规模化养猪场废水处理工艺的研究

3　纪荣平,邵志良.S BR 法在扬州啤酒厂废水处理中的应用.环境工程,1996.14(6):8～11.

4　韩祥兵等.厌氧2好氧法治理酒精废液的实例.环境保护,1998.(6):

19～21.　

5　吴允等.啤酒生产废水处理新技术———内循环反应器.环境保护,

1997.(9):18～19.

6　刘雨等.能量耗损相关底物消耗对微生物产率的影响.环境科学,

1999.20(2):45～48.

7　王文甫.啤酒生产工艺.北京:中国轻工业出版社,1997.2.8　张自杰(主编).排水工程.北京:中国建筑工业出版社,1996.6.

第一作者　赵勇,男,1962年10月出生,1984年毕业于河南农业大学林学系。硕士学位,副教授。现主要从事污染生态学和环境工程的研究工作,完成科研项目8项,发表论文30余篇。

2002-03-09收稿

规模化养猪场废水处理工艺的研究

3

杨朝晖　曾光明　陈信常　杨　霞

(湖南大学环境科学与工程系,长沙410082)

摘要　养猪场排放的大量废水,大多未经妥善回收利用与处理即直接排放,对环境造成严重的污染。针对养猪场废水有机物浓度高,氨氮浓度高、恶臭严重的特点,提出了沉淀2UAS B 2S BR 工艺处理养猪场废水,结果证明,经该工艺处理后,废水中的氨氮、BOD 5、C OD Cr 等指标均能达到排放标准。关键词　养猪场废水　NH 32N C OD Cr UAS B S BR

32000年度高等学校优秀青年教学科研奖励计划项目。

1　前言近年来我国规模化、集约化畜禽养殖业蓬勃发展,现代化封闭型的规模化养殖技术促进了我国城市的畜禽养殖业向优质高效发展,但也由于畜禽排放的大量粪尿与养殖场的大量废水,大多未经妥善回收利用与处理、,对环境造成了严重的污染。城市畜禽养殖业已经成为或正在成为与工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源,有些城市畜禽养殖业污染负荷量已超过了工业废水与生活污水的污染负荷的总和[1～4]

。

2　试验处理工艺路线及试验用水水质

211　工艺路线

目前国内外虽然对这种有机物浓度高,氨氮浓度高、恶臭严重的养猪场废水的处理有许多研究[5～8]

,

但既能有效去除有机物,又能有效除氮的方法较少。综

合国内外已有的养猪场废水处理的研究资料

[9～11]

,拟选

择如附图所示工艺路线对养猪场废水进行处理研究。

附图　养猪场废水处理工艺路线

212　试验用水水质

本试验用水取自浏阳某牲猪养殖场,该养猪场规模为年产牲猪4万头,清粪工艺采用水冲式,其废水水质见表1。

表1　试验用养猪场废水水质

mg ΠL (除pH )

项目C OD Cr BOD 5SS

NH 32N pH 水质12000～180005000～100008000～13000700～1100

8排放标准400160220

60

6～9

注:本研究所采用的排放标准为日本和上海市的相应标准。

3　UASB 试验

311　UAS B 反应器的启动和颗粒污泥的培养

为了缩短UAS B 启动所需的时间,接种污泥取自城市污水处理厂的消化污泥。投泥完毕后立即投配养猪场废水进行浸泡。污泥驯化期内采用间歇进水,逐步提高进水量,进水量分别为总水量的20%、40%、60%、80%、100%5个阶段进行,以出水C OD Cr

为主要监控指标,当出水C OD Cr 在降至进水C OD Cr 值的70%时以上并能稳定运10d 后,方进入下一阶段提高水量。最终反应器C OD Cr 有机负荷稳定在8～10kg Πm 3

