养猪废水处理

1、养猪废水处理随着我国畜牧业的进展，产业竞争的日趋猛烈，畜牧业的规模化、集 约化进展已成为一必定趋势，规模化养猪场具有较高的畜禽饲养技术，统 一的治理，降低了成本，提升了经济效益，但由于大量集中的粪便污水排 放引起的环境污染咨询题也越来越严峻，按照有关资料报道，我国大都市 中畜禽养殖业的粪尿排污的人口当量超过 3000-4000 万。养殖业的粪尿排泄 物及废水中含有大量有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌并产生恶臭，对环 境质量造成极大阻碍，急需治理。而由于养猪场污水处理不同与工业污水 处理，养猪场经济效益不高限制了污水处理投资金额不可能太大，这就需 要投资少、处理成效好、最好能回收一部分资源，有一定

2、的经济效益。而 养猪场的污水处理通常并不是仅采纳一种处理方法，而是需要按照地区的 社会条件，自然条件不同，以及猪场的性质规模、生产工艺、污水数量和 质量、净化程度和利用方向，采纳几种处理方法和设备组合成一套污水处 理工艺。一、养猪场污水处理工艺简介1. 组合式稳固塘工艺广东某规模化养猪场日产污水量 500m3/d，采纳新型厌氧 -兼氧组合式 稳固塘工艺，该工艺主体的组合式稳固塘设计成倒置截头圆锥型，由下向 上设置 3 个微生物反应区，即厌氧反应区、兼氧反应区、好氧和藻类生长 区。污水由下向底部平均向上流淌， 污水在塘内的停留时刻为 12d。整个厌 氧-兼氧-组合稳固塘出水 CODcr 的质量浓

3、度保持在 3000mg/l，CODcr 去除 率一样为 70%左右，而传统厌氧塘 CODcr 的去除率为 50%左右，相比较起 其处理成效得到明显提升，后续辅助好氧池采纳活性污泥法，使 CODcr 等 进一步降解，再利用高负荷氧化塘进行污水的硝化脱氮，最后通过藻类沉 降塘及生物塘以达到出水水质要求。该工艺实际运行中 CODcr 平均去除率 达 99.43%，BOD5 平均去除率达 99.8%， SS平均去除率为 97.7%，NH3-N 平均去除率为 93.45%。整个污水处理系统投资运行成本较低，运行期间只 需一名运行治理人员，操作简单方便，其缺点是占地面积大，不适用于一 些土地资源紧缺的地区

4、。2. UASB+SBR 工艺罗庄区江泉生猪养殖场日处理污水 300m3，采纳上流式厌氧污泥床 UA SB反应器发酵工艺，产生沼气通过铺设管道供应给邻近居民日常生活使用， 使沼气得到充分利用，而所产生的沼渣通过好氧连续式生物堆肥发酵制成 复合有机肥料投放市场，经济效益专门好，沼液通过 SBR 池好氧处理后可 进行农田灌溉，采纳了钢筋混凝土结构使得总体投资成本提升，运行成本 也较高，运行成本费用为 29 万元 /年，即 2.648元/cm3，但其沼气和沼渣利 用也带来可观的经济效益，年获利可达 72.5 万元，综合效益十分明显。3. ZWD 新型沼气池 +生物循环处理工艺福建省农科院研制的 ZW

5、D 型沼气池是全国最先设计应用的顶盖直管 进料，无活动盖，侧面中层大出料口的水压式沼气池型，克服旧式的水压 式沼气进出料难，占用有效建筑容积等缺点，设计的沼气池占地面积小， 结构简单，操做方便，提升了产气率，通过在几个养猪场试投入运行，成 效明显，并以此为基础，建立生态牧场，在畜牧场内建立沼气有机废物循 环利用系统，提升生物物质循环利用系数，使沼气、沼液、粪渣全部得到 充分的利用，确保污水实现零排放，适用与中小型养猪场污水处理，目前 在省内数十家养殖场广泛应用。4. 酸化+高速滤池 +生物氧化塘北京市大兴区某猪场饲养生猪 5000 头，采纳水冲清粪工艺，每日排污 量为 100-120t，设计通

