn)水前面，采取地埋式，主要是用 來去除廢水中大的浮渣，防止水泵和管道堵塞，為后續(xù)處理提供良好的條件。 格網(wǎng)工作網(wǎng)孔徑O. 4隨，格網(wǎng)槽(3)尺寸為2. 5mX1.5 mX1.0m。
斜管沉淀池(4)建于地下，溢流堰后設(shè)潛污泵兩臺(一備一用)，流量5 m7h。對廢水中的顆粒物進(jìn)行進(jìn)一步去除，大大降低廢水中SS含量，提高生 物接觸氧化池(5)的處理效率。斜管沉淀池(4)設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間4h，沉 淀時(shí)間10h，沉淀池上升流速0.2 0.5ran/s，斜管直徑50mm，斜管與水平夾 角60° ，清水層高為0.5 1.0m，緩沖層1.0m左右。有效容積約10m3，尺寸 為2. 0 mX2. 5mX2. Om，超高0. 5m。
生物接觸氧化池(5)主要功能是將廢水中的氨氮和有機(jī)物進(jìn)行初步的轉(zhuǎn) 化和去除。設(shè)計(jì)生物接觸氧化池(5)的水力停留時(shí)間10h，有效容積50m3， 填料高度3.0m，超高0.7m，氣水比15:1;池中懸掛用維綸醛化絲做的組合填 料40m3 (6)。建成半地下式，C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，抗?jié)B標(biāo)號S6，處理后的 廢水自流進(jìn)入ABR生物膜反應(yīng)器(9)。
ABR生物膜反應(yīng)器(9)主要用作厭氧氨氧化反應(yīng)器，去除廢水中的NH廠N、 COD^和BODs，結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)置；有良好的水力條件，容積利用率高；有穩(wěn)定的處理效果，尤其重要的是運(yùn)行管理方便。設(shè)計(jì)主要參數(shù)容積負(fù)荷為
0. 7kg COD/(m3 d)，水力停留時(shí)間為20h，有效容積lOOrn3，填料(10)體積 80m3。建成半地下式，C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，超高0.5m。
復(fù)合生態(tài)塘(14)有效容積大約2400m3,廢水停留時(shí)間約1個(gè)月。塘內(nèi) 順?biāo)鞣较蛞来卧苑N水葫蘆、藕、茭白、蘆葦和菖蒲。水葫蘆段種植密度為6 10株/m2，設(shè)計(jì)廢水停留時(shí)間為20 30d，出水排入挺水植物塘處理。復(fù)合生 態(tài)塘(14)不僅能凈化水質(zhì)，美化環(huán)境，還能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。老化水 葫蘆可收獲作為飼料和農(nóng)肥的原料，藕和茭白可食用，盧蘋、菖蒲等可作造 紙?jiān)?，?chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可以減少廢水處理一次性投資較高帶來的問題。本 發(fā)明采取在全塘水葫蘆葉片黃化達(dá)到20 30%、蘆蘋等大型挺水植物黃化達(dá) 40 60%時(shí)全部置換生長旺盛植株的方法，以確保廢水處理效果。
污泥井(13)主要用作污泥泵池，尺寸為4)2.4mX10.5m，磚混結(jié)構(gòu)。
污泥濃縮過濾池(12)主要功能是將格網(wǎng)篩上物、生物處理剩余污泥脫 水濾干成干固體，方便外運(yùn)處理，濾液自流進(jìn)入斜管沉淀池(4)。污泥濃縮 過濾池(12)尺寸為有效容積10m3，濾餅厚度lm，濾料厚度0. 75m,超高0. 50m， 磚混結(jié)構(gòu)，建成半地下式。
工程運(yùn)行階段系統(tǒng)每天運(yùn)行16h，廢水流量5mVh。生物接觸氧化池(5) 曝氣由三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)(8)供給，氣體流量約1.5mVmin,生物接觸氧化池 (5)溶解氧2. 5 4. 5mg/L。
權(quán)利要求
