CN116022967A - 一种高cod畜禽养殖废水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,包括以下流程:预处理流程,通过对养猪场废水进行初步的过滤以及固液分离酸化,实现对废水的初步处理,使得废水中的固体废弃物排出以及不溶性有机水解,深度生化处理流程,通过生化池和沉淀池对废水的处理,使得COD和BOD可以得到有效的降解,同时通过填料对COD、NH3‑N、TP和SS进行进一步的降解处理。该高COD畜禽养殖废水处理工艺,采用厌氧处理,由于养殖污水有机物(COD)浓度极高,针对高浓度COD污水,经厌氧处理后,沼气处理单元可以实现80%‑90%的有机物(COD)降解,大大降低后续处理系统的有机负荷,具有既能有效降解有机物,又能产生沼气获得收益的优势。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程技术技术领域,具体为一种高COD畜禽养殖废水处理工艺。
背景技术
养猪场废水中含有较多的氮、磷、钾等养分,如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力,改良土壤的理化特性,促进农作物的生长,但如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用,则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响,如引起作物徒长、返青、倒伏,使产量大大降低,推迟成熟期,影响后续作物的生产等,废水中的大量有机物质在土壤中不断累积,虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、真菌、细菌等提供营养物质和适宜的环境,但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生;此外,大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性,而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长,而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放,大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害,因此,养猪场废水排放前需进行污水处理;
但是养殖污水为四高污水,即高COD、NH3-N、TP、SS,其负荷浓度为生活污水的50-100倍,是十分难以处理的污水,而且养殖污水中通常携带有大量的粪便,这样会大大增加污水处理的难度,所以养殖污水必须先做预处理,但经过预处理后,污水中污染物浓度仍然比较高,离达标还很远,但养殖污水中BOD:COD在0.45以上,是一种非常容易生化降解的污水,可以采用投资与运营成本低的传统生化工艺来处理,但是,该污水在经过厌氧反应后,进入好氧与缺氧阶段时,C/N比严重失调,造成反硝化反应不能正常进行,需要补充碳源,而补外源碳会增加污水处理成本,补内源碳又对工艺要求更加苛刻,很不好把握,造成养殖污水的处理困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,以解决上述背景技术中提出的养殖污水处理困难的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,包括以下流程:
预处理流程,通过对养猪场废水进行初步的过滤以及固液分离酸化,实现对废水的初步处理,使得废水中的固体废弃物排出以及不溶性有机水解;
深度生化处理流程,通过生化池和沉淀池对废水的处理,使得COD和BOD可以得到有效的降解,同时通过填料对COD、NH3-N、TP和SS进行进一步的降解处理。
优选的,所述预处理流程,包括如下步骤:
S1、养猪场废水通过格栅后进入沉砂集水池,利用格栅取出大块的漂浮物以及结块的粪便;
S2、污水经过固液分离机筛网过滤,过滤后的污泥及格栅过滤的废料经机械脱水后堆肥处理;
S3、污水通过固液分离机后进入调节池;
S4、污水经过水解酸化池;
S5、水解酸化池出水自下而上通过厌氧反应器。
3.根据权利要求1所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述深度生化处理流程,包括如下步骤:
S1、厌氧反应器出水进入一级生化池;
S2、一级生化池出水进入一级沉淀池,一级沉淀池中污泥回流至一级生化池,多余的污泥排出至污泥浓缩池;
S3、一级沉淀池出水进入二级生化池;
S4、二级生化池出水进入二级沉淀池,二级沉淀池中污泥回流至二级生化池,多余的污泥排出至污泥浓缩池,污泥浓缩池中污泥通过机械脱水后进行泥饼堆肥;
S5、检测二级沉淀池出水COD是否达标;
S6、二级沉淀池不达标出水进入芬顿氧化池降解有机污染物;
S7、芬顿氧化池降解后达标出水和二级沉淀池达标出水进入絮凝沉淀池进行脱色反应;
S8、絮凝沉淀池出水进入消毒池。
优选的,所述厌氧反应器底部设置有高浓度和高活性的污泥层,且厌氧反应器的上部设置有三相分离器。
优选的,所述一级生化池由缺氧池和好氧池组成,且好氧池与缺氧池之间安装有回流泵。
优选的,所述一级沉淀池采用竖流沉淀形式,且一级沉淀池内部安装有污泥泵。