6、过自然沉淀法对猪粪污水先进行固液分离， 沉淀固体 通过调整水分，添加肥料成分，进行堆肥处理，液体部分通过一个调剂酸 化池和两个串联的高速生物滤池进行厌氧好氧生物处理，处理后的污水进 入生物氧化塘进一步降解蓄存，进行农田灌溉。污水通过处理总降解率可 达到 93.0%-97.0%，COD 浓度最低达 77mg/L，可达到国家三级排放标准。5. 凤眼莲生物系统处理工艺深圳某养猪场年产猪肉 10万头，每天排出粪水约 1500m3，COD 浓度 在 14000mg/l 左右，污水通过前期的厌氧发酵后进入兼性氧化塘自然氧化 后，进入水生生物处理系统，先经增氧氧化塘氧化，然后进入一级凤眼莲 吸取塘，出水通过

7、自然氧化塘氧化后进入二级凤眼莲吸取塘，再进入沙滤 床流入氧化塘，达到净化废水的目的。整个系统停留时刻为 30d，后期处理 COD 平均为 314mg/l，去除率达 69%，总氮去除率达 75%，当废水 COD 浓 度800mg/l，总氮（T-N）600mg/l，溶解氧 2mg/l 时，凤眼莲不能生长， 为防止总氮、溶解氧超标，应在该系统前部设置一个增氧氧化塘，增加溶 解氧量，凤眼莲的培养受多种外界条件限制，气候、温度与污水进水水质 的变化都会直截了当阻碍最后出水水质。因此工艺的关键部分在于凤眼莲 的培植驯化。通过猪场实际运行表明，凤眼莲水生生物系统处理养猪场废 水耗资少，并能有效去除有机物，较

8、适用于我国的畜牧场污水处理 .6. 强化预处理 +高效折流厌氧反应器 +氧化塘北京中联环工程股份有限公司研究采纳的集约化猪场废弃物系统，改 变传统的水冲洗清粪方式，利用重力引流清粪，节约大量水源（约50%），减少后续粪污处理工程，液体部分与猪舍冲洗水混合进入高效折流厌氧反 应器（ ABR）进行厌氧污水处理，通过一系列的实验，进水 BOD3000mg/l， 折流厌氧反应器的容积可达 4-8kgCOD/d，污泥浓度 20kg/m3。出水 COD、BOD 去除率在 80%以上，选用氧化塘作为厌氧消化后续处理工艺，减少了 工程投入，整个系统化处理实现猪场生产的“零污染”排放，而厌氧消化 后处理工艺选择

9、时应该猪场周边环境相适应的工艺。7. AOF 工艺由深圳某公司研发设计的 AOF 处理工艺，采纳预处理、生物处理和精 处理技术路线，使废水 COD 浓度由 6000-15000mg/l降至 100mg/l 以下。工 艺通过生物处理采纳高效厌氧污泥池和高效好氧生物处理设备，最后通过 精处理去除残留的污染物，使废水稳固达标排放，该项有用技术在深圳、 北京等地的数家大型养猪场，均获得较好成效。8. 多级酸化 -人工湿地处理工艺华南农业大学研究的畜禽舍粪便污水多级酸化与人工湿地串联处理工 艺，粪便污水经固液分离后进入酸化池，进行酸化调剂，然后进入四个串 联人工湿地进行处理，最后通过净化池后，即可达标排

10、放，通过该工艺的 运行可使 COD 由 1500m/L 降至 98.4m/L，BOD5 由 9000m/L 降至 49.4m/L， SS由 18600m/L降至 51.5m/L。硫化物由 480m/L 降至 1.3m/L。整个工艺系 统实现自流化，不需要动力，节约能源，减少了 60%的运转费，且能有效 的去除污水中的重金属。9. 混凝-脱氨-好氧生化处理工艺为了解决养猪场排放废水有机浓度高、氨氮浓度高、恶臭严峻的咨询 题，上海通过实验室模拟，通过实验室模拟试验，探讨了混凝 -脱氨 -好氧生 化处理养猪场废水的工艺。养猪场废水经石灰乳混凝沉淀，可去除废水中 的大部分胶体物质和悬浮物，同时可去除一

