養(yǎng)殖廢水處理厭氧+SBR+A/O+MBR技術(shù)

某縣新建繁育基地總投資為10500萬元，總占地面積約8hm（2120畝），總建筑面積47054m2，項(xiàng)目建成投產(chǎn)后常年存欄母豬6000頭，年出欄約11萬頭仔豬。畜禽養(yǎng)殖廢水具有COD、SS、NH3-N、TP等污染物濃度高且C/N低的特點(diǎn)。養(yǎng)殖廢水處理站作為繁育基地配套工程，按300m3/d處理規(guī)模設(shè)計(jì)。

1、養(yǎng)殖廢水的水量與水質(zhì)

本項(xiàng)目養(yǎng)殖廢水主要為母豬尿液、豬舍沖洗污水、基地生活污水等，其中沖洗水為間歇水源。畜禽廢水的產(chǎn)生與養(yǎng)殖種類、品種、性別、生長期、飼料天氣條件等因素有關(guān)，不同方式的清糞工藝對廢水排放影響很大。本項(xiàng)目為尿泡糞方式的養(yǎng)殖場，根據(jù)同類型項(xiàng)目母豬產(chǎn)生廢水量約40L/（頭?d），再加上豬舍沖洗及其他未預(yù)見廢水量，確定養(yǎng)殖廢水處理規(guī)模按300m3/d設(shè)計(jì)。尾水雖排至農(nóng)灌渠，但附近400m范圍內(nèi)有村民，建設(shè)單位要求廢水排放執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978―1996）的一級標(biāo)準(zhǔn)，尾水排至西側(cè)農(nóng)灌渠，用于水田作物補(bǔ)水。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

2、養(yǎng)殖廢水處理工藝流程

根據(jù)養(yǎng)殖廢水水量、水質(zhì)特點(diǎn)和處理要求，確定本項(xiàng)目主要工藝流程（見圖1）

①預(yù)處理。

豬舍產(chǎn)生的廢水通過管網(wǎng)排放到收集池，在管網(wǎng)前端設(shè)置人工格柵去除較大雜物。在收集池內(nèi)設(shè)置攪拌機(jī)，充分?jǐn)嚢璺乐辜S渣沉淀，收集池內(nèi)的廢水通過水泵提升至固液分離機(jī)，分離出的糞渣進(jìn)入堆肥車間，出水在正常情況下進(jìn)入調(diào)節(jié)池（當(dāng)水質(zhì)出現(xiàn)異常情況如豬舍消毒時，手動控制閥門進(jìn)入應(yīng)急池，應(yīng)急池內(nèi)的廢水通過泵少量均勻提升至調(diào)節(jié)池），調(diào)節(jié)池底設(shè)置穿孔曝氣管，養(yǎng)殖廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行充分曝氣和水質(zhì)水量調(diào)節(jié)；分離機(jī)擠壓廢水含渣量高，回流至收集池進(jìn)行再一次固液分離。調(diào)節(jié)池內(nèi)的養(yǎng)殖廢水通過污水泵提升至一級混凝、絮凝池。

②厭氧系統(tǒng)。

預(yù)處理出水進(jìn)入一級混凝、絮凝池，向池中投加混凝劑與絮凝劑，使得細(xì)小SS絮體形成大顆粒的礬花，達(dá)到重力沉淀的目的，既減輕后續(xù)生化系統(tǒng)負(fù)荷，又有除磷功能。經(jīng)加藥反應(yīng)后廢水進(jìn)入一級混凝初沉池進(jìn)一步泥水分離，上清液直流進(jìn)入?yún)捬醭?，在厭氧池?nèi)設(shè)置攪拌機(jī)使微生物和廢水充分混合，提高微生物的活性，廢水在厭氧池內(nèi)降解大部分有機(jī)物并生成沼氣，厭氧反應(yīng)將難降解的大分子有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，以利于后續(xù)生化處理。厭氧池出水自流進(jìn)入?yún)捬醭恋沓兀恋淼膮捬跷勰嗷亓鞯絽捬醭?，固液分離后的上清液自流進(jìn)入一級中間水池，一級中間水池出水通過泵定時定量送入SBR池。