优选的,所述二级生化池内部好氧区域内悬挂聚乙烯球形填料,且二级生化池内部好氧区域悬挂的聚乙烯球形填料采用蜂窝状通道设计,具体为展开式悬浮微生物载体填料。
优选的,所述二级沉淀池采用竖流沉淀形式,且二级沉淀池内部安装有污泥泵。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:该高COD畜禽养殖废水处理工艺:
1.采用厌氧处理,由于养殖污水有机物(COD)浓度极高,针对高浓度COD污水,经厌氧处理后,沼气处理单元可以实现80%-90%的有机物(COD)降解,大大降低后续处理系统的有机负荷,具有既能有效降解有机物,又能产生沼气获得收益的优势;
2.通过具备脱氮除磷功能的生化工艺,传统生化工艺中,只采用好氧工艺无法去除N、P,故必须采用脱氮除磷工艺,本方案采用两级A/O技术,可达到多种水质标准和污染物排放标准;
3.采用大量蜂窝状通道的填料,利用污水在穿透这些通道时,水流剪力的脱附作用使得填料上的生物膜得到及时更新,球形填料上较厚的微生物膜存在溶解氧梯度和有机物梯度的微型环境,沿膜垂直方向朝内,可分成好氧区和缺氧区,即在这个方向上,溶解氧呈递减分布,形成微元的反硝化区,在生物膜外层,在好氧条件下发生硝化反应,产生的硝态氮进入内层缺氧区后,在反硝化作用下产生氮气,进一步增强对污水的处理效果。
附图说明
图1为本发明预处理流程示意图;
图2为本发明深度生化处理流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,包括以下流程:
预处理流程,通过对养猪场废水进行初步的过滤以及固液分离酸化,实现对废水的初步处理,使得废水中的固体废弃物排出以及不溶性有机水解;
深度生化处理流程,通过生化池和沉淀池对废水的处理,使得COD和BOD可以得到有效的降解,同时通过填料对COD、NH3-N、TP和SS进行进一步的降解处理
预处理流程中,养猪场废水通过格栅后进入沉砂集水池,主要用于收集猪场内的污水,起到集中、调节、均质均量的作用,搅拌均匀后提升至固液分离机,污水经过固液分离机筛网过滤,污水中大多数粪便被截流在斜筛网中,粪渣再经螺杆泵挤压排出,实现粪便与水分离,分离出的粪便外运或堆肥处置,污水通过固液分离机后进入调节池,主要起到集中、调节、均质均量的作用,搅拌均匀后提升至水解酸化池,污水经过水解酸化池,在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程,从而改善废水的可生化性,为后续处理奠定良好基础,水解酸化池出水自下而上通过厌氧反应器,通过反应器底部高浓度、高活性的污泥层,大部分有机物在这里被转化为CH4和CO2,气态产物的搅动和气泡粘附污泥上升形成一个污泥悬浮层,反应器上部设有三相分离器,完成气、液、固三相的分离,被分离的气体从上部导出,被分离的污泥则自动滑落到悬浮污泥层,出水则从澄清区流出,由于反应器有良好的布水、混合、水流搅拌、三相分离、排渣系统,反应器具有负荷大,有机物降解效率高、停留时间短、产气效率高等优势。
深度生化处理流程中,厌氧反应器出水进入一级生化池,一级生化系统由缺氧池加好氧池组成,在缺氧池中,反硝化细菌在碳源充足的情况下将好氧池回流的消化液中的硝态氮转化为氮气,达到脱氮的效果,在好氧池中,COD、BOD可以得到有效的降解,同时硝化细菌将氨氮转化为硝态氮,并通过回流泵将混合液回流至缺氧池中,吸磷菌将污水中的磷吸收待在沉淀池中排除,一级生化系统用于降解COD的同时具有高效的脱氮除磷功能,一级生化池出水进入一级沉淀池,一级沉淀池采用竖流沉淀池,一级生化产生的活性污泥在沉淀池内沉淀,活性污泥能充分回流至生化系统,剩余污泥通过污泥泵排出,完成除磷的功能,同时,使一级生化和二级生化微生物类别和功能区分开来,发挥一级和二级生化系统各自的功效,有效保证二级生化的有效运行;
一级沉淀池出水进入二级生化池,二级生化池经一级生化系统处理后,COD、NH3-N、TP、SS都获得了较大量的处理,但仍未达标,通过二级生化进一步降解污染物浓度,其反应机理与一级生化池相似,二级生化池好氧区域内悬挂聚乙烯球形填料,填料单体采用蜂窝状通道设计,是展开式悬浮微生物载体填料,该填料的型号为ZXZG,该填料具有比表面积大、运输体积小、安装方便、价格低廉等特点,污水通过蜂窝状通道自由穿透填料,使填料上附着的大量好氧菌生物膜能和废水充分混合,生物膜微生物浓度大于3g/L,二级生化池出水进入二级沉淀池,二级沉淀池采用竖流沉淀池,二级生化产生的活性污泥在二级沉淀池内沉淀,活性污泥能充分回流至二级生化系统,保证二级生化池内的活性污泥浓度,同时剩余污泥通过污泥泵排出,完成除磷的功能,二级沉淀池出水排出时检测水中COD是否达标;
二级沉淀池出水COD检测不达标时出水进入芬顿氧化池降解有机污染物,由作为催化剂的Fe2+催化分解H2O2,生成OH,进而导致一系列的链式反应快速降解废水中的有机污染物,同时具有脱色作用;
芬顿氧化池降解后达标出水和二级沉淀池达标出水进入絮凝沉淀池,尽管污水已经达标,但是出水存在一定的色度,为了获得良好的感观感受,在絮凝池向水中投加Cao、NaHSO3、H2SO4、FeSO4和H2O2,利用反应得到的Ca2+和水中金属离子生产沉淀,然后在絮凝池投加CaCl2、PAC混凝剂和PAM助凝剂,使沉淀物得到有效沉淀去除,完成脱色的反应,沉淀池采用斜管沉淀池,絮凝池产生的沉淀物在斜管沉淀池内沉淀,保证出水澄清,最终絮凝沉淀池出水进入消毒池,通过NaClO分解去除水体中的细菌及病原菌,防止对人体健康产生危害、对生态造成污染。
