規模化養豬場糞污水處理工程的應用研究

劉小麗

摘 要：該文以福建陽光生態農業發展有限公司污水處理工程為例，介紹了厭氧紅泥塑料+接觸氧化處理養殖污水的相關工藝概況。

關鍵詞：養豬場；糞污水處理；應用研究

中圖分類號 X713 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）22-94-02

1 引言

隨著經濟的發展，規模化養殖場越來越多，養殖場大量糞污水的外排，嚴重破壞了生態環境。如何徹底解決規模化畜禽養殖廢水的污染問題，已成為畜禽養殖企業規模化發展的重中之重。該類污水處理現多采用厭氧+好氧達標排放工藝，用于畜禽養殖污水的厭氧處理工藝包括：完全混合式厭氧反應器、厭氧濾池、厭氧復合反應器、上流式厭氧污泥床、內循環厭氧反應器、紅泥塑料厭氧反應器等[1-3]；好氧工藝包括A/O、SBR、MBR、接觸氧化等。本文以福建陽光生態農業發展有限公司污水處理工程為例，簡要介紹了厭氧紅泥塑料+接觸氧化處理養豬污水的相關工藝概況。

2 工程概況

福建陽光生態農業發展有限公司養豬場位于福建省平潭縣蘆洋鄉野鵝山，基本母豬存欄4 000頭。該豬場實行嚴格的雨污分流，采用全沖糞工藝的清糞方法，根據福建陽光生態農業發展有限公司提供的數據，本工程設計日處理糞污水量為800t。

3 工藝設計

3.1 工藝流程 本污水處理工程前處理采用固液分離+調節池+初沉池+沉淀酸化池；厭氧處理采用（CSTR+ABR）工藝；好氧處理采用缺氧+生物接觸氧化工藝；深度處理采用濾池+氧化塘+消毒工藝。該處理工藝能夠很好的解決畜禽養殖污水水量波動大，有機物及病原菌多等問題。工藝流程如圖1。

3.2 工藝系統

3.2.1 前處理系統 養豬場污水水質、水量波動較大，懸浮物高，因此需設置前處理系統對污水進行預處理，以便后續生物處理。該處理系統由格柵、固液分離機、調節池、初沉池等組成。

3.2.1.1 集污調節池 共1座，規格：9.0m×23.0m×3.5m，最大有效容積約620m3，磚混結構。用于貯存污水，調節水質、水量。安裝空氣攪拌管、污泥提升泵和液位時控裝置以實現自動化控制。

3.2.1.2 初沉池 共2座，規格一：5.0m×5.0m×5.2m，沉淀區有效容積約為50m3，磚混結構；規格二：5.0m×4.0m×5.2m，沉淀區有效容積約為40m3，磚混結構。通過該沉淀池，可進一步去除固液分離機未能分離的SS，降低后續處理的負荷及對后續處理設備管道的影響。

3.2.1.3 沉淀酸化池 共2座，總有效容積為660m3。

3.2.2 厭氧處理系統 厭氧發酵采用CSTR+ABR工藝，該工藝通過厭氧微生物將有機物降解轉化并產生沼氣。

3.2.2.1 CSTR工藝 CSTR反應器內裝有攪拌裝置，能使進水和厭氧微生物完全混合，有利于處理高懸浮物污水，且可避免出現分層狀態。該工程CSTR池是經罐體改造而來，共12口池，每口規格12m×3m×3m，合計有效容積約為1 350m3，池子結構為半地埋式磚混結構。池體內設有浮渣槽和排浮渣口，以便后續浮渣的排出。通過沼氣定時攪拌創造一個厭氧環境，同時有利于提高產氣率。經過CSTR處理后的出水進入后續厭氧處理，大大降低了后續厭氧的負荷及水中的懸浮物。

3.2.2.2 ABR工藝 ABR反應器具有獨特的分格式結構及推流式流態，這樣的結構促使污水在整個反應器中不斷的經過完全混合作用，使得每個反應室中馴化培養出與該反應室中的污水水質、環境條件相適應的厭氧微生物群落，從而導致厭氧反應產酸相和產甲烷相沿程得到分離[4]。通過該工藝的上下折流及混合作用，使得有機物不斷的降解并產沼氣。ABR池有效容積約為2 750m3，池子結構仍為半地埋式磚混結構。

3.2.3 好氧處理系統 經過厭氧處理后出水仍難達到排放標準，且沼液和沼渣是很好的有機肥，因此需要采取比較有效的資源回用方法及進一步的處理。該工程厭氧池出水暫時進入貯液池，貯液池的小部分沼液用于周邊果園的施肥，大部分沼液進入接觸好氧系統處理。該工藝是通過在曝氣池內掛填料，以提高相關的污泥負荷及容積負荷，最終提高其處理效果。

