养殖废水新型处理技术中试.pdf

* 中央性公益院所基金。 养殖废水新型处理技术中试 * 赵洪波 1 吴睿 1 卡林 2 1. 环境保护部南京环境科学研究所，南京 210042;2. 淮安市监测中心站，江苏 淮安 223001 摘要 针对畜禽养殖污染废水传统处理方法效率不高、 噪声较大等缺点进行改进， 采用“水解酸化池 － 塔式膜生物反 应器 － 悬浮澄清池” 工艺进行处理， 结果表明 COD、 氨氮去除率分别为 97. 5 和 91 ， 出水水质可达 GB 185962001 畜禽养殖污染物排放标准 。 关键词 养殖废水;塔式膜生物反应器;悬浮澄清池 PILOT STUDY ON NEW TECHNIQUE TO TREAT LIVESTOCK WASTEWATER Zhao Hongbo1Wu Rui1Ka Lin2 1． Environmental Protection Department of the Nanjing Institute of Environmental Science，Nanjing 210042，China; 2． Huaian Monitoring Center Station，Huaian，223001，China AbstractAccording to the defects of the traditional s，such as low efficiency and high noise etc ，“hydrolytic acidification-tower biofilm reactor-suspended clarification”technique was used to treat livestock wastewater in this experiment． The result showed that the removal efficiency of the COD and NH3-N was 97. 5 and 91 respectively． The effluent quality could meet the requirements of“Discharge Standard of Pollutants for Livestock and Poultry Breeding” GB 185962001 ． Keywordslivestock wastewater;tower film bioreactor;suspended clarifier 0引言 随着我国畜牧业的迅猛发展， 畜禽养殖污染是我 国农村发生面源污染源之一。处理畜禽养殖业废水 几种工艺技术主要包括自然处理、 厌氧处理技术、 好 氧处理技术和厌氧好氧混合处理技术等。 传统好氧处理工艺利用风机进行曝气供氧， 处理 效率受到占地面积与供氧效率的影响， 同时风机产生 大量噪声， 带来二次污染。针对该废水特点， 本试验 采用“塔式膜生物反应器 悬浮澄清池” 工艺进行处 理， 经 试 验 验 证， 该 工 艺 可 确 保 出 水 水 质 达 GB 185962001畜 禽 养 殖 污 染 物 排 放 标 准 ，即 ρ COD＜ 400 mg/L， ρ 氨氮＜ 80 mg/L， ρ SS＜ 200 mg/L。 1工艺特点 1. 1塔式膜生物反应器的主要特点 1 系统占地少， 基建费用低。其原因 一是系统 设计紧凑， 结构合理， 减少占地; 二是反应器较高， 部 分埋入地下， 有效利用了垂向空间， 减少了平面上的 占地; 三是所需水力停留时间短， 容积负荷和污泥负 荷均较高， 减少了反应器的体积。合理集成设计、 少 占地是减少基建投资的主要因素。根据预算结果对 比表明， 采用此工艺处理同样数量的污水， 其基建费 用比常规活性污泥法工艺要减少 30 以上。 2 空气氧转化利用率高， 容积负荷和污泥负荷 高。此工艺的曝气方式采用射流扩散式， 并通过垂向 循环混合， 使溶解氧达到最大值， 这一过程实际上吸 取了深井曝气依靠压头溶氧的优点。高速喷射形成 紊流水力剪切， 使气泡高度细化并均匀分散， 决定了 该方法对空气氧的转化利用率高。 