PACT工藝協(xié)同電催化技術(shù)在養(yǎng)殖場(chǎng)沼液處理工程中的應(yīng)用研究

王 靜，潘異哲，裴蘭順，周 婷，何家梁

(1.湖州市農(nóng)村能源與生態(tài)管理辦公室，浙江湖州 313000；2.湖州市畜牧獸醫(yī)局)

PACT工藝協(xié)同電催化技術(shù)在養(yǎng)殖場(chǎng)沼液處理工程中的應(yīng)用研究

王 靜1，潘異哲2，裴蘭順2，周 婷2，何家梁2

(1.湖州市農(nóng)村能源與生態(tài)管理辦公室，浙江湖州 313000；2.湖州市畜牧獸醫(yī)局)

PACT為粉狀活性炭處理系統(tǒng)，試驗(yàn)在湖州市飛港牧業(yè)有限公司進(jìn)行，公司常年存欄生豬3500頭，采用干清糞工藝，每天排放養(yǎng)殖廢水約30 t，場(chǎng)內(nèi)建有厭氧發(fā)酵池300 m3，沼液池600 m3，貯氣柜100 m3。養(yǎng)殖廢水首先進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵池，滯留時(shí)間15 d，所產(chǎn)沼氣經(jīng)發(fā)電進(jìn)行資源回收利用，配套50 kW沼氣發(fā)電機(jī)，日發(fā)電量300 kW/h。附近茶山，苗木基地建有沼液田間池300 m3，沼液作為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥進(jìn)行資源化利用。

考慮到沼液資源化利用受天氣、生產(chǎn)季節(jié)等多種因素影響，從2016年初湖州市農(nóng)村能源與生態(tài)管理辦公室及湖州市畜牧獸醫(yī)局和凌泰環(huán)保有限公司進(jìn)行科技合作，研究應(yīng)用一體化養(yǎng)殖凈水系統(tǒng)進(jìn)行沼液深度處理，達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)利用。該系統(tǒng)作為養(yǎng)殖場(chǎng)資源化利用的配套設(shè)施，采用“PACT缺氧+PACT好氧+MBR+高效自控電催化”工藝對(duì)沼液進(jìn)行深度處理。經(jīng)過1年應(yīng)用調(diào)試，已基本達(dá)到了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 處理規(guī)模 系統(tǒng)處理規(guī)模設(shè)計(jì)為每d處理養(yǎng)殖污水20 t。

1.2 進(jìn)、出水水質(zhì)比較 處理前后進(jìn)、排水水質(zhì)比較，詳見表1。

表1 進(jìn)、出水水質(zhì)比較

2 工藝流程

沼液調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)均量，經(jīng)由提升泵提升至PACT缺氧池+PACT好氧生化系統(tǒng)，在缺氧池和好氧池中接種LT污水處理菌和LT硝化菌，通過100多種高效負(fù)荷微生物群，在有機(jī)物的降解中形成完全鏈?zhǔn)椒磻?yīng)機(jī)制，可有效去除廢水中的有機(jī)物NH3-N。

PACT生化處理后出水采用MBR膜進(jìn)行固液分離，將生物菌種截留在反應(yīng)器內(nèi)，保證系統(tǒng)保持較高的微生物濃度，提升系統(tǒng)污染物去除效率，同時(shí)保證系統(tǒng)出水SS含量≤1，MBR出水進(jìn)入自控電催化反應(yīng)器，利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的中間產(chǎn)物作為氧化劑同步去除廢水中的COD和氨氮等物質(zhì)，同時(shí)還兼有消毒殺菌作用。

經(jīng)PACT工藝協(xié)同電催化處理后可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水達(dá)標(biāo)排放，PACT工藝流程詳見圖1。

圖1 PACT工藝流程圖

3 工藝特點(diǎn)

3.1 PACT缺氧+PACT好氧工藝 PACT缺氧+PACT好氧工藝是向缺氧池和好氧池中投加粉末活性炭，將活性炭吸附與生物氧化相結(jié)合，強(qiáng)化生物菌種的凈化功能，基于氨化→硝化→反硝化的氨氮生物降解反應(yīng)過程，提高有機(jī)物和氨氮去除率改善出水水質(zhì)。

PACT工藝主要優(yōu)點(diǎn)：一是可提高難降解有機(jī)物去除效果，減少曝氣的發(fā)泡現(xiàn)象。二是可提高系統(tǒng)抵抗毒物沖擊能力。三是可改善系統(tǒng)脫色效果。四是可改善污泥沉降性能，降低SVI。五是可提高硝化反應(yīng)效率。六是可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善出水水質(zhì)。

