養(yǎng)豬污水處理工藝
近年來，集約化大中型畜禽場(chǎng)糞便流失污染已成為較為突出的環(huán)境問題。規(guī)；B(yǎng)殖場(chǎng)每天排放的污水量大、集中，且COD、NH3-N和總磷等濃度高，攜帶的病原菌危害大，若不經(jīng)有效處理，勢(shì)必導(dǎo)致周邊水域污染、生態(tài)環(huán)境惡化。沼氣發(fā)酵、新型生物發(fā)酵床以及UASB等厭氧技術(shù)被廣泛應(yīng)用到高濃度的養(yǎng)殖污水處理，但這些技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和回用。
采用缺氧/好氧/一體式膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝對(duì)某養(yǎng)豬場(chǎng)污水進(jìn)行處理，目的是追蹤并優(yōu)化該處理工藝，使污水處理后能回用于豬圈的沖洗、果園的灌溉以及河塘水產(chǎn)養(yǎng)殖。
1進(jìn)、出水設(shè)計(jì)參數(shù)
根據(jù)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、實(shí)測(cè)結(jié)果，確定設(shè)計(jì)污水處理量為100m3/d，進(jìn)水為厭氧沼氣池出水。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。
2處理工藝及設(shè)計(jì)、運(yùn)行參數(shù)
2.1工藝流程
設(shè)計(jì)采用缺氧/好氧/一體式膜生物反應(yīng)器處理工藝。缺氧池和好氧池合壁組建，通過溢流孔對(duì)污水進(jìn)行導(dǎo)流。好氧池內(nèi)安裝液位計(jì)，自控系統(tǒng)根據(jù)液位高低啟閉潛水泵以調(diào)節(jié)曝氣池內(nèi)水量。一體式膜生物反應(yīng)器為鐵制，將風(fēng)機(jī)、出水離心泵、加藥槽、流量計(jì)等設(shè)備置于一室，可以提高設(shè)備空間利用率。膜反應(yīng)器膜面積為400m2，污水處理系統(tǒng)采用人工和自動(dòng)雙重控制。
污水處理流程如圖1所示。
2.2設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行條件
主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)見表2。
3處理效果與分析
3.1運(yùn)行效果與控制
該工程調(diào)試期為35天，缺氧池調(diào)試污泥來自厭氧沼氣池，曝氣池接種污泥來自某造紙廠二沉池。調(diào)試啟動(dòng)階段采取間歇式進(jìn)水，6～10h換水一次，換水前停止曝氣，靜止0．5～1h，排去上清液，持續(xù)3周。曝氣池污泥濃度增加后，對(duì)一體式膜生物反應(yīng)器進(jìn)行調(diào)試，直至整個(gè)系統(tǒng)按設(shè)計(jì)正常運(yùn)行。調(diào)試階段進(jìn)水溫度為19～23℃，pH值為6～8．5，曝氣池啟動(dòng)時(shí)MLSS為8400mg/L。
針對(duì)調(diào)試階段和調(diào)試完成后50天的水質(zhì)進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，取樣周期為調(diào)試階段每5天一次，調(diào)試結(jié)束后10天一次，跟蹤了各個(gè)工藝單元對(duì)COD和NH3-N以及整體工藝對(duì)TN、TP的去除效果。
①缺氧池對(duì)COD和NH3-N的去除
缺氧池調(diào)試啟動(dòng)階段，由于污水來自厭氧的沼氣池，臭味大且為深綠色，缺氧池對(duì)COD和NH3-N的去除效果不明顯，去除率分別為17%～21%和6．4%～13%。調(diào)試20天后，由于污泥的成熟以及膜反應(yīng)器回流水的混合，使氨氮濃度下降，COD和NH3-N的濃度最高降低50%和70%。正常運(yùn)行后，缺氧池內(nèi)COD和NH3-N保持在一定的濃度范圍，已處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
②曝氣池對(duì)COD和NH3-N的去除
