畜禽养殖场废水处理及资源化利用

畜禽养殖场废水处理及资源化利用随着养殖行业的快速发展，集约化规模化的养殖场和养殖区的不断增加，在解决了畜产品供应和带动农村经济发展的同时，也带来了日益严重的环境污染问题，由于畜禽的粪便和污水排放量剧增，加之农业上由传统的使用有机肥转向大量使用化学肥料，畜禽粪便利用率低，在合理发展规模养殖、调整养殖结构与布局的同时治理养殖污染，已成为制约畜牧业可持续发展的关键所在，也成为了人们普遍关注的社会问题。

针对这一现象，河南环源环保设备有限公司针对该类废水的处理和资源化利用制定出一整套的解决方案。

供养殖业客户来参考选用。

一、畜禽养殖行业污染的情况针对畜禽养殖行业的污染现状，畜禽养殖行业主要的污染种类包含以下几个方面：1、污染空气；堆积的畜禽粪便在厌氧的环境条件下，可分解释放甲烷、硫化氢等有毒有害刺激性气体，最周边的大气环境造成严重的污染。

2、污染水体；畜禽养殖场未经处理的污水中含有大量污染物质，其污染负荷很高，这种高浓度有机废水直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库，使水体变黑发臭，大量的氮、磷等营养物是造成水体富营养化，导致鱼塘及河流丧失使用功能；养殖污水长时间渗入地下，使地下水中的硝酸盐含量增高，水质恶化，同时危及周边生活用水水质。

3、传染人畜共患病，因养殖场的粪便和污水随地堆积、任意排放，直排田间、河流，使得养殖场周围臭气冲天、蚊蝇成群。

据统计，90余种人畜共患病是由畜禽粪便及排泄物为主要载体传染的。

畜禽养殖行业产生的污染物是典型的高浓度的有机废水，CODcr、氨氮、SS、总磷等污染物浓度都比较高。

二、畜禽养殖废水的特征1、畜禽养殖废水的来源；畜禽养殖行业废水通常主要是由尿液、冲洗废水、（主要是圈舍冲洗废水、饮水槽冲洗废水、地面清洁用水、设备设施清洗用水）少量的生活用水等。

畜禽粪尿排泄系数2、清粪方式：畜禽养殖行业的清粪方式主要包含：干清粪、水冲粪、水泡粪。

具体各种清粪方式产生的水质特点如下表：3、畜禽养殖行业废水产生的危害及排放标准养殖行业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放水体会造成严重的河流水体的严重污染和地下水水质的恶化。

污染造成主要的影响：粪便进入水体之后的流失率高；进入水体之后造成严重的富营养化，造成水体污染和水生动植物的死亡；改变水体的功能，水中的污染物成分对水体造成持久性的污染，是水体丧失原有的净化功能，不易恢复。

另外养殖废水还会造成土壤、大气、微生物的污染，甚至直接威胁到人类的生存环境。

针对养殖废水污染程度的严重性，国家环保总局颁布的《畜禽养殖行业污染物排放标准》（GB18596-2001）专门针对该类废水的一个要求。

标准使用与集约化、规模化的畜禽养殖基地和厂区。

主要的数值限值要求如下：集约化畜禽养殖业水污染物最高允许日排放浓度三、畜禽养殖废水的主要处理技术畜禽养殖行业废水处理技术的基本原则包含资源化、减量化、无害化、生态化、廉价化、产业化等。

畜禽养殖行业废水处理常见处理方法包含：自然处理法、工业化处理方法，其中工业化处理中包含厌氧生物处理、沼气池、好氧生物处理、厌氧好氧组合式处理。

1、自然处理法：自然处理法的特点是投资少、工艺简单、动力消耗小，但是受自然条件影响较大，制约着处理效果和稳定性。

对于此种处理方式，在偏远的山区和有足够的环境空间对污染物进行消解转化的地区，比较适用。

常见的自然处理方法包含：氧化塘、人工湿地、土壤处理法等。

2、厌氧生物处理技术：厌氧生物处理的特点是造价低，占地面积小、能量需求低、还可以产生沼气，处理过程部需要氧气，不受传氧能力的限值，因而具有较高的有机负荷潜力，能使一些好氧微生物不能降解的部分进行有机物降解。

常用的厌氧生物处理方法：完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式厌氧反应器、折流式厌氧反应器内循环厌氧反应器等工艺，目前畜禽养殖污水处理项目中常用的工艺为升流式厌氧反应器（UASB反应器）和IC反应器。

UASB反应器的工作原理：UASB反应器中的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理工艺一样，包括水解，酸化，产乙酸和产甲烷等。