11、部分难降解物质；经脱氨使废 水中氨氮低于 200mg/L，有利于后续生化的顺利进行。当生化池活性污泥 浓度在 35004500mg/L之间， CODCr容积负荷 3.0kg/(m3?d)， NH3 N 容积负荷 0.22kg/(m3?d)时，生化出水能够达到上海市提出的畜牧业排放 标准。10. 固液分离机处理工艺福建省农科院地热所研制的 FZ-12 固液分离机，采纳机械振动对养猪 场粪污水进行固液分离，处理污水能力大于 12 m3/h，TS，CODcr 、BO D5 去除率分不为 62.6%、 61.2%、57.5%，有效降低污水浓度，使污水的 C OD 浓度降到 4000mg/L 左右，有利

12、于后续厌氧发酵处理，粪渣可回收制作 出售，经济效益可观，经机械分离固液分离后的污水再通过厌氧沼气发酵， 产生的沼气作为小猪保温供热能源，而处理后排放污水可进行养鱼及农田 灌溉，由于前处理采纳了固液分离机，与传统养猪场污水处理相比，后期 投资及运行费用大大减少，因此整体项目投资减少。该项固液分离机的设 计差不多获得国家专利。11. CFW 型畜禽污水处理工艺采纳目前先进的 UASB 高效生物厌氧反应器和已有专利的一种改进的 曝气生物滤池技术，运用于上海某养猪场，其圈养规模为 6000 头年，该工 艺实际污水处理能力达 400m3/d。畜类污水经固液分离去除大块杂物后进入 无游离氧的 UASB 高

13、效厌氧反应器，厌氧生物降解后再进入后续曝气生物 滤池，池内装有由陶粒组成的填料，污水进入后进行曝气反应。经检测， 出水中的 CODcr 250mg/l、BOD5104.2mg/l，NH3 N85.8mg/l，整体 工艺运行稳固，运行费用低，出水水质稳固，但由于采纳的工艺和设备较 先进和复杂，运行过程中治理较为重要，对治理人员的要求高。目前国家对环境污染整治力度的持续增强，地点上也加大了畜牧业污 水处理设施的建设，但往往因为运行费用过高而导致建成后就闲置不用，造成资源白费环境污染咨询题却仍得不到妥善解决。针对这些咨询题，综合考虑养殖场的污染治理投资能力及地区区域特点，研究采纳适合不同地区的经济高

14、效污水处理工艺。除了以上一些目前国内应用较广泛的养猪场 污水处理工艺外，国外目前也有许多研究较为成功的厌氧处理、好氧处理 以及天然净化处理工艺， 其中包括采纳厌氧塘 -兼性塘-好氧塘工艺， 也有日 本一猪场采纳的中温甲烷发酵、稀释 -埋住式滤池工艺，还有加拿大猪场采 纳的固液分离高效好氧反应器 -曝气塘 -灌溉工艺等。将污水处理工厂化和自 然生物处理，好氧和厌氧处理进行有机组合以求达到最佳处理成效。二、具体工程介绍（一）组合式稳固塘工艺处理养猪废水1. 水质、水量与排放标准 广州某规模化养猪场的污水量为 500 m3 d，设计水质及排放标准见 表 1 。表 1 设计水质及排放标准污染因子pH值

15、（ CODcr）（mg·L-1 ）（ BOD5）（mg·L-1 ）（ SS）（mg·L-1 ）（ NH3 N）（mg·L-1 ）进水水质7.0-9.0150001000030001500排放标准6.0-9.040015020080注：畜禽养殖业污染物排放标准 GB1859620012. 工艺选型养猪场污水处理常用的工艺为厌氧 -好氧 -氧化塘，均采纳钢筋混凝土结 构，投资大，运行费用高。我们在设计时进行了各种工艺的选择比较， 用 投药混凝、厌氧接触工艺、厌氧过滤器、上流式厌氧污泥床、复合式厌氧 污泥床和厌氧塘尽管有好的处理成效，但建设费用和运行成本高而无