1. 一種豬場廢水的復(fù)合處理方法，其特征是依次包括格柵固液分離，沼氣池厭氧處理，沉淀池、格網(wǎng)槽和斜管沉淀池處理，生物接觸氧化池處理，厭氧折流板生物膜反應(yīng)器處理，以及復(fù)合式生態(tài)塘處理六個(gè)步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場廢水的復(fù)合處理方法，其特征是沼氣池采用地埋式 圓筒形結(jié)構(gòu)，池頂與出料口在同一水平面上，并高出豬舍地面10cm，進(jìn)料口超高地面 2cm，在進(jìn)料口、活動(dòng)蓋口、出料間設(shè)置蓋板，設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為5mVh，有效容積1200m3， 水力停留時(shí)間為10 15d。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場廢水的復(fù)合處理方法，其特征是沉淀池采用豎流式， 平面形狀為圓形，設(shè)計(jì)進(jìn)水流量為5mVh，有效容積2400m3，水力停留時(shí)間20 30d; 格網(wǎng)槽設(shè)置在斜管沉淀池進(jìn)水前面，采取地埋式，格網(wǎng)工作網(wǎng)孔徑0.4ram,格網(wǎng)槽尺 寸為2. 5mX1. 5mX1. 0m;斜管沉淀池建于地下，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間4h，沉淀時(shí)間10h， 沉淀池上升流速0.2 0.5mm/s，斜管直徑50mm，斜管與水平夾角60° ，清水層高為 0.5 1.0m，緩沖層1.0m左右，有效容積約10m3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場廢水的復(fù)合處理方法，其特征是生物接觸氧化池半 地下式，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間10h，有效容積50m3，填料高度3.0m，超高0.7m，氣水比 15:1;池中懸掛用維綸醛化絲做的組合填料40m3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場廢水的復(fù)合處理方法，其特征是厭氧折流板生物膜 反應(yīng)器容積負(fù)荷為0.7kg C0D/m3*d，水力停留時(shí)間為20h，有效容積100m3，填料體 積80m3，半地下式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場廢水的復(fù)合處理方法，其特征是復(fù)合式生態(tài)塘有效 容積2400m3，廢水停留時(shí)間l個(gè)月，塘內(nèi)順?biāo)鞣较蛞来卧苑N水葫盧、藕、茭白、戶 葦和菖蒲，水葫蘆段種植密度為6 10株/m2，設(shè)計(jì)廢水停留時(shí)間為20 30d，出水排 入挺水植物塘處理，在全塘水葫蘆葉片黃化達(dá)到20 30%、大型挺水植物黃化達(dá)40 60%時(shí)全部置換生長旺盛的植株。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用生物-生態(tài)復(fù)合處理技術(shù)凈化集約化豬場廢水，實(shí)現(xiàn)廢水的無害化和資源化的廢水處理新技術(shù)。用粗、細(xì)格柵對豬場廢水進(jìn)行初步的固液分離，去除部分固形物，然后采用沼氣池進(jìn)行厭氧處理，實(shí)現(xiàn)廢水的水解酸化，并產(chǎn)生清潔能源供養(yǎng)殖場和周邊農(nóng)戶使用；通過沉淀池、格網(wǎng)槽、斜管沉淀池對廢水中的顆粒物進(jìn)行進(jìn)一步去除，然后采用生物接觸氧化池—厭氧折流板生物膜反應(yīng)器對廢水進(jìn)行生物處理，使廢水中大部分污染物得到有效去除，最后，采用復(fù)合式生態(tài)塘對生物處理段出水進(jìn)行進(jìn)一步處理。本發(fā)明不但能夠?qū)崿F(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放，而且可以通過塘中水生經(jīng)濟(jì)植物創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)廢水資源化。
文檔編號C02F3/32GK101531437SQ200810044960
公開日2009年9月16日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月12日
發(fā)明者李旭東, 微 董, 袁世斌 申請人:中國科學(xué)院成都生物研究所