表1:处理效果
如表1中所示:
经过固液分离设备对固、液、气的分离,将不可溶性杂质和气态污染物与污水分离,分离后对CODCr的去除率可达15%,对BOD5的去除率可达15%,对SS的去除率可达40%,对TP的去除率可达10%,主要起到对固体杂质和气态污染物的去除,对于溶于污水中的污染物无去除效果;
经过水解酸化池及厌氧反应器对污水的处理,将溶于水中的污染物与污水分离,对CODCr的去除率可达80%,对BOD5的去除率可达80%,对SS的去除率可达80%,同时由于反应过程中有机物的分解,NH3-N、TN和TP均有5%的增幅;
经过一级生化池中缺氧池和好氧池中反硝化细菌和吸磷菌的作用,使得对对CODCr的去除率可达72%,对BOD5的去除率可达81%,对SS的去除率可达82%,对NH3-N的去除率可达81%,对TN的去除率可达81%,对TP的去除率可达65%,这一阶段对各种有机物的去除量最高;
经过二级生化池中聚乙烯球形填料在污水穿透过程中好氧菌生物膜与污水的作用,使得对对CODCr的去除率可达76%,对BOD5的去除率可达81%,对SS的去除率可达70%,对NH3-N的去除率可达81%,对TN的去除率可达81%,对TP的去除率可达80%,这一阶段基本将污水中的有机污染物去除殆尽,但仍有少量污染物残留导致污水仍不符合排放标准;
最终污水通过絮凝沉淀池中PAC混凝剂和PAM助凝剂对沉淀物的生成和沉降,使得污水脱色出水澄清,这一阶段对对CODCr的去除率可达10%,对BOD5的去除率可达10%,对SS的去除率可达64%,对NH3-N的去除率可达15%,对TN的去除率可达15%,对TP的去除率可达35%,此时污水中的有机污染物含量已经低于《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)(旱作)与《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)较严者,达到可以排放的标准。
Claims (8)
1.一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:包括以下流程:
预处理流程,通过对养猪场废水进行初步的过滤以及固液分离酸化,实现对废水的初步处理,使得废水中的固体废弃物排出以及不溶性有机水解;
深度生化处理流程,通过生化池和沉淀池对废水的处理,使得COD和BOD可以得到有效的降解,同时通过填料对COD、NH3-N、TP和SS进行进一步的降解处理。
2.根据权利要求1所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述预处理流程,包括如下步骤:
S1、养猪场废水通过格栅后进入沉砂集水池,利用格栅取出大块的漂浮物以及结块的粪便;
S2、污水经过固液分离机筛网过滤,过滤后的污泥及格栅过滤的废料经机械脱水后堆肥处理;
S3、污水通过固液分离机后进入调节池;
S4、污水经过水解酸化池;
S5、水解酸化池出水自下而上通过厌氧反应器。
3.根据权利要求1所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述深度生化处理流程,包括如下步骤:
S1、厌氧反应器出水进入一级生化池;
S2、一级生化池出水进入一级沉淀池,一级沉淀池中污泥回流至一级生化池,多余的污泥排出至污泥浓缩池;
S3、一级沉淀池出水进入二级生化池;
S4、二级生化池出水进入二级沉淀池,二级沉淀池中污泥回流至二级生化池,多余的污泥排出至污泥浓缩池,污泥浓缩池中污泥通过机械脱水后进行泥饼堆肥;
S5、检测二级沉淀池出水COD是否达标;
S6、二级沉淀池不达标出水进入芬顿氧化池降解有机污染物;
S7、芬顿氧化池降解后达标出水和二级沉淀池达标出水进入絮凝沉淀池进行脱色反应;
S8、絮凝沉淀池出水进入消毒池。
4.根据权利要求2所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述厌氧反应器底部设置有高浓度和高活性的污泥层,且厌氧反应器的上部设置有三相分离器。
5.根据权利要求3所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述一级生化池由缺氧池和好氧池组成,且好氧池与缺氧池之间安装有回流泵。
6.根据权利要求3所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述一级沉淀池采用竖流沉淀形式,且一级沉淀池内部安装有污泥泵。
7.根据权利要求3所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述二级生化池内部好氧区域内悬挂聚乙烯球形填料,且二级生化池内部好氧区域悬挂的聚乙烯球形填料采用蜂窝状通道设计,具体为展开式悬浮微生物载体填料。
8.根据权利要求3所述的一种高COD畜禽养殖废水处理工艺,其特征在于:所述二级沉淀池采用竖流沉淀形式,且二级沉淀池内部安装有污泥泵。
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