厌氧消化+接触氧化在养猪场废水治理中的应用

张振贤

（河北胜尔邦环保科技有限公司 河北石家庄 050091）

在当前政策的引导下，我国养猪场呈现大规模化和高度集约化趋势，而养猪场产生的大量粪污水如果未经处理直接排放，将会严重污染周边的地表水、地下水和空气。养猪场废水具有污染物浓度高、排放集中、冲击负荷大等特点，处理难度较大[1-3]。河北某大型养猪场存栏10万头猪，废水来源主要包括冲舍废水、猪尿和生活污水，废水每天排放量为1500m3，采用“EGSB+接触氧化”处理工艺取得了良好效果，最终出水达到《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）要求。

1 工艺设计

1.1 进水水质

养猪场采用干清粪的方式清理猪粪，所排放废水主要由冲舍废水、猪尿和生活污水组成，水中含有大量猪毛和少量猪粪等悬浮物，总水量共计1500m3/d。出水标准依照《农田灌溉水质标准》GB5084-92中旱作类标准。具体见表1。

表1 设计进水水质

1.2 工艺流程

针对上述水质特点，生物处理单元采用“厌氧消化+接触氧化”处理工艺。工艺流程图见图1。

图1 工艺流程

2 主要设施设备

2.1 格栅固液分离机

格栅和固液分离为预处理阶段，主要作用是保障生化处理系统的稳定运行。格栅采用机械格栅，主要是去除大部分的猪毛，防止后续处理单元发生堵塞。固液分离机的作用是将废水中的猪粪等固态悬浮物分离，避免其对厌氧生物处理系统造成冲击，同时去除部分COD。

2.2 调节池

设计处理废水量为1500m3/d，由于猪场废水排放时间比较集中，故设置调节池HRT为16h，有效容积1000m3，有效水深4.5m。调节池主要作用是调节废水的水质水量。调节池s内设置两台潜水搅拌机，型号：QJB4/12-620/3-480S，叶轮直径620mm，功率：4kW。

2.3 水解酸化

水解酸化采用地上罐体结构。有效容积500m3，HRT:8h。设计进水COD≤3500mg/L，COD去除率≥20%，出水COD≤2800mg/L。进水采用旋流布水，罐外装有循环水泵，利用水力搅拌使泥水充分混合接触，循环管道上留有取样口，用来监测罐内的水质情况。罐内增温采用蒸汽加热，罐内温度控制在32℃～35℃，保温采用聚氨酯发泡外包彩钢板。水解酸化反应即可去除废水中部分COD，又可提高废水的可生化性，为接下来的厌氧反应创造良好条件。

2.4 厌氧消化

厌氧消化采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB），有效容积1500m3，回流比：15，上升流速：4m/h，容积负荷：3kg/m3·d。设计进水COD≤3000mg/L，COD去除率≥85%，出水COD≤450mg/L。

EGSB反应器抗冲击性好，自我调节能力强，处理高浓度废水具有污染物去除率高、节能、稳定的优点，所产生的沼气输送至沼气发电机，产生的电能供企业内部使用。EGSB相比传统的UASB有较高的回流比和上升流速，从而达到稀释进水中的抑制性物质，提高反应器抗冲击负荷，同时有利于颗粒污泥的快速形成。

2.5 接触氧化

接触氧化池有效容积1500m3，分为两格，有效水深4.5m，HRT为24h，设计进水COD≤500mg/L，COD去除率≥70%，出水COD≤150mg/L。采用组合填料，填料层高度2.5m，曝气采用微孔曝气，气水比为6∶1。

2.6 絮凝沉淀

为保证出水效果，好氧出水后增加絮凝沉淀池，进水端加入絮凝剂聚合氯化铝（PAC）和助凝剂聚丙烯酰胺（PAM），作用是降低胶体间的斥力，使污染物形成较大絮体保证沉淀效果。

3 运行结果与讨论

3.1 运行结果

废水处理系统调试过程共计90天，目前系统稳定运行，出水优于设计值。实测进水COD平均值为4700mg/L，最终出水COD≤106mg/L。各单元运行效果见表2。

表2 各单元运行效果

3.2 调试过程总结

3.2.1 EGSB的启动

EGSB反应器的接种污泥来自养猪场沼气发酵罐内的厌氧污泥，接种量为反应器有效容积的1/5。调试分为两个阶段，第一阶段为污泥驯化期，第二阶段为提升负荷期。污泥驯化期间，进水COD控制在2000mg/L以下，当COD去除率≥60%时，开始进入提负荷阶段。调试期间，每天测定罐内废水的COD、挥发酸、碱度、pH等指标，每7天测定一次厌氧罐内的污泥浓度，并且观察污泥形态变化，逐步提高进水的有机负荷。经过90天的调试，反应器达到满负荷运行，目前运行稳定，COD去除率达到83%，调试成功。

厌氧污泥的生长周期较长，同时厌氧菌对于环境的变化反应较为敏感，厌氧系统的调试时间也比较长。进水负荷不可提升过快，否则容易造成负荷冲击、污泥流失，甚至会出现酸化现象，导致整个调试工作的失败。调试期间必需每天检测挥发酸、碱度等水质数据，以便掌握厌氧反应器内的具体情况，做到心中有数，一旦出现异常要及时采取应对措施。

3.2.2 接触氧化

接触氧化法相比传统活性污泥法具有高负荷、耐冲击、节能、无污泥膨胀等优点。接触氧化池接种污泥来自城市生活污水处理厂的二沉池污泥，接种量为池容的1/5。进泥后首先要恢复污泥活性，前期进水COD控制在300mg/L以下，并在好氧池中按COD:N:P=100:5:1投加营养盐，当污泥沉降比≥20%，镜检发现大量菌胶团时，停止投加营养盐，开始提升进水浓度。经过60天的调试运行后，镜检发现接触氧化池内存有大量的菌胶团、钟虫及轮虫，为较好的生物相系统，活性污泥沉降速度快，泥水分离效果好，上清液清澈透明，水质良好，运行稳定，COD去除率达到65%。

4 结论

4.1 厌氧+接触氧化法为主的处理工艺适用于大规模养猪场废水处理，该工艺COD去除率高，成本低，出水效果好，出水COD≤150mg/L，达到《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）要求。

4.2 养猪场废水含有猪毛、猪粪等固态悬浮物，在生化处理前，需在预处理阶段设置机械格栅、固液分离装置，避免因悬浮物浓度过高而造成对生化系统的冲击。

4.3 EGSB厌氧反应器由于采用了较高的回流比和上升流速，相比传统的厌氧反应器，具有更高的污染物去除率、抗冲击能力和容积负荷，因此更适用于养猪场废水治理。

[1]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京：中国轻工业出版社,1998.

[2]潘碌亭,罗华飞.猪场养殖废水处理新工艺[J].工业水处理,2008（02）.

[3]沈银书,吴敬学.我国生猪规模养殖的发展趋势与动因分析[J].中国畜牧杂志,2011（22）.