淺析ABR處理養殖廢水

馬源　武榮芳　劉忠　古貴州

【摘 要】本文從ABR的工藝原理、性能、處理工藝、生化反應動力學等幾方面闡述了ABR污水處理工藝在養殖廢水處理上的應用。

【關鍵詞】ABR；養殖廢水；廢水

畜禽養殖場廢水主要有尿液、殘余的糞便、飼料殘渣和沖洗水等組成，有的廠區還包括生產過程中產生的生活廢水。主要特征是：有機物濃度高、懸浮物多、色度深、氨氮和有機磷含量高，并含有大量的細菌。這些污染物如不進行適當處理， 一旦進入天然水體、農田就會導致嚴重的環境污染。規模化養殖場每天排放的廢水量大、集中，并且廢水中含有大量污染物，如重金屬、殘留的獸藥和大量的病原體等，因此如不經過處理就排放于環境或直接農用，將會造成當地生態環境和農田的嚴重污染。

廢水沼氣化處理工藝能夠實現養殖場糞污的綜合利用，減少對環境的污染，目前沼氣化處理工藝的種類較多，ABR折流式厭氧反應器是其中的一種。

1 ABR的工藝原理

ABR即厭氧折流板反應器（Anaerobic Baffled Reactor）的簡稱，由美國Stanford大學的RLMcCarty教授及Bachmaim等人于1982年在厭氧生物轉盤反應器（RBC）的基礎上改進開發出來的一種新型高效厭氧污水生物處理技術。該反應器集上流式厭氧污泥床（UASB）和分階段多相厭氧反應器（SMPA）技術于一體，通過在反應器中加裝豎向擋板，將反應器分成幾個串聯的反應格室，使反應器在整體上為推流式（PF），局部區域內為完全混合式（CSTR）。通過廢水的上下折流及降解過程中的產氣作用，使得基質與污泥的接觸機會及接觸時間增多，提高了反應器的處理效率。同時由于折流板的阻擋和污泥自身的沉降性，污泥沿著反應器水平方向的移動速度很慢，加之各上下向格室的寬度不等，故大量的厭氧活性污泥被留在反應器內而不易流失。并且由于豎向擋板的隔離作用，使原來生存于同一反應器中的兩大菌群分隔在不同反應格室中，這大大提高了厭氧反應器的負荷和處理效率，并使其穩定性和對不良因素的適應性大為增強。

2 ABR反應器具有以下性能特征

①投資少，工藝簡單，運行費用低：ABR法設計簡單，沒有活動部件，同傳統的厭氧消化池相比，無需機械攪拌裝置，也不需要設計復雜的三相分離器。②獨特的隔室結構使反應器內物料經多次折流作用，延長了反應物料在反應器內的路徑，提高了反應物與微生物的混合接觸能力；③由于折流擋板的擋流作用使各隔室內菌體得到有效阻擋，減少了反應微生物的流失；④反應物沿軸向運動過程中不斷降解，使反應器內沿流程方向的物質性質發生改變，促使各階段與反應物相應的優勢微生物的生長，提高處理效率；⑤反應器產物的依次后移和排出可以減少產物抑制效應；⑥上下隔室截面變化可以改變反應物的流態形式，達到自攪拌效果；⑦反應器整體流態形式上接近推流式，保證了高效的處理效率；⑧良好的水利學特性可有效減少反應死區，提高容積利用率；⑨水力停留時間短；可以間歇運行；具有非常強的抗水力負荷沖擊能力；對進水中所含有的有毒物質具有較強的緩沖適應能力；可以長時間運行而不必擔心污泥會大量流失；對有機負荷沖擊具有非常強的承受能力。

3 ABR糞污水處理工藝

本工程污染治理詳細工藝描述如下：

格柵池：主要目的經格柵截取顆粒雜質，如塑料、玻璃、生活雜物等。

集水池：主要目的為減輕后續工藝負荷，減少投資；通過物理方法去除雜質，實現減量化，均衡水質、水量。

固液分離機：固液分離技術是養殖業廢水處理與處置必不可少的環節，用以減輕后續處理環節的負擔。固液分離技術一般包括篩濾、離心、過濾、沉降、沉淀、絮凝等工序。現采用固液分離機對畜禽養殖廢水進行預處理。禽畜糞便固液分離機通過無堵漿液泵將糞水抽送至主機，經過擠壓螺旋絞龍將糞水推之主機前方，物料中的水分在邊壓帶濾的作用下擠出網篩，流出排水管，分離機連續不斷地將糞水推至主機前方，主機前方壓力不斷增大，當大到一定程度時，就將卸料口頂開，擠出擠壓口，達到擠壓出料的目的，通過主機下方的配重塊，可根據用戶需求調節工作效率和含水率。

水解調節池：完成污水的水解酸化，為厭氧菌的快速生長創造有利條件，能夠將大分子有機物質降解。

ABR反應器：其不僅生物固體截留能力強，而且水力混合條件好。

根據《升流式厭氧污泥床反應器污水處理工程技術規范》（HJ2013-2012），厭氧反應器宜采用保溫措施，式反應器內的溫度保持在適宜溫度內，如不能滿足溫度要求，應設置加熱裝置。加熱方式可采用池外加熱和池內加熱，池外加熱有加熱池和循環加熱兩種方式，池內加熱宜采用熱水循環加熱方式。保溫宜采用池（罐）外保溫措施。

ABR池體為全地下式，周圍土壤有一定的保溫作用，故不再設置池外保溫措施，建議利用沼氣作為ABR池體加熱的熱源。具體加熱方式為：沼氣經脫硫凈化后，經一臺沼氣綜合利用鍋爐燃燒產生熱水，作為ABR反應池的熱源，通過熱水管將熱水通入池內，采用熱水循環加熱方式給ABR反應池提供熱源，保證ABR反應罐的常溫消化正常進行。評價預測冬季發酵溫度可維持在20℃以上，滿足工藝要求，沼氣處理設施可正常運行。

4 ABR涉及5個生化反應動力學過程

（1）可降解顆粒有機物胞外水解為可發酵有機物；

（2）可發酵有機物被產酸菌消耗，并生成揮發性脂肪酸；

（3）揮發性脂肪酸被產甲燒菌消耗，并生成甲焼和二氧化碳；

（4）產酸菌的增殖與衰亡；

（5）產甲燒菌的增殖與衰亡，衰亡的微生物仍以顆粒有機物的形式保留在系統內，并再次進入循環。

經過上述工藝的處理，出水達到中華人民共和國國家標準《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB18596-2001）中的標準限值和地方要求限值。

【參考文獻】

[1]朱冬亞，李適宇，張培堅，等.規模化畜禽業污染對環境的影響及防治措施[J].家畜生態，2004，25（4）：193一19.

[2]郭靜斐.生物接觸氧化工藝處理高含鹽廢水實驗研究[D].長安大學環境工程系，2008.

[責任編輯：張濤]