16、法承 担，因而必须寻求新的既简易又稳固可靠的方法。因此，我们选择新型厌氧一兼氧组合式稳固塘处理工艺，充分利用规模化 猪场的地势地势，妥善地解决了规模化猪场污水污染负荷高和养猪行业的利润低的两大难题。此工艺有效地把上流式厌氧污泥床移植到兼性塘来， 它具有投资省、运行费低、操作治理方便、能源可回收（目前未回收）的 特点。3. 工艺流程1。4. 工艺流程讲明 固液分离 从猪舍出来的水经集水井提升泵送到设于鼓风机房顶部的水力分离筛网， 经筛网过滤，使粪渣分离。污水进处理单元，回收粪渣外售。 组合式稳固塘 组合式稳固塘共设 2 个自然塘（每个自然塘面积约 2000m2），平常并列运 行，清塘时（几年后清

17、一次塘） ，一塘运行，另一塘清泥。在塘的中央设置 一个厌氧反应区， 深 5.0 m。污水从配水井用管道重力引入至厌氧反应区底 部，并平均在厌氧反应区底布水，污水经厌氧反应区底部平均向上流淌， 从污水的流态来看，其结构类似上流式厌氧污泥床（ UASB ），污水和甲烷 气都向上流淌，通过厌氧污泥床。所不同的是 UASB 上下流速相同，同时 内有三相分离器，而组合式稳固塘上下流速不同，厌氧反应区底部流速大 （约 0.21 m3（ m2·h），厌氧反应区上部流速小。最后，污水流向塘的 四周进行沉淀（类似 UASB 的三相分离器）。组合式稳固塘的工作原理是：从微生物类属来看，塘分为 3 种微生

18、物反应 区。即厌氧反应区、兼氧反应区、好氧和藻类生长区。详见图 2 组合式稳 固塘断面示意。第一区为厌氧反应区：污水第一进人厌氧反应区底部，并平均分配在整个 横断面上，污水流向为上流式，整个坑的容积均为絮状的厌氧微生物（污 泥床）。污水上向流经这些厌氧微生物污泥床时，污水中有机物被厌氧微生 物进行降解，转化为 CH4， CO2 和 H2O。生成的 CH4，CO2 和污水持续 上升，使整个污泥床得到充分的搅拌，同时污水和厌氧微生物充分接触， 提升了有机物的去除效率 2 。第二区为兼氧反应区：除塘面和塘底的积泥层外，其余均为兼氧反应区， 污水从坑顶部流出后，向四周流淌，流速突然降低，可沉的悬浮物固

19、体便 沉于塘低。污水经厌氧分解后剩余的有机物连续被兼氧微生物所利用，进 一步去除污水中有机物。第三区是塘的表面层区：为好氧微生物和藻类生长区。该区内，空气的复 氧和藻类的光合作用提供氧气，污水中的有机物进一步被好氧微生物所利 用，把它氧化为 CO2 和 H2O。另外，污水中的氨氮又为藻类提供营养物质， 产生了良性循环。新型厌氧 -兼氧组合式稳固塘技术的设计运行参数：坑的 CODcr 容积负荷 （以 CODcr 计）为 5.1kg（ m3·d）。污水在坑内停留时刻为 2.6 d；在塘 内停留时刻（含坑的停留时刻）为 12 d，本设计的坑负荷传统 1319 倍 （传统式氧化培 CODcr