3.2.3.1 貯液池 共1座，規格：21.0m×40.0m×1.5m（有效水深1.0m），有效容積約840m3，磚混結構。將原有貯液池中間加一道擋墻，改為2口貯液池，以提高貯液池的容積利用率。同時在第一口貯液池內布設排泥裝置，定期將貯液池中污泥抽至污泥濃縮池，實現厭氧處理的進一步減量化，降低后續處理設施的處理負荷。

3.2.3.2 中間池 共1座，有效容積約80m3，用于控制好氧池進水的流量。

3.2.3.3 缺氧池 共1座，規格：8.0m×6.0m×5.0m，有效容積約220m3，鋼砼結構。池內增設潛水攪拌機，二沉池回流污泥、硝化混合液、厭氧池出水及調配池超越污水至此的預進行泥水混合，在缺氧（DO<0.5mg/L）條件下，通過反硝化菌實現脫氮，并補充后續處理所需的部分堿度。

3.2.3.4 接觸氧化池 采用推流式，總有效容積2 300m3。新建接觸氧化池內設微孔曝氣器和組合填料，填料層高度3.0m，總填料體積約1 100m3，通過曝氣同時起到供氧和攪拌作用，保證好氧菌活性和泥水混合效果，促使水中有機物被充分降解得以去除；同時通過硝化細菌及聚磷菌實現脫氮除磷。

3.2.3.5 回流泵井 共1座，規格：3.5m×1.8m×2.5m，有效容積約13m3，磚混結構。設置硝化液回流泵及泵回流自控裝置，硝化混合液回流至缺氧池進水端（硝化液回流比約200%～300%）。

3.2.3.6 二沉池 共1座，規格：3.5m×14.0m×5.0m，底部設置錐形污泥斗，沉淀區有效容積約127m3，磚混結構。接觸氧化池出水在此進行泥水分離，回流活性污泥至缺氧池進水端（污泥回流比100%），并排除剩余污泥，出水進入后續的深度處理系統。endprint

3.2.4 深度處理系統 為了進一步的降低COD及水中的致病菌，需要進行深度處理。（1）升流式滲濾池：共8口，有效容積約72m3；通過滲濾池的過濾作用進一步降低水中的SS。（2）氧化塘：共2口，最大容積約16 000m3；（3）消毒池：共1座，已建；采用NaClO消毒，自動控制加藥，用于殺死水中的致病菌；（4）回用水池：共1座，已建。

3.2.5 污泥處理系統 污水處理過程中會產生大量的污泥，需要進行收集處理，以防造成二次污染。新建污泥濃縮池1座，規格：5.0m×5.0m×5.2m，底部設置錐形污泥斗，最大有效容積約90m3，磚混結構。收集初沉池、貯液池污泥、生化處理系統剩余污泥。

4 調試運行效果

工程于2014年4月投入試運行，好氧采用低負荷啟動，經過1個月的污泥培養馴化，好氧系統運行達到穩定狀態。經過3個月的工程調試厭氧也已成功啟動并大量穩定產氣，日均產沼氣量約為750m3。現該污水處理系統已穩定運行并達標排放，年處理29.2萬t水，部分出水進行灌溉果園。出水COD、氨氮的變化情況見圖2。

5 成本及效益分析

5.1 運行成本 該污水處理系統年總運行成本約為52.268萬元。

5.2 效益分析 主要效益包括以下幾方面：（1）沼氣效益：厭氧發酵池年產沼氣27.38萬m3，沼氣主要用于食堂，按沼氣價格1元/m3計算，則年沼氣效益27.38萬元；（2）污水效益：處理后污水用于自有菜地果園24hm2，每hm2每年節約化肥約2 250元，則年效益為5.4萬元；（3）豬糞效益：年生產豬糞15 000t，市場價格30元/t，則年銷售收入45萬元；（4）年經濟總效益77.78萬元；（5）間接經濟效益：果園增產增收效益。

6 小結

該場污水處理系統運行穩定，且經厭氧發酵+接觸氧化工藝處理后，出水各項指標均已達到《國家畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596-2001）中規定的排放標準，同時部分沼液可用于灌溉，實現了畜禽養殖污水的綜合利用，最終通過該工藝的穩定運行可實現年凈效益25.512萬元。

參考文獻

[1]李榮平，李秀金.用于牛糞液厭氧消化的推流式和完全混合式反應器性能研究[J].農業工程學報，2007，23（9）：186-190.

[2]Andreadakis A.D.Anaerobic digestion of piggery waste[J].Wat.Sci.Tech.，1992，25（1）：9-16.

[3]黃惠珠.紅泥塑料在規模化畜禽養殖場沼氣工程中的應用[J].中國沼氣，2007，25（3）：23-26.

