SBR工藝處理養豬廢水的工藝研究

2014-12-11 05:20:11徐燁

科技創新導報 2014年16期

徐燁

摘要：針對當前我國規模化養殖場排放污染物的特點，采用SBR直接處理厭氧工藝ABR消化液，COD去除率為30%～60%，NH3—N的去除效果優于COD，去除率基本在70%以上，最高可達95%，但是均無法達標排放。采用pH調節—曝氣吹脫—沉淀—SBR處理ABR出水，出水的COD可以在400mg/l以下，NH3—N可以在80mg/l以下，可達標排放。

關鍵詞：豬場廢水好氧處理 SBR

中圖分類號：X713 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0098-02

畜禽養殖場廢棄物，特別是規模化豬場糞污已是我國許多地區的主要污染來源。盡管豬場廢水可以還田利用或者采用自然處理系統進行處理，在工業化處理模式中，好氧工藝直接處理豬場廢水，投資及運行費用均很高；而采用厭氧一好氧進行處理，厭氧消化液好氧后處理是一大難題。本文提出運用pH調節（混凝）—曝氣吹脫（脫氨）—沉淀—SBR（sequencing batch reactor）工藝處理養豬廢水ABR出水，使得出水CODCr和NH3-N均能達標，具有重要的現實意義。

1 試驗材料與方法

1.1 廢水水質

試驗所用廢水取自福建省福州市福清豐澤養豬場，試驗的廢水取自沉淀調節池出水，然后經過前端ABR厭氧處理出水，其水質參數見表1所示。

1.2 廢水水質分析方法

pH采用玻璃電極法測定，而CODcr采用重鉻酸鉀法測定，NH3-N采用納氏試劑光度法，NO-2—N采用N一（1-萘基）-乙二胺光度法；NO-3—N采用酚二磺酸光度法；DO采用膜電極法；SS采用重量法。以上分析方法均參考《水和廢水監測分析方法》。

1.3 實驗系統

實驗系統包括：（1）原水箱（存儲豬場ABR出水）（2）混凝pH調節池，（3）曝氣吹脫池，（4）沉淀池，（5）SBR反應器。污水依次經過上述設備進行處理。

2 ABR出水直接SBR處理結果與分析

2.1 SBR對ABR厭氧消化液COD去除效果

圖1對豬場廢水ABR厭氧消化液的COD去除情況在采用SBR工藝直接處理厭氧消化液的過程中，從外觀看，曝氣階段泡沫很多，沉淀后，反應器內上清液渾濁、呈黃色。從圖1可知，在試驗的前15 d，COD去除效果尚可，去除率為30%～60%，出水COD濃度在400～600 mg/L之間。隨著試驗的進行，出水COD濃度逐漸增加至1000 mg/L以上，并有繼續增加的趨勢。至試驗后期，COD去除率降至10%左右。當進水COD濃度較低時，COD去除率甚至為負數，因為這時積累在反應器中的COD濃度比進水高。

2.2 SBR對ABR厭氧消化液NH3—N的去除效果

從圖2可知，當SBR直接處理豬場廢水厭氧消化液時，NH3—N的去除效果優于COD，去除率基本上在70%以上，最高可達95%。但NH3—N去除率也呈下降趨勢，盡管進水NH3—N相對比較穩定，出水NH3—N則持續上升。到試驗后期，NH3—N去除率降至70%左右，出水NH3—N達到200 mg/L以上。

2.3 pH的變化處理效果的影響

針對SBR處理豬場廢水厭氧消化液效果差的問題，跟蹤監測了一個運行周期NH3-N、NO2-N、NO3-N、pH變化情況。結果發現在曝氣結束后，其pH降至5.5以下。NH3-N去除效果差的主要原因是硝化過程導致pH降至6.0以下，影響了微生物生長代謝以及基質有效性。另外，pH值對降解有機物的異養細菌也產生比較嚴重的抑制。因此，在SBR處理豬場廢水厭氧消化液的過程中，曝氣階段的低pH（6.0左右）顯然是COD去除效率不高的主要原因；另硝化細菌絮凝性較差，很難沉淀，則是導致出水COD高的另一個原因。

3 pH調節—曝氣吹脫—沉淀—SBR處理結果與分析

3.1 加藥曝氣沉淀處理結果與分析

混凝沉淀過程中，上清液CODCr的去除率與Ca（OH）2的投加量成正相關，即增加Ca（OH）2的投加量可明顯提高CODCr的去除率。在水溫20 ℃的條件下，氨的脫除與水樣pH值呈正相關，而水樣的pH由Ca（OH）2投加量決定，當Ca（OH）2的投加量從500 mg/L增加至5500 mg/L時，水樣的pH 值由8.15增加至10.15。經反復試驗，確定Ca（OH）2的投加量在3000～6000 mg/L之間，可保證pH在9.5以上。曝氣吹脫池的曝氣強度為氣水比一般為1000∶1，曝氣時間為0.5 h。

經過一段時間的運行，在水質穩定后進行監測，其數據如表2所示。從表2中可以看出，COD的去除率基本控制在15%～35%之間，波動比較大，但是出水COD值比較穩定，基本在1500～1800 mg/l之間。氨氮的去除率比較穩定，在60%左右，出水的氨氮可以降到150～200 mg/l之間。后面的營養比基本可以使好氧微生物生長，因此后面好氧處理提供了必要的條件。

3.2 SBR處理工藝的結果與分析

活性污泥濃度4500～5500 mg/L，進水NH4+—N濃度在250 mg/L以下，容積負荷1-2kgCODCr/（m3·d），污泥負荷在0.15～0.17 kgCODCr/（kgMLSS·d）。整個SBR曝氣池水力停留時間為32 h。通過連續運行分析，SBR曝氣池水質監測結果見表3。

從表3可以看出CODcr的去除率一般在70～80%之間，得到的出水濃度在400～mg/l左右，達到了《畜禽養殖業污染物排放標準》的排放標準，處理效果良好。氨氮的去除率在65～75%之間，出水的氨氮在50～60 mg/l之間，去除率高，達到了《畜禽養殖業污染物排放標準》的排放標準。如果后面進一步進行氧化塘等生物處理，水質可以進一步提高。endprint

4 結語

（1）SBR直接處理ABR出水，COD去除效果尚可，去除率為30%～60%，NH3—N的去除效果優于COD，去除率基本上在70%以上，最高可達95%，但是均無法達標排放。

（2）pH調節—曝氣吹脫—沉淀—SBR處理ABR出水，出水的COD可以在400 mg/l以下，NH4+—N可以在80 mg/l以下，可達標排放，但是石灰用量較大。

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