?d ,C OD Cr 去除率达到70%～85%。颗粒污泥

多为黑色,部分为灰色,颗粒较为均匀,大部分直径为110～510mm 。培养和保持高浓度、高活性的足够数

9

1环　境　工　程

2002年12月第20卷第6期

量的颗粒污泥是UAS B反应器发挥作用的关键[12～14]。312　影响UAS B处理效果的因素

31211　pH值

pH值是影响UAS B处理效果的一个重要的、不太敏感的指标。在启动过程中,反应器内pH值控制在618～712之间,若启动进程过快或负荷增加过多,因产甲烷菌增长慢,产酸菌可将废水中的有机物转化为小分子有机酸,导致反应器内pH值下降,VFA(挥发性脂肪酸)积累。一般出水pH值不低于612,最好控制在615以上。若超过上述范围,则暂时停止进水2～3d,必要时加碱调pH值至618～715。

31212　固体悬浮物

采用水冲式清粪工艺的养猪场废水中含有大量的固体悬浮物,这些固体悬浮物进入UAS B反应器会形成浮渣或占据一部分有效容积,并会导致颗粒污泥的解体,使悬浮物质与厌氧微生物混合,将厌氧微生物挤出厌氧反应器,从而降低了厌氧污泥的活性与反应器中的活性厌氧污泥含量。严重时浮渣还会结成硬壳,在三相分离器内阻碍沼气的释放和收集,甚至会阻塞沼气管路。因此,废水中固体悬浮物的含量对整个厌氧过程会有很大影响,废水中的SS应先经预沉池去除。养猪场废水经预沉池可去除30%～35%的SS和25%～30%的BOD

5与C OD Cr。

31213　温度

试验期间正值夏天,废水温度维持在20～25℃,反应器的温度可维持在20～25℃,因而无需调节温度,在正常运行时,温度的变化对UAS B的运行影响不大,产气量的变化也比较小。

31214　营养物质

良好的营养条件是产甲烷菌和有关菌群代谢、生长的前提,养猪场废水中含有丰富的营养物质,在整个调试和正常运行期间,基本上不需加营养物质。UAS B反应器运行结果见表2。

表2　UAS B反应器满负荷运行试验结果项目进水Πmg?L-1出水Πmg?L-1去除率% COD Cr9037～160161910～326870～85

BOD53000～69801064～173265～80

4　S BR处理

411　污泥培养与驯化

采用城市污水处理厂的活性污泥作为S BR工艺的菌种,试验研究省略培菌阶段,直接用菌种污泥进行驯化,养猪场废水和菌种一同投入曝气装置内进行驯化,每天间歇进水、出水2个周期,约25d左右对

水质适应性的驯化成熟,然后采用改变废水中营养成份含量筛选活性污泥中脱氮菌,再历时15d左右,污泥中脱氮菌数量能满足脱氮性能要求,从此开始转入正式运行实验[15～17]。

本试验研究采用14h为1个周期。由于废水中胶体物质较多,长时间曝气会产生较多泡沫,同时为了加强反消化作用以利于硝态氮的去除,试验中将曝气分为2个阶段进行,其间增设闲置阶段,试验中活性污泥的有机负荷量(C OD

Cr

)采用218～410kgΠm3?d。412　S BR工艺最佳工况的确定

确定S BR工艺处理养猪场废水的最佳工艺参数

的基本原则是:在满足出水质量的前提下(C OD

Cr 400mgΠL;BOD5200mgΠL;NH32N60mgΠL;SS 200mgΠL),尽量缩短水力停留时间(厌氧反应时间、曝气时间与沉淀时间)及确定最优曝气量,以达到降低处理系统的基建费用、运行费用的目的。

41211　进水时间和方式的确定

S BR工艺的进水方式分限制性曝气、非限制性曝气和半限制曝气3种。限制性曝气是污水进入曝气池只混合,而不曝气,亦即进水结束后曝气;非限制性曝气是在污水进入的同时开始爆气;半限制性曝气是在污水进入的中期开始曝气。采用限制性曝气时,由于进水前反应器有一个沉淀排水阶段,混合液中溶解氧浓度接近于零。在进水的同时进行混合搅拌,S BR 系统也同样进行厌氧反硝化反应,对于既要去除有机物又要进行脱氮的养猪场废水来说,选择限制性曝气方式最为合适。本试验由于是在实验室进行,每次进水为1L,故采用瞬时进水后闲置60min。