[4]胡紀萃.廢水厭氧生物處理理論與技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2003. （責編：張宏民）endprint

3.2.4 深度處理系統 為了進一步的降低COD及水中的致病菌，需要進行深度處理。（1）升流式滲濾池：共8口，有效容積約72m3；通過滲濾池的過濾作用進一步降低水中的SS。（2）氧化塘：共2口，最大容積約16 000m3；（3）消毒池：共1座，已建；采用NaClO消毒，自動控制加藥，用于殺死水中的致病菌；（4）回用水池：共1座，已建。

3.2.5 污泥處理系統 污水處理過程中會產生大量的污泥，需要進行收集處理，以防造成二次污染。新建污泥濃縮池1座，規格：5.0m×5.0m×5.2m，底部設置錐形污泥斗，最大有效容積約90m3，磚混結構。收集初沉池、貯液池污泥、生化處理系統剩余污泥。

4 調試運行效果

工程于2014年4月投入試運行，好氧采用低負荷啟動，經過1個月的污泥培養馴化，好氧系統運行達到穩定狀態。經過3個月的工程調試厭氧也已成功啟動并大量穩定產氣，日均產沼氣量約為750m3。現該污水處理系統已穩定運行并達標排放，年處理29.2萬t水，部分出水進行灌溉果園。出水COD、氨氮的變化情況見圖2。

5 成本及效益分析

5.1 運行成本 該污水處理系統年總運行成本約為52.268萬元。

5.2 效益分析 主要效益包括以下幾方面：（1）沼氣效益：厭氧發酵池年產沼氣27.38萬m3，沼氣主要用于食堂，按沼氣價格1元/m3計算，則年沼氣效益27.38萬元；（2）污水效益：處理后污水用于自有菜地果園24hm2，每hm2每年節約化肥約2 250元，則年效益為5.4萬元；（3）豬糞效益：年生產豬糞15 000t，市場價格30元/t，則年銷售收入45萬元；（4）年經濟總效益77.78萬元；（5）間接經濟效益：果園增產增收效益。

6 小結

該場污水處理系統運行穩定，且經厭氧發酵+接觸氧化工藝處理后，出水各項指標均已達到《國家畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596-2001）中規定的排放標準，同時部分沼液可用于灌溉，實現了畜禽養殖污水的綜合利用，最終通過該工藝的穩定運行可實現年凈效益25.512萬元。

參考文獻

[1]李榮平，李秀金.用于牛糞液厭氧消化的推流式和完全混合式反應器性能研究[J].農業工程學報，2007，23（9）：186-190.

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[3]黃惠珠.紅泥塑料在規模化畜禽養殖場沼氣工程中的應用[J].中國沼氣，2007，25（3）：23-26.

[4]胡紀萃.廢水厭氧生物處理理論與技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2003. （責編：張宏民）endprint

3.2.4 深度處理系統 為了進一步的降低COD及水中的致病菌，需要進行深度處理。（1）升流式滲濾池：共8口，有效容積約72m3；通過滲濾池的過濾作用進一步降低水中的SS。（2）氧化塘：共2口，最大容積約16 000m3；（3）消毒池：共1座，已建；采用NaClO消毒，自動控制加藥，用于殺死水中的致病菌；（4）回用水池：共1座，已建。

3.2.5 污泥處理系統 污水處理過程中會產生大量的污泥，需要進行收集處理，以防造成二次污染。新建污泥濃縮池1座，規格：5.0m×5.0m×5.2m，底部設置錐形污泥斗，最大有效容積約90m3，磚混結構。收集初沉池、貯液池污泥、生化處理系統剩余污泥。

4 調試運行效果

工程于2014年4月投入試運行，好氧采用低負荷啟動，經過1個月的污泥培養馴化，好氧系統運行達到穩定狀態。經過3個月的工程調試厭氧也已成功啟動并大量穩定產氣，日均產沼氣量約為750m3。現該污水處理系統已穩定運行并達標排放，年處理29.2萬t水，部分出水進行灌溉果園。出水COD、氨氮的變化情況見圖2。

5 成本及效益分析

5.1 運行成本 該污水處理系統年總運行成本約為52.268萬元。

5.2 效益分析 主要效益包括以下幾方面：（1）沼氣效益：厭氧發酵池年產沼氣27.38萬m3，沼氣主要用于食堂，按沼氣價格1元/m3計算，則年沼氣效益27.38萬元；（2）污水效益：處理后污水用于自有菜地果園24hm2，每hm2每年節約化肥約2 250元，則年效益為5.4萬元；（3）豬糞效益：年生產豬糞15 000t，市場價格30元/t，則年銷售收入45萬元；（4）年經濟總效益77.78萬元；（5）間接經濟效益：果園增產增收效益。

6 小結

該場污水處理系統運行穩定，且經厭氧發酵+接觸氧化工藝處理后，出水各項指標均已達到《國家畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596-2001）中規定的排放標準，同時部分沼液可用于灌溉，實現了畜禽養殖污水的綜合利用，最終通過該工藝的穩定運行可實現年凈效益25.512萬元。

參考文獻

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[4]胡紀萃.廢水厭氧生物處理理論與技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2003. （責編：張宏民）endprint