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养猪场废水、污水处理方案

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养猪场废水、污水处理方案

编辑:admin 来源:未知 日期:2016-08-17 浏览次数:
近年来,随着畜禽养殖、集约化的快速发展,养猪业的规模也迅速上升,导致大量养猪场废水。猪场废水主要由猪舍冲洗水,并含有猪尿液、粪便、饲料残渣污染物与同步组分含量高,有机质含量高,含氮量高等突出特点,如果处理不当,将对周围地表水环境、农业生态甚至饮用水生产严重的危害。猪场废水处理设施建设,污水处理工艺设计为龙头,以有效解决养猪废水的环境污染问题,废水处理工艺设计必须抓住处理水、进出水水质、处理工艺流程和关键工艺单元下如果干设计要点,确保污水排放或重用。

一、设计水量及进出水水质

设计水量及进出水水质是养猪污水处理方案的关键,它直接决定了污水处理设施的规模和处理过程的复杂程度。在养猪场废水处理方案设计过程的初始阶段,必须根据实际情况,合理、准确地确定好废水处理装置的设计内容和水质参数。

1.1 设计水量

猪场废水处理设施的设计内容由农粪清洗过程的规模主要决定的,在设计中一般应根据农场实际上产生的废水或含水量。在没有实测水量的情况下可根据猪的存栏量情况选用表1的统计数据进行计算得到。表1显示,在养猪场废水水质随季节波动较大,由于夏季天气炎热,提高猪舍冲洗量,废水量一般在本赛季最大的污水处理设施,确保全年有效运行,在首先需要夏季污水量为本内容设计的基础上设计的,同时在设计时还需要考虑到污水处理设施的操作灵活性,每个单元的水力负荷可适当调整,确保污水处理设施能适应在水的季节性变化。此外,由于猪场冲洗操作的间断性,在猪场废水流量日变化做出更为显著,这在设计中也必须得到足够的重视,通常用于治疗废水调节池是在综合考虑的基础上设计的。



1.2 设计进水水质

猪场养殖废水处理设施的设计进水水质主要受清粪工艺及冲水量的影响,一般应根据养殖 场实际的排放废水水质或者参考同一地区类似养殖场的 废水水质确定。在没有实测或参考数据的情况下可选用 表2的统计数据进行计算得到4。在没有130认浓度数据 的情况下,猪场养殖废水B0D5/C0Dcr值可取经验系数0.4 ~ 0.6。由表2可知,猪场养殖废水中各水质指标浓度均变化较大,夏季由于废水量大,设计进水水质指标可以取相对较低值,而冬季废水量较小,进水水质可以取相对较高值,由于养猪废水中污染物负荷量基本不会随季节交替而发生明显变化,设计中还可考虑将春秋季的废水量与上表中的污染物平均浓度相乘得到一个统一的污染物负荷量作为全年各个时段的进水指标进行设计。


1.3 设计出水水质

猪场养殖废水处理设施的设计出水水质主要由废水排放去向决定。一般排人普通地表水体的排水水质应满足《畜禽养殖业污染物排放标准》 (GB18596-2001)要求,处理后用于农田灌溉的出水水质应满足《农田灌溉水质标准》(GB5084-1992)要求,具体如表3所示。如果养殖场所在地方有针对猪场养殖废水的地方排放标准,则出水水质应该实行地方标准。此外,猪场养殖废水如果选择最终通过生态还田等方式进行综合利用,那么处理设施的设计出水水质至少应该满足无害化处理的标准,如出水卫生学指标应满足《粪便无害化卫生标准》(GB7959 - 87)标准要求。

猪场废水处理方案设计水量

二、养猪场废水处理工艺方案

2.1 工艺流程选择依据

废水处理工艺流程的选择是整个废水处理设施处理工艺设计的核心。在选择猪场养殖废水处理工艺时需要考虑如下几个关键因素:

2.1.1 养殖规模

养猪场的大小直接决定了猪场废水。一般大型养猪场是首选的物化处理+生物处理的综合处理工艺路线,和小规模猪场废水的可调节人工湿地因地制宜选择措施,稳定塘和土地处理运行管理简单、经济可行的向然处理工艺技术或者沼气池厌氧发酵、沉淀池+砂滤池等简易废水处理方案。

2.1.2 清粪方式

养猪场的清粪方式对猪场养殖废水的水质有很大的影响,采用干清粪工艺的猪场养殖废水中污染物的浓度要大大低于采用水冲粪工艺的废水中污染物的浓度。干清粪工艺废水在处理时可以考虑采用以固液分离+好氧处理为主的处理工艺流程,而水冲粪工艺废水的处理宜优先选用固液分离+厌氧生化处理+好氧生化处理为主的处理工艺流程。