41212　曝气时间及曝气量的确定

曝气时间及曝气量的确定,是根据去除有机物、氨氮2个指标来控制。曝气量的控制是以DO浓度来体现的。在8h曝气时间里,DO浓度达到并一直保持在1mgΠL左右,有机物去除就可以达到要求。为了保证氨氮的出水效果,反应装置中DO浓度应在曝气120min时达到2mgΠL左右,并一直保持到曝气结束。

41213　厌氧反应时间的确定

厌氧反应时间是以脱氮作为主要确定原则,硝酸

盐浓度经过180min的厌氧后,大部分被还原为N

2

从水中逸出。所以,厌氧的反应时间定为180min。41214　沉淀时间的确定

02

环　境　工　程2002年12月第20卷第6期

由于S BR处理系统的反应是在一个装置中进行,沉淀时间的确定显得更为重要。沉淀时间过短,水中悬浮物过高,会影响出水水质;若沉淀时间过长,则会发生污泥上浮现象。试验中沉淀50min后,水中的SS浓度基本不再进一步降低了,泥水界面变化也很小。为了运行可靠,沉淀时间定为60min。这样既能充分发挥S BR法沉淀效率高的优点,提高其处理能力,又能有效防止污泥膨胀的发生。

试验确定的S BR工艺处理养猪场废水的最佳工况见表3。

稳定运行后的试验结果见表4。由表4可知,虽然进水C OD

Cr变化较大,由1910mgΠL至3268mgΠL,

但S BR处理后,出水C OD

Cr较稳定,大都在400mgΠL

以下,C OD

Cr

总去除率在85%～95%之间,这说明S BR

处理系统对进水C OD

Cr的变化具有较强的缓冲能力; NH32N总去除率在95%～98%。

表3　养猪场废水SR B处理试验最佳运行方式

顺序作用时间Πh

进水充水至最终容积,反硝化反应110

曝气降解有机物,硝化反应410

闲置反硝化反应310

曝气降解有机物,硝化反应410

沉淀沉淀活性污泥及SS110

滗水排出处理后的废水,等待下一周期处理110

表4　养猪场废水S BR生化处理试验结果项目进水Πmg?L-1出水Πmg?L-1去除率% COD Cr1910～3268186～41285～95

BOD51064～173278～14682～92 NH32N607～94820～6095～98

5　结论

(1)沉淀2UAS B2S BR工艺试验表明:经沉淀处理

可去除养猪场废水中25%～30%的C OD

Cr和BOD5;

经UAS B工艺处理可去除进水中C OD

Cr

70%～85%和BOD565%～80%;经S BR处理可去除C OD Cr85%～90%,BOD582%～92%,NH32N95%～98%;最后,养猪

场废水经上述各工艺处理后C OD

Cr为186～412mgΠL, BOD5为78～146mgΠL,NH32N为20～60mgΠL,均可达标排放。

(2)针对养猪场废水胶体物质含量较多,长时间曝气易产生过多泡沫的情况,同时考虑养猪场废水既要去除有机物又要进行脱氮,将S BR工艺中的曝气过程分为2个阶段进行,中间添加闲置阶段,这样既防止产生过多泡沫,又增强了反硝化作用。

(3)S BR处理对养猪场废水中的氮有良好的去除效果,特别是NH

32N的去除率可达95%以上;S BR对

养猪场废水中的C OD

Cr

虽然有较好的去除效果,但出水中仍残留部分生化处理难以去除的难降解有机物。

参考文献

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第一作者　杨朝晖,男,1963年9月生,湖南大学环境科学与工程系,硕士学位,副教授,1983年毕业于南开大学,毕业后一直从事环境科学的教学与科研工作。

2002-04-20收稿

12

环　境　工　程2002年12月第20卷第6期

STUDY ON THE DISPO SA L TECHNOLO GY OF PIGGERY WASTEWATER

Yang Chaohui et al (19)

……………………………

……………………………………………………………………………………………………………Abstract A large am ount of wastewater from piggery farm is m ostly discharged directly without appropriate recycle and treatment ,which can bring about a serious pollution to the environment.This paper introduce a disposal technology of piggery wastewater ,that is sedimentation 2UAS B 2S BR process.The results of the test prove that after treatment by the process ,the indexes of NH 32N ,BOD 5,C OD Cr in piggery wastewater are up to the discharge standards.

