規模化畜禽養殖廢水厭氧發酵液處理研究

王樹德

（宿州市環境保護監測站安徽宿州234000）

規模化畜禽養殖廢水厭氧發酵液處理研究

王樹德

（宿州市環境保護監測站安徽宿州234000）

本文介紹了一種畜禽養殖廢水厭氧發酵液的處理方法，該方法將新型脫氮除磷技術和化學沉淀磷酸鹽回收法結合，可實現廢水的深度脫氮除磷和高濃度磷酸鹽濃縮液的磷資源回收，具有工藝占地面積小、運行負荷高、效果穩定、操作維護方便、出水易達標排放等優點。

禽畜養殖；厭氧發酵液；產沼回收；MAP

1 背景

規模化養豬場由于廢水排放量大、含有高濃度的COD、TN（主要以NH4+-N形式存在）和TP等特點，養豬場廢水中BOD/ COD普遍在0.4～0.7之間，屬易降解有機廢水，因此生化法是養豬場廢水處理的首選工藝。

規模化豬場養殖廢水含有高濃度的COD，可利用厭氧生物發酵產沼回收能源。目前，沼氣池已經在國內大部分豬場中得到推廣應用。盡管厭氧生物發酵產沼可以去除豬場養殖廢水中大部分COD，但是出水污染物濃度仍然很高，尤其是NH4+-N和TP基本沒有去除,屬于典型的低碳氮比廢水，難以采用傳統脫氮除磷工藝實現達標排放。因此，厭氧生物發酵產沼往往作為豬場養殖廢水的前處理工藝，其典型自養型厭氧發酵出水的處理成為了豬場廢水處理的關鍵[1-3]。

目前脫氮除磷新技術和新工藝因減少碳源需求、降低曝氣強度、減少污泥產量等優勢備受關注。其中因短程硝化-厭氧氨氧化（Sharon-anammox）反應過程中完全自養脫氮，反硝化除磷過程能夠以NO3--N或NO2--N作為電子受體吸磷，實現同步脫氮除磷，因此該類新技術新工藝發展最為迅速。同時，由于P資源的匱乏，廢水中磷酸鹽的回收，尤其是鳥糞石（磷酸銨鎂）沉淀法（簡稱MAP）回收磷酸鹽，成為廢水中磷處理的主要研究方向。

因此，若將自養脫氮過程與反硝化除磷工藝耦合，結合化學沉淀磷資源回收法用于豬場厭氧發酵液的處理，利用工藝互補性解決兩種新工藝在應用中的關鍵問題，可以強化工藝優勢并實現污染物的深度去除。新型高效低耗自養型廢水生物脫氮耦合反硝化除磷技術的開發具有重要的實際應用價值。

2 工藝流程介紹

自養脫氮過程與反硝化除磷工藝耦合工藝如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

2.1 將畜禽養殖廢水原水泵入反硝化除磷SBR反應器進行厭氧釋磷反應；反應2h～3h；反硝化除磷SBR反應器的運行模式為序批式，半短程硝化反應器和厭氧氨氧化反應器的運行模式為連續式，水力停留時間為6 h～8h。

2.2 反硝化除磷SBR反應器的排水進入MAP沉淀池進行磷酸鹽結晶回收，至回收率大于90%；厭氧階段充分釋磷后的高濃度含磷濃縮液在MAP反應池內化學沉淀實現磷酸鹽的回收，并去除部分有機物和氨氮。釋磷后的高濃度含磷濃縮液較豬場廢水厭氧發酵液更易沉淀回收，回收成本更低。

2.3 將畜禽養殖廢水厭氧發酵液和MAP沉淀池出水泵入半短程硝化反應器，將氨氮轉化為亞硝態氮同時去除COD，至氨氮轉化率為40%～60%，COD去除率達到90%以上；其中，畜禽養殖廢水厭氧發酵液和MAP沉淀池出水的體積比為5：1～8：1。

2.4 半短程硝化反應器出水進入厭氧氨氧化反應器進行深度脫氮，至總氮去除率大于85%；

2.5 厭氧氨氧化反應器出水再泵入反硝化除磷SBR反應器進行缺氧反應，反應3 h～4h后，曝氣，沉淀排水。本步驟是將半短程硝化—厭氧氨氧化過程出水作為反硝化除磷SBR反應器缺氧吸磷段進水進行深度脫氮除磷，自養脫氮過程產生的NO3-和剩余的NO2-可作為反硝化除磷缺氧吸磷過程的電子受體，結合短時間后曝氣吹脫氮氣并進一步好氧除磷，實現出水的達標排放。

3 結語

3.1 以新型脫氮除磷理論技術為基礎，形成旨在降低成本并實現深度脫氮除磷的循環式自養脫氮耦合反硝化除磷工藝。通過將畜禽養殖廢水原水首先進入反硝化除磷SBR反應器，通過厭氧反應去除COD并充分釋磷；高濃度含磷厭氧出水進入MAP反應池進行磷酸鹽結晶回收；廢水厭氧發酵液和MAP沉淀池出水連續進入半短程硝化反應器脫碳和部分氨氮轉化；半短程硝化反應器出水進入厭氧氨氧化反應器脫氮；厭氧氨氧化反應器出水進入反硝化除磷SBR進行缺氧段的深度脫氮除磷，反應結束后排水排泥。

3.2 本工藝利用生物厭氧釋磷過程將廢水中的磷酸鹽變為厭氧磷酸鹽濃縮液，更經濟有效地實現了廢水中磷資源的回收；利用自養生物脫氮過程去除廢水中的氮素，解決自養型廢水碳源不足問題并降低生物脫氮過程的曝氣需求；利用反硝化除磷以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體的缺氧反應過程實現同步脫氮除磷和深度脫氮除磷，并節約除磷過程的曝氣需求。工藝可解決低碳氮比廢水處理難達標問題，并大大節約曝氣量，實現低碳氮比廢水的經濟高效去除。

3.3 采用本方法的方法獲得的出水水質好：COD、氨氮、總氮、總磷等指標均可達到《畜禽養殖業污染物排放標準》（二次征求意見稿）的排放要求，工藝高效穩定，運行費用大大降低，有很好的推廣利用價值。

[1]陳蕊,高懷友,傅學起,等.畜禽養殖廢水處理技術的研究與應用[J].農業環境科學學報,2006,25:374-377.

[2]杜祥君,秦繼華.HCR工藝改進及其用于養殖廢水處理的中試研究[J].污染防治技術,2014,27(2)：18-20．

[3]田延威,沙德宏,高峰,等.改性硅酸鈣用于養殖廢水厭氧處理過程中除磷研究[J].工業水處理,2015,35(5)：67-70.

王樹德（1973—），漢族，安徽宿州人，大專，工程師，主要從事環境監測工作。