3 固液分离效果好， 剩余污泥量较少。该工艺 每降解1 kg BOD5所产生的剩余污泥量， 比其他好氧 方法平均减少 40 左右， 从而大大减少了污泥处理 量。剩余污泥量较少的原因主要有 其一， 强烈曝气 使微生物代谢速度快， 由此引起的生化反应可能加大 内源消耗， 剩余污泥量相对少; 其二， 由于反应器中混 合污水被高速循环液流剪切， 微生物的团粒被不断分 割细化， 团粒内部的气孔减少， 使其密度相对增加， 总 32 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 体积减少。 ［1］ 4 系统操作简便灵活， 处理效果有保障。此系 统的反应器循环水量、 补充曝气量、 污泥回流量等都 可以根据需要进行调节， 便于选择最佳的组合效果。 因此， 采用此工艺容易保证较高的 COD 去除率。 1. 2悬浮澄清池的特点 悬浮澄清池可改善活性污泥的絮凝条件， 提高澄 清能力， 在功能上可划分 6 个区 清水区、 附着污泥 区、 高浓度悬浮污泥层区、 混合区、 污泥沉降区和污泥 浓缩区。从悬浮污泥的运行特点来看， 其固液分离既 体现出过滤的特征， 又体现絮凝的特征。 ［2］ 2试验部分 2. 1水量水质 试验 废 水 处 理 量 为 3 ～ 5 m3/d，ρ COD为 11 400 mg/L， ρ NH3-N 为545 mg/L， pH 为 8. 5。 2. 2试验工艺流程 试验工艺流程见图 1。 图 1工艺流程 废水经固液分离后自流进入集水池， 经水解酸化 池进行水解反应和反硝化作用， 然后废水自流进入塔 式膜生物反应器， 在此池内进行射流曝气好氧反应， 生化反应后的混合溶液进入悬浮澄清池进行固液分 离， 从而有效去除废水中的 SS。 2. 3主要工艺单元设计参数 1 调节池。用于均质和均量， 保证后续处理构 筑物的负荷稳定， 池体规格为3 m 2. 0 m 2. 0 m， 材质采用混凝土。 2 水解酸化池。设 1 座， 池体规格为1. 5 m 1. 5 m 3. 5 m， 有效容积为6. 75 m3， 材质采用 Q235 钢。利用水解产酸菌提高废水可生化性， 降低部分有 机物， 并去除氨氮。池内设填料。 3 塔 式 膜 生 物 反 应 器。设 1 座， 池 体 规 格 为 1. 5 m 1. 5 m 3. 5 m， 有效容积6. 75 m3， 材质采用 Q235。利用射流器供给微生物生存所需氧气， 在此 池内， 生物膜降解废水中大部分有机污染物， 同时氨 氮发生硝化反应， 并将硝化液回流至水解酸化池进行 脱硝反应。池内设有填料。其池体构造如图 2。 图 2塔式膜生物反应器原理 4 悬浮澄清池。设 1 座， 池体规格为1. 5 m 1. 5 m 3. 5 m， 有效容积为6. 75 m3， 材质采用 Q235。 利用悬浮澄清池将活性污泥进行泥水分离， 并将污泥 回流至水解酸化池和塔式膜生物反应器以补充污泥 浓度。池内设有填料。 3调试与运行效果 3. 1调试 采用培养与驯化同步， 菌种取自生活污水处理厂 剩余污泥， 再将养殖废水加入水解酸化池和塔式膜生 物反应器至 1 /3 池容， 补充磷盐， 闷曝数天， 停曝数小 时， 补充适量污水。重复进行20 d左右， 开始连续少 量进水， 持续运行一段时间后， 观察出水水质情况， 当 悬浮澄清池的出水较清澈时， 增加进水量， 每次增加 15 左右， 直至达到满负荷。 3. 2试验结果 1 该中试系统经调试后连续运行， 保持生化池 内 SV 在 35 ～ 45 ， 当进水流量在100 L/h时， 根据 连续监测结果表明该系统运行正常， 处理效果稳定， 水质监测平均值见表 1。 表 1主要污染物去除效果 项目 ρ COD / mg L － 1 COD 去 除率 / ρ 氨氮 / mg L － 1 氨氮去 除率 / 集水池11 40055457 水解池7 9062750612 塔式膜生物反应器19897. 544591 悬浮澄清池188541 2 废水停留时间对去除率的影响。为研究塔式 膜生物反应器的处理能力， 对该装置进行了连续性试 验， 其试验结果如图 3。 