20、 负荷（以 CODcr 计）为 0.130.4 kg（ m3·d） 2。由于专门的设计（坑顶设计围墙包围） ，幸免了传统的厌氧塘在刮风时竖向 混流而阻碍底部厌氧（因为表层好氧区水中含有专门高的溶解氧会入侵到 厌氧区，破坏厌氧环境） ，并有效地抑制和防止季节性翻塘，使厌氧总保持 最佳状态。另外，坑的设计成倒置截头圆锥型，使坑内从下至上流速慢慢 由大变小。 幸免了厌氧污泥被水流和 CH4 等带出坑外， 最大限度地保持了 厌氧污泥浓度，从而在高的 CODcr 容积负荷（以 CODcr 计）下（ Fv=5.1 kg（ m3·d）还具有较高的 CODcr 去除效率。从投产以来， 处理

21、系统运行情形较为稳固， 新型厌氧 -兼氧-组合式稳固塘出 水 CODcr 的质量浓度一样在 3 000 mgL 左右， CODcr 去除率一样为 7 0左右，而传统厌氧塘 CODcr 去除效率 50左右。 好氧池、高负荷氧化塘好氧池、高负荷氧化塘组成二级好氧生化处理系统，前者采纳了活性污泥 法，使 CODcr 等进一步降解，并为后续氧化塘处理提供条件；后者采纳循 环沟式氧化塘，污水在此硝化脱氮。在高负荷氧化塘中，在 JET 推流混合 器的作用下，水在廊道中循环，由于具有一定的流速（ 10 15 cms）， 大气复氧速率增加，同时藻类迅速生长。藻类光合作用提供溶解氧供给好 氧微生物进行代谢活动。

22、高负荷氧化塘出水中的微型藻类专门容易沉淀， 约 50 80的藻类可在水力停留时刻为 l2d 的沉淀塘中自然去除。沉 淀的藻类呼吸速率专门低，且可浓缩在塘底数月甚至数年而不明显开释营 养物。高负荷氧化塘中藻类的另一明显作用是提升了塘中废水的 PH 值，给 灭菌和促使氨气向空气中扩散提供了条件。 在 pH 值为 9.2 时在 24 h 内可 100杀灭大肠杆菌和绝大部分病原体，在白天高负荷氧化塘中废水的pH值达到 9.5 的并不鲜见。整个系统稳固、高效。 藻类沉降塘专门设计的藻类沉降塘利用自然重力分离作用使藻类从污水中分离出来， 同时由藻类自身产生的生物絮凝过程促进了自然沉淀，废水在藻类沉降塘 停

23、留时刻 24 h 以上，沉淀的藻类处于休眠状态， 可不能被赶忙分解或腐烂。 两个藻类沉降塘同时使用，其中之一可 3 4a 放空一次，以去除浓缩的含藻污泥 生态塘 利用生态塘中放养的鱼类和水生植物自然降解水中的污染物 （N，P），以达 到出水水质要求。（二） UASB/SBR/化学混凝工艺处理养猪废水湖南某养猪场的生猪养殖规模为 1 万头，废水排放量为 150m3/d，原有废水 多数有机物和氨氮没有去除。1. 概况处理系统只采纳了沉淀处理，废水 该养猪场拟对原废水处理系统进行全面的技术改造，通过中试最后确定在 原有四级沉淀的基础上，采纳 UASB/SBR/ 化学混凝处理工艺，处理后水质 要求达到

24、畜禽养殖业污染物排放标准 （GB18596 2001）。废水水质和排 放标准见表 1。2. 废水处理工艺流程养殖废水的特点是排放集中、水力冲击负荷强、有机质浓度高、水解1。酸化快、沉淀性能好。改造后的工艺流程见图原水第一进入调沉池，其要紧作用是调剂水质、水量，另外能够去除 大部分悬浮物和少量有机物。 调沉池出水自流入集水井， 再通过泵输送到 U ASB 反应器，大部分有机物在此被降解，并产成沼气。 UASB 反应器出水 进入 SBR 进行后续处理，部分有机物和大部分氨氮在此被降解去除。由于 SBR反应器出水 TP 超标，以及 SS的浓度还较高，阻碍出水水质，因此最 后通过化学混凝反应池处理，以满足达标排放要求。3. 要紧构筑物及设备 调沉池。利用原有池体，尺寸为 30.0m×30.0m× 2.5m