2.1.3 出水去向

猪场养殖废水的最终去向则决定了处理出水需要达到的水质指标,从而影响到整个废水处理工艺流程的设计。一般来讲,如果处理出水可以进行生态还田等综合利用,则猪场养殖废水经厌氧生化处理后形成的沼液就能达到无害化处置标准,可以直接进行综合利用。如果处理出水需要达标排放,单单通过厌氧生化处理是无法达到排放标准要求的,一般会采用好氧生化处理对沼液进行进一步的处理,使得处理出水满足排放标准要求。此外,由于《农田灌溉水质标准》对于氨氮以及有机氮的控制要明显严于《畜禽养殖业污染物排放标准》,因此如果猪场养殖废水处理出水最终将作为农田灌溉用水冋用,则选用的好氧生化处理要求具有较高的脱氮功能。

2.1.4 能源利用

废水厌氧处理会有大量沼气产生。如果养殖场附近有较大的能源需求,废水处理过程产生的沼气可以得到充分利用,那么猪场养殖废水可以不经固液分离直接进行厌氧生化处理,从而保证废水中大量有机质均能进行厌氧消化处理,产生最大量的沼气,实现能源的冋收利用。相反,如果废水处理设施产生的沼气无法或者不能充分利用,那么在对猪场养殖废水进行处理时宜先通过同液分离去除部分有机质,降低厌氧生化处理的负荷;对于厌氧处理下段,根据实际情况也可以考虑改为水解酸化下段,以控制沼气的产生。

2.2 推荐工艺流程

在设计猪场养殖废水处理工艺时, 应综合考虑养殖规模、清粪方式、排水去向以及周边能源利用特征的具体实际情况,在实现综合利用或达标排放的前提下优先选用投资运行成本合理的处理工艺在处理工艺选择时同时还应兼顾处理工艺的运行灵活性、操作方便性、处理效果稳定性、潜在二次污染等问题。对于中小规模的干清粪养猪场,猪场养殖废水推荐采用如图1的处理工艺,其中水解酸化系统可以根据前道固液分离的效果以及废水水质的可生化性等因素进行选用(图1)。

养猪场养殖污水处理方案



对于较大规模的干清粪养猪场或者具有一定规模的水冲粪养殖场,猪场养殖废水推荐采用如图2的处理工艺,其中固液分离设施可以根据周边沼气利用需求情况选用(图2)。

养猪场废水处理方案


三、关键处理单元设计

3.1 格栅/集水井

前格栅是一种预处理单元,在处理养猪废水设施。通常需要收集提升的养猪废水通过集水区和在设置格栅去除废水中的大颗粒,猪发,残留的饲料,粪便残渣,和其他碎片,保护后续处理单元,在水泵,阀门和管道,如机械和设备,并确保治疗后,稳定运行的单位。小型养猪场污水处理可以选择人工网格,以降低投资成本,在大规模的养猪场废水处理是适当的使用机械网格,以减少操作人员的劳动负荷。也在设计中根据实际需要,也可以考虑集料和设计为有一个重沙功能,以去除废水中的水,以分离小沙材料。

3.2 调节池

养猪场猪舍冲洗的操作是间歇进行的,因此猪场养殖废水的水量和水质随时间波动很大,大部分废水和污染物会在每天猪舍冲洗时段进人废水处理设施。因此,猪场养殖废水处理设施中必须设计有调节池来调节水量并均化水质,以防止短时间内过大的污染负荷对后续处理单元的冲击,确保废水处理设施平稳运行。为了保证全年有效的废水调节效果,调节池在设计中应以夏季日平均废水产生量为设计依据,水力停留时间取12 ~ 24h为宜,同时在调节池中应设置必要的搅拌设施防止废水中颗粒物的沉淀。

3.3 固液分离设施

固液分离设备作为一种有效的预处理猪场废水的研究,主要是通过物理筛分、离心分离、重力分离,废水中悬浮物的去除,废水的污染负荷减少,降低后续生化处理单元的压力,从而保证治疗效果的前提下,降低投资和运行成本。常用的液相分离设备主要有液压筛、卧式离心、过滤压榨、水力旋流器、旋转锥筛、离心式碟机、螺旋挤出机、沉淀池、浮选槽等。一般来说,规模化养猪场废水建议使用机械无用的液体分离设备,节约土地,中小干清粪养猪场如果在好氧生化处理,厌氧生化处理,直接选择污水处理工艺设计,与液体分离设备选择适当的沉淀池或气浮池和重力分离设备,以提高废水;固液分离效果,有效的控制好氧生物处理的污染负荷和节约成本。此外,在固液分离装置的设计中,可以根据实际情况对悬浮颗粒物进行强化处理。