下转第 86 页 42 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期 的废弃采石坑可作为污泥填埋场， 这些采石坑多为深 50 ～60 m， 经初步估算， 这些废弃采石坑的总容积约为 300 万 m3， 与预测的厦门全市累计至 2020 年的深度脱 水污泥量基本相当， 但其技术可行性和环境影响需进 一步论证。 污泥填埋处置占用了有限的填埋场库容资源， 填 埋成本较高， 不符合国家产业政策和污泥资源化的发 展趋势， 可作为近期污泥处置的过渡措施和中远期应 急处置措施。 3厦门市污泥处置技术路线 根据厦门市污泥量和泥质预测， 结合污泥处置的 潜在途径和消纳量分析， 厦门市污泥处置的最终出路 有以下几种组合方案 岛内污泥 以土地利用为主， 填埋为辅。土地利 用主要通过污泥堆肥用作城市绿地的肥料， 由于肥料 需求与污泥生产存在产需时间差， 因此填埋作为辅助 出路。近期在污泥制肥出路无法保证时， 污泥填埋应 同时保留。 岛外污泥 以建材利用和单独焚烧为主， 热电厂 掺烧为辅， 填埋为应急措施。应大力发展污泥加药稳 定作为制砖添加料的处置路线， 同时通过合理技术加 大热电厂的污泥掺烧的规模， 实现污泥的资源化利 用。由于制砖和掺烧均存在不确定性， 因此应预留建 设污泥单独焚烧工程用地， 单独焚烧设施可设在垃圾 焚烧厂附近。同时污泥填埋也作为应急方式仍然保 留。近期岛外污泥以建材利用和热电厂掺烧为主， 可 开始分阶段建设污泥单独焚烧工程， 在污泥焚烧投产 前， 污泥填埋应继续保留。 参考文献 ［1］姚金玲， 王海燕， 于云江， 等． 城市污水厂污泥处理处置技术评 估及工艺选择［J］． 环境工程，2010 1 81- 84． ［2］王洪臣． 中国污泥处理处置技术路线的初步分析［J］． 水工业 市场，2010 7 12- 14． 作者通信处黄友谊361012厦门市体育路 95 号厦门市城市规划 设计研究院 E- mail150151010 qq． com 2012 － 02 － 21 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 24 页 图 3去除率与停留时间的关系 3 DO 对去除率的影响。射流器空气进气口采 取可调方式进气， 由于塔式膜生物反应器属好氧生化 池， 其 DO 需大于1. 5 mg/L。根据试验测定， DO 最高 可达6 mg/L。COD 去除率随 DO 的增加而提高。 但当曝气量过大时， 其生物膜表面将受到强大的 剪切作用， 生物膜的厚度大大减少， 污泥絮体变的非 常细碎， 不利于生物膜处理系统的稳定运行， 故其 DO 需控制在3. 5 ～ 5 mg/L。 4 生物相观察。系统培养初期可看到大量的游 离虫以及一些纤毛虫， 由于废水生化性较好， 培养后 期及稳定运行阶段生物相较多， 常规的轮虫、 累枝虫 和钟虫基本存在于整个观察期。 5 运行成本估算。该处理系统运行总费用包括 人工费、 设备维修费、 污泥处置费和电费等。 以日处理量为200 m3废水进行估算， 其处理费用 约为3. 5 元 /t废水， 低于传统生化处理工艺。 4结语 1采用水解酸化池 － 塔式膜生物反应器 － 悬浮 澄清池工艺可有效处理养殖废水， 处理工艺经济可 行， 运行稳定。 2采用该工艺处理高浓度养殖废水， 不仅出水 水质达到排放标准， 而且大大降低了处理成本， 减少 了风机噪音等二次污染， 具有良好的社会推广价值。 参考文献 ［1］刘康怀， 席为民， 李月中． HCR 一种高效好氧生物处理技术 ［J］． 给水排水， 2000， 26 4 25- 28． ［2］董滨， 段妮娜， 何群鬽， 等． 新型悬浮填料澄清池中填料对澄清 作用的影响初探［J］． 环境工程学报， 2009， 3 2 253- 257． 作者通信处吴睿210042南京市蒋王庙街 8 号环境保护部南京 市环境科学研究所 电话 025 85287122 E- mail89354947 qq． com 2011 － 11 － 02 收稿 68 环境工程 2012 年 8 月第 30 卷第 4 期