曝氣池有效水深為3m，底部采用微孔曝氣器。在調(diào)試啟動(dòng)后的10天內(nèi)，曝氣池采用連續(xù)24h曝氣培養(yǎng)方式，對(duì)COD的去除率可達(dá)51%，但曝氣池內(nèi)污泥濃度保持在800～1100mg/L，水體溶解氧高達(dá)6～8mg/L。溶解氧過高，有機(jī)物含量不足，導(dǎo)致污泥增殖受阻。由于該工程在設(shè)計(jì)時(shí)未預(yù)留曝氣排空管，從調(diào)試的第11～20天采用間歇式曝氣(即曝氣1h，停曝0．5～1h)使水中DO保持在1～3．5mg/L，不僅滿足了微生物生長、繁殖的需要，同時(shí)也能抑制厭氧菌的生長，防止水體發(fā)臭，還避免了曝氣設(shè)備的更換。在此期間，COD持續(xù)下降，污泥濃度增長較快，至第20天MLSS為3860mg/L。20天后采取連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)曝氣方式培養(yǎng)污泥，污泥濃度保持在3450～3900mg/L，對(duì)COD和NH3-N的去除率分別保持在50%～56%和50%～60%。調(diào)試完成后的近2個(gè)月內(nèi)，對(duì)NH3-N和COD的去除效果都較為穩(wěn)定，曝氣池出水COD和NH3-N分別保持在300mg/L和30mg/L左右。
③MBR的污泥生長情況及對(duì)COD、NH3-N的去除
膜生物反應(yīng)器的調(diào)試在曝氣池污泥達(dá)到一定濃度后啟動(dòng)，接種污泥來自曝氣池混合液。膜生物反應(yīng)器啟動(dòng)后，整個(gè)污水處理系統(tǒng)采取全自動(dòng)連續(xù)進(jìn)水、曝氣運(yùn)行模式。膜區(qū)內(nèi)的MLSS在10天內(nèi)增長較快，之后通過回流和排泥穩(wěn)定在7～8g/L左右。由于污泥濃度增加，對(duì)有機(jī)物的去除率提高，污泥負(fù)荷穩(wěn)定在1．7kgCOD/(kg·d)，COD去除率由70%提升至90%以上。雖然硝化細(xì)菌的生長世代周期較長、增殖緩慢，但在MBR這種能夠?qū)崿F(xiàn)完全固液分離的反應(yīng)器中，細(xì)菌可以被截留下來，使得反應(yīng)器內(nèi)硝化菌數(shù)量逐漸積累，對(duì)NH3-N的去除率也由原來的80%提高到95%。
④整個(gè)系統(tǒng)對(duì)TN和TP的去除
在各單元正式啟動(dòng)之后，對(duì)進(jìn)、出水TN和TP進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在調(diào)試穩(wěn)定后定期對(duì)膜池進(jìn)行剩余污泥的排除。
該工藝對(duì)TN和TP均具有較好的去除效果，其中TN最高去除率為87．4%，系統(tǒng)穩(wěn)定后平均去除率為85．8%;對(duì)總磷的最高去除率為78%，正常運(yùn)行后平均為72%。隨著系統(tǒng)的穩(wěn)定和細(xì)菌培養(yǎng)時(shí)間的增加，世代時(shí)間較長的硝化細(xì)菌逐漸成熟，硝化能力的加強(qiáng)保證了缺氧池反硝化反應(yīng)所需的硝酸根離子，促進(jìn)了脫氮效果的提高。剩余污泥的排除不僅減少了污泥對(duì)膜組件的污染，排除了老化的污泥，同時(shí)有效地去除了污泥中的磷。
3.2項(xiàng)目驗(yàn)收指標(biāo)
調(diào)試完成后水質(zhì)指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。驗(yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表3。
4經(jīng)濟(jì)成本分析
電價(jià)按0．6元/(kW·h)計(jì)算，清洗藥劑主要為0．3%的燒堿、2%的檸檬酸或1%的鹽酸(膜孔堵塞、出水量減少時(shí)清洗)，電費(fèi)和藥劑費(fèi)合計(jì)為1．33元/m3。
經(jīng)濟(jì)分析見表4。
5結(jié)論
①調(diào)試階段是活性污泥的適應(yīng)和增長期，污水中溶解氧過高會(huì)導(dǎo)致活性污泥的自身分解加快，從而達(dá)不到污泥增殖的目標(biāo)。因此，合理的控制曝氣量有利于活性污泥的生長和繁殖。
②缺氧/好氧/一體式膜生物反應(yīng)器工藝運(yùn)行穩(wěn)定后，對(duì)養(yǎng)殖污水的COD、NH3-N、TN和TP的去除率分別可達(dá)90%、95%、85．8%和72%，具有較好的處理效果。污水處理成本為1．33元/m3，具有較強(qiáng)的可操作性。
③缺氧/好氧/一體式膜生物反應(yīng)器工藝的處理出水水質(zhì)能較好地滿足豬圈沖洗和果園澆灌的需求，但該工藝在TP的去除上還有待進(jìn)一步強(qiáng)化。
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