通过不同的微生物参与底物的转化过程而将底物转化为最终产物——沼气、水等无机物在厌氧消化反应过程中参与反应的厌氧微生物。

主要有以下几种：①水解—发酵(酸化)细菌，它们将复杂结构的底物水解发酵成各种有机酸，乙醇，糖类，氢和二氧化碳；②乙酸化细菌，它们将第一步水解发酵的产物转化为氢、乙酸和二氧化碳；③产甲烷菌，它们将简单的底物如乙酸、甲醇和二氧化碳、氢等转化为甲烷。

UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。

在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。

要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。

沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。

沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

IC反应器的工作原理：IC反应器是新一代高效厌氧反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。

其由上下两个反应室组成。

废水在反应器中自下而上流动，污染物被细菌吸附并降解，净化过的水从反应器上部流出。

它相似由2层UASB反应器串联而成。

按功能划分，反应器由下而上共分为5个区：混合区、第1厌氧区、第2厌氧区、沉淀区和气液分离区。

混合区：反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。

第1厌氧区：混合区形成的泥水混合物进入该区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。

混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。

随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。

气液分离区：被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统，泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区，与反应器底部的污泥和进水充分混合，实现了混合液的内部循环。

第2厌氧区：经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三相分离器进入第2厌氧区。

该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。

沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。

沉淀区：第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床新型UASB反应器的选择机理：，仅靠好氧和物化处理，能耗大，而且难以达标，生产废水中含有较高的COD和的BOD5为进一步去除部分COD并提高污水生化性，降低对后续工段的冲击，将预处理后的高浓度废水与低浓度废水混合一起进入新型UASB反应器处理。

新型UASB反应器是我公司结合畜禽粪便进料的特点，综合了UASB、EGSB及IC的优点，克服了现有技术在污水流态不均、反应器易堵塞、出水悬浮物含量高、运行费用高等方面的缺点，针对性的设计开发的新型高效UASB-TMP技术。

该技术具有防爆、防堵、保温、高产稳定沼气的功能，30-45℃近中温发酵，产气率可达-1.5m3,发酵塔的高径比≥。

将新型UASB反应器工艺增设于好氧生化处理之前，效果显着。

尤其是长时间的运行情况表明，厌氧处理工艺一直非常稳定，可以说，从未进行过任何维修，亦无需任何管理，不仅减缓了冲击负荷对好氧生化的影响和提高了废水的可生化性，而且能够去除大部分污染物，提高了整个工艺的处理效率和降低了单位水量的能耗。

废水在生物处理工艺中，新型UASB反应器工艺与单独的厌氧或好氧工艺相比，具有以下特点：①由于在水解酸化阶段可大幅度地去除废水中悬浮物或有机物, 其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效地减少, 从而设备容积也可缩小。

②产泥量远低于好氧工艺（仅为好氧工艺的1/10～1/6) ，并已高度矿化，易于处理；③可对进水负荷的变化起缓冲作用，从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件；④运行费用极低, 且其对废水中有机物的去除亦可节省好氧段的需氧量，从而节省整体工艺的运行费用；⑤重要的可为好氧工艺提供优良的进水水质（即提高废水的可生化性) 条件，提高好氧处理的效能，同时可利用产酸菌种类多、生长快及对环境条件适应性强的特点，以利于运行条件的控制和缩小处理设施的容积。

3、好氧生物处理技术：好氧生物处理的基本原理是利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成活性污泥，在好氧处理中可生物降解的有机物最终可被氧化分解为简单的无机物，该方法主要包括有活性污泥法、生物滤池、氧化沟、生物转盘、生物接触氧化、SBR（序批式活性污泥法）、A/O法等等。

在养殖行业中好氧处理多需用接触氧化法、SBR法来处理。

接触氧化法处理工艺：接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的新的废水生化处理法。

这种方法的主要设备是生物接触氧化池。

在不透气的曝气池中装有填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧，这种方式称为鼓风曝气；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。

活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。

生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。

另外在接触氧化池中填料的选择也需要根据情况来进行确定，包含弹性填料、软性填料、组合填料、悬浮填料（MBBR）等类型。

SBR法：SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。

它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。

针对畜禽养殖业中小型企业，水量偏小的企业可以选择SBR工艺。

SBR与水解酸化工艺相结合使用对于养殖废水的处理效果比较理想，经理论工程实践验证，水解酸化过程对CODcr的去除效率较高，SBR运行过程对总磷的去除效率能够达到74%左右，对氨氮的去除效率可以达到97%左右。

好氧活性污泥工艺的选择机理经过预处理+厌氧处理后，去除了废水中大部分的COD，但是仍达不到纳管排放的要-N，因此厌氧处理的出水需要进入到缺氧/好氧反应池，通求，同时废水中含有较高的NH3过硝化和反硝化，进一步的去除有机污染物和NH-N，以达到排放要求。