3.2 高效自控電催化 高效自控電催化反應(yīng)器是在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，通過具有催化活性的DSA電極，使電極電解質(zhì)上的電荷加速反應(yīng)。電催化技術(shù)同步且高效的去除廢水中COD和氨氮工程應(yīng)用，破除了高級(jí)氧化技術(shù)在廢水處理中不能同步去除COD和氨氮的技術(shù)壁壘。通過陽(yáng)極直接降解有機(jī)物或陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(·OH)、臭氧、次氯酸一類的氧化劑降解有機(jī)物，以及由此而引起的一系列化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)過程或物理過程，達(dá)到污染物降解轉(zhuǎn)化的目的。

采用高效自控電催化技術(shù)降解途徑可使有機(jī)物分解更加徹底，不易產(chǎn)生毒害中間產(chǎn)物，同時(shí)反應(yīng)器設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，占地面積小，操作維護(hù)費(fèi)用較低，能有效避免二次污染，而且反應(yīng)可控程度高，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，被稱為“環(huán)境友好”技術(shù)。針對(duì)養(yǎng)殖廢水氨氮含量高的特點(diǎn)在該項(xiàng)目中運(yùn)用高效自控電催化反應(yīng)器主要是為了去除廢水中的氨氮和少量COD，同時(shí)進(jìn)行消毒殺菌，最終使處理后廢水能達(dá)標(biāo)排放。

高效自控電催化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：一是可同步去除COD和氨氮，且不產(chǎn)生二次污染。二是具有消毒殺菌作用。三是占地面積小。四是處理效率高，不受自然因素影響。五是操作運(yùn)行方便。

4 小結(jié)與討論

4.1 采用PACT工藝協(xié)同電催化工藝對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)沼液進(jìn)行處理，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定且有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。出水清澈透明，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)。出水完全可以進(jìn)行沖洗豬圈，污水溝等循環(huán)利用，大量減少養(yǎng)殖原水，減輕系統(tǒng)運(yùn)行壓力，不斷降低運(yùn)行費(fèi)用。

4.2 PACT工藝協(xié)同電催化工藝對(duì)COD去除率達(dá)95%以上，對(duì)氨氮去除率達(dá)91%以上。系統(tǒng)基本不產(chǎn)生淤泥。不需要進(jìn)行二次處理。

4.3 系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不需要投加藥劑。根據(jù)設(shè)備裝機(jī)容量系統(tǒng)日耗電量為55～60 kW·h/d。運(yùn)行費(fèi)用較低(2～3元/t水)。利用沼氣發(fā)電就可完全滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。

4.4 系統(tǒng)已完成集成化，模塊化應(yīng)用研究，可根據(jù)需要定制，適用性，實(shí)用性強(qiáng)。可作為養(yǎng)殖場(chǎng)沼液資源化利用的配套補(bǔ)充，也可作為原水達(dá)標(biāo)處理的新技術(shù)應(yīng)用選擇。

農(nóng)業(yè)部制定《全國(guó)畜禽遺傳資源保護(hù)和利用“十三五”規(guī)劃》

為進(jìn)一步加強(qiáng)畜禽遺傳資源保護(hù)開發(fā)利用工作，維護(hù)生物多樣性，促進(jìn)現(xiàn)代畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)《中華人民共和國(guó)畜牧法》有關(guān)規(guī)定，農(nóng)業(yè)部制定了《全國(guó)畜禽遺傳資源保護(hù)和利用“十三五”規(guī)劃》，提出到2020年國(guó)家級(jí)保護(hù)品種有效保護(hù)率要達(dá)95%以上，省級(jí)保護(hù)品種有效保護(hù)率達(dá)到80%以上，確保重要資源不丟失、種質(zhì)特性不改變、經(jīng)濟(jì)性狀不降低。

根據(jù)規(guī)劃，農(nóng)業(yè)部將適時(shí)調(diào)整國(guó)家級(jí)畜禽遺傳資源保護(hù)名錄，對(duì)列入保護(hù)名錄的畜禽遺傳資源全面落實(shí)保種主體，完善畜禽遺傳資源保種場(chǎng)、保護(hù)區(qū)和基因庫(kù)保護(hù)體系。適當(dāng)集中保種力量，統(tǒng)籌規(guī)劃國(guó)家級(jí)核心基因庫(kù)和區(qū)域性基因庫(kù)建設(shè)，制定基因庫(kù)保種計(jì)劃，逐步完善畜禽遺傳資源交換機(jī)制，提高保護(hù)效率。

同時(shí)，農(nóng)業(yè)部要求進(jìn)一步加強(qiáng)保種場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，適度豐富血統(tǒng)，擴(kuò)大保種群數(shù)量，提升資源保護(hù)能力。因地制宜建立保護(hù)區(qū)，以區(qū)內(nèi)核心場(chǎng)(站)為主，帶動(dòng)周邊農(nóng)戶開展聯(lián)合保種。進(jìn)一步完善省級(jí)畜禽遺傳資源保種體系，制定和完善省級(jí)畜禽遺傳資源保護(hù)名錄和場(chǎng)區(qū)庫(kù)管理辦法。

《浙牧》訊

2017-02-17

S851.2

A

1005-7307(2017)03-0029-002