3.4 厌氧处理

厌氧处理是厌氧微生物处理厌氧条件下废水的处理方法。厌氧处理的整个过程包括水解酸化、酸化产氢、生产和甲烷生产4个阶段,每一个阶段都由不同的厌氧微生物组成。首先,不溶性的高分子有机物如蛋白质、脂肪和胞外水解酶可以分解成可溶性小分子有机化合物,如氨基酸、糖长链脂肪酸、甘油等产酸菌分泌的酶水解;可将难生物降解的可溶性有机物转化为挥发性脂肪酸和乙醇,在作用;氢产乙酸细菌、挥发性脂肪酸和乙醇转化为乙酸或压力和CO2。最后,在热处理生产菌的作用下,H2和CH4或CO2转化。厌氧废水处理只能采用厌氧工艺在第2个阶段,即所谓的水解酸化处理,包括所有四个阶段的处理和利用,即整个处理过程,就是说,厌氧生化处理。水解酸化工艺简单,操作方便。它能有效地提高废水的生物降解能力,去除废水中的有机污染物。有机污染物降解厌氧生化处理更彻底,废水中的大部分有机物可由CH4产生的形式去除,COD去除率较高,但厌氧生化处理需要配套的沼气处理设施,工艺复杂,不变运行,pH值、温度、入水等环境因素也比水解酸化有更高的要求。

猪场废水属于高浓度有机废水,高含量的氮和磷,通常单独的好氧生化处理方法很难达到经济和有效的结果,所以厌氧技术是猪场废水处理中不可缺少的关键技术。对于中小规模养猪场干清粪工艺,废水COD浓度相对较低,具有高效的固体废物分类设施,可以选择水解酸化作为预处理方法处理道好氧生化处理工艺,提高污水b0d5 / c0dcr,后续好氧生化处理效果高。对于大型特别是使用水,以冲洗粪便的养猪场,建议使用全过程的厌氧生物处理工艺,在废水处理和废水中有机污染物的大量清除,可用于沼气能源的利用,有效地减少污染负荷的后续好氧生化处理。

水解酸化工艺的水力停留时间宜在12 ~ 24h。对于未经固液分离的废水的厌氧生化处理,可以优先考虑全混合厌氧反应器(CSTR)、升流式同体反应器(USR)及推流式反应器(PFR),厌氧消化温度以35左右为宜,水力停留时间以5 ~10d为宜。而对于经过固液分离后的废水的厌氧生化处理,可以采用升流式厌氧污泥床反应器 (UASB)、复合厌氧反应器(UBF)、厌氧过滤器(AF)及折流式反应器(ABR ),厌氧消化温度以20左右为宜,水力停留时间以4 ~6d为宜。

3.5 好氧处理

猪场养殖废水中各类污染物浓度较高,厌氧反应出水一般难以直接达到排放或回用)标准,因此仍需好氧处理方法对厌氧出水进行进一步的后续处理。好氧生化处理是在有氧条件下利用好氧微生物的同化作用和异化作用对废水进行处理,以去除废水中的有机物、氮磷等污染物。相比厌氧处理, 好氧生化处理能够更为彻底的去除废水中的污染物,确保处理出水达标排放或冋用。由于猪场养殖废水中氨氮和总磷浓度很高,在选择好氧生物处理工艺时宜优先选用具有生物脱氮除磷功能的处理工艺,如氧化塘工艺、厌氧/缺氧/好氧下艺(A/A/0)、循环式活性污泥法(CAST)等。好氧反应器的活性污泥负荷宜为0.03 ~ 0.08kg BODs/kg,污泥浓度宜为2.5 ~4g。根据实际情况可以将好氧反应器设计成生物膜法,以提高反应器内的生物量,强化处理效果。此外,在条件允许的前提下还 以对好氧生化处理出水进行人工湿地、土地处理或稳定塘等自然生物处理工艺,以进一步净化水质。

3.6 消毒

猪场养殖废水经处理后向地表水体排放或者回用的,应进行紫外线、臭氧、双氧水等非氯化消毒处理, 确保出水卫生学指标达标。

4 结论与建议

猪场养殖废水处理设施的丁艺设计应紧密抓住废水的处理水量和进出水水质情况,根据猪场养殖规模、清粪方式、出水去向及周边能源利用情况选择合理的废水处理工艺流程,并做好各个核心处理单元的工艺设计,确保处理出水达标排放或冋用。对于中小规模的干清粪养猪场,建议采用沉淀+水解酸化+好氧生化处理为主的废水处理工艺流程,对于较大规模的干清粪养猪场或者具有一定规模的水冲粪养殖场,建议采用机械固液分离+厌氧生化处理+好氧生化处理为主的废水处理工艺流程。

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