K eyw ords piggery wastewater ,NH 32N ,C OD Cr ,UAS B and S BR

STUDY ON SUSPENDED CHAI N AERATI N G SYSTEM AND RE LEVANT TECHNOLO GY

Wang Tao et al (22)

………

…………………………………………………………………………………………………………………Abstract Aeration technology and equipment are always the core part of activated sludge process.But now aeration equipment exists many deficiencies ,which produce great im pact on efect.A suspended chain aerating system s olves the problems that puzzle us for a long time.This paper analyzes equipment characteristic ,technology characteristic ,economic results of the suspended chain aerating system.Through a long 2term researches ,a way to build low investment and high efficiency sewage plant in our country is provided ,which makes it possible to increase sewage treatment efficiency in a short time.

K eyw ords suspended chain ,m oving aeration ,fixing aeration ,micropore aeration ,delayed aeration and multistage A ΠO

DESIG N OF A DRO P AERATION 2MODIFIED FI LLER (FI LTERI N G MEDI UM )DRAI NAGE SYSTEM FOR TREATI N G SLAU GTERHOUSE WASTEWATER

Jiang Xiangshan (25)

……………………Abstract The original drainage system for a slauthterhouse is m odified and renovated ,which has become a new type drainage system for sedimentating ,oxidating by a process of anaerobic 2aerobic biocontact and filtering the slaughterhouse wastewater ,whose discharge is up to the standards.

K eyw ords drop aeration ,m odified drainage system ,treatment and slaughterhouse wastewaster

STUDY ON SEMI 2DRY SUSPENSION FG D OF DICYC LIC F LUI DIZED BED AND ITS EN GI NEERI N G PRACTICE

Ma Chunyuan et al (27)

………………………………………………………………………Abstract A device of semi 2dry suspension FG D of dicyclic fluidized bed is proposed ,whose small sized pilot test and industrial dem onstration have been finished.I t is indicated by the engineering practice that the desulphuration efficiency of the process is 92%and can fitted fav orable with an electrostatic precipitator.

K eyw ords desulphuration ,tw o 2circulation ,fluidized be and semi 2dry process

DY NAMIC FI LTRATION OF FI BROUS FI LTER Xiang Xiaodong et al (31)

………………………………………Abstract The basic filtration theory of the fibrous filter is firstly introduced in order to discuss the dynamic filtration of the fibrous filter.In the light of the phenomenon of the dust layer filtration ,a new dynamic filtration efficiency m odel of the dust layer on filter sur face is developed by the granular bed filtration theory.The com paris on investigation has shown that this new m odel can reveal the pattern of the dynamic filtration processes deeply.

K eyw ords fibrous filter ,sur face filtration ,dynamic filtration ,granula and dedusting efficiency

I NF LUENCES OF O PERATI N G PARAMETERS ON THE PERFORMANCE OF SEMI 2DRY PROCESS F LUE G AS DESULFURIZ ATION

Wei Enzong et al (35)

…………………………………………………Abstract Fuyang lime is selected to be the desulfurization agent for experiment research.The in fluences of operating parameters on desulfuization efficiency are investigated ,and their mechanisms are analyzed.The result proves that the adiabatic saturation tem perature at the desulphuration tower outlet has the m ost evident in fluence on the desulphuration efficiency of the system ,and the ratio of calcium to sulfur comes

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E NVIRONME NT A L E NINEERING V ol 120,N o 16,December ,2002