③SBR+A/O+MBR系統(tǒng)。

污水間歇式進(jìn)入每個SBR反應(yīng)池，即經(jīng)過進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放和閑置5個工序。反應(yīng)池每個周期進(jìn)水2h，邊進(jìn)水邊曝氣，每個周期8h，一般曝氣2h、靜止1h、曝氣2h、沉淀1.5h、排水1h、閑置0.5h，每天3個周期；SBR為本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵工藝，經(jīng)過SBR處理后廢水中絕大部分有機(jī)物已被降解。SBR池出水自流進(jìn)入二級中間水池，二級中間水池出水通過泵送入缺氧池，在反硝化菌的作用下去除亞硝態(tài)氮；缺氧池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，保證池內(nèi)污泥與廢水充分混合；缺氧池出水進(jìn)入O池，在O池內(nèi)進(jìn)行曝氣，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；O池設(shè)硝化液回流泵，將部分硝化液回流至缺氧池，利用硝化反硝化作用，提高系統(tǒng)脫氮效果，O池內(nèi)設(shè)三相分離器，對混合液進(jìn)行泥水分離；分離后上清液自流進(jìn)入內(nèi)置式MBR，MBR產(chǎn)水進(jìn)入二級混凝、絮凝池。

④深度處理。

在二級混凝、絮凝池內(nèi)投加混凝劑、絮凝劑，池內(nèi)設(shè)槳式攪拌機(jī)，廢水充分反應(yīng)后進(jìn)入二級混凝沉淀池，去除總磷。沉淀池上清液進(jìn)入人工生態(tài)塘，生態(tài)塘出水進(jìn)入消毒池，

在消毒池內(nèi)投加NaClO進(jìn)行消毒，去除大腸菌群等致病菌，尾水達(dá)標(biāo)排放。

⑤污泥處理。

廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥排入污泥池，通過提升泵將污泥提升到疊螺機(jī)進(jìn)行脫水，干泥進(jìn)入堆肥車間，與糞渣混合后作為糞肥使用。

⑥沼氣處理與收集。

厭氧池內(nèi)產(chǎn)生的沼氣，通過管道收集至脫水、脫硫罐完成脫水、脫硫后進(jìn)入雙膜氣柜。氣柜內(nèi)沼氣用于鍋爐燒水，供站內(nèi)員工使用。

3、主要處理構(gòu)筑物和設(shè)備

①收集池（含人工格柵）。

采用全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，V有效=300m3，1座。池內(nèi)設(shè)人工格柵1臺，SS304材質(zhì)，柵隙10mm；設(shè)電極式液位計(jì)，2臺（1用1備）提升泵，通過液位控制器實(shí)現(xiàn)提升泵的自動控制；設(shè)2臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)，防止糞渣沉淀。

②固液分離平臺。

設(shè)置2臺處理能力為40m3/h的固液分離機(jī)，采用振動斜篩式，固液分離機(jī)出水流入調(diào)節(jié)池或應(yīng)急池，擠壓廢水排至收集池，分離出來的糞渣用于制作肥料外售給專業(yè)公司。

③調(diào)節(jié)池、應(yīng)急池、一級中間水池。

采用黑膜地下結(jié)構(gòu)形式。調(diào)節(jié)池1座，V有效=875m3，設(shè)有1臺液位計(jì)、1套穿孔曝氣管和2臺（1用1備）污水潛水泵，通過液位計(jì)來控制提升泵的開啟。應(yīng)急池1座，V有效=875m3，設(shè)有1臺液位計(jì)、1套穿孔曝氣管和2臺（1用1備）污水潛水泵，通過液位計(jì)來控制提升泵的開啟。一級中間水池1座，V有效=472m3，設(shè)有1臺液位計(jì)、1套穿孔曝氣管和2臺（1用1備）污水潛水泵，通過液位計(jì)來控制提升泵的開啟。

④一級混凝初沉池（含一級混凝池、一級絮凝池、一級混凝初沉池）。

采用全地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一級混凝池V有效=5.52m3，反應(yīng)時間為26min，設(shè)槳式攪拌機(jī)1臺；絮凝池V有效=5.52m3，反應(yīng)時間為26min，設(shè)置槳式攪拌機(jī)1臺；一級混凝初沉池有效水深為2.5m，表面負(fù)荷為1.0m3/（m2?h）；采用機(jī)械排泥，設(shè)2臺立式污泥泵，每天排泥一次，每次30min。污泥排至污泥池。

⑤組合池（含厭氧池、厭氧沉淀池、SBR池、A池、O池、MBR池、產(chǎn)水池、二級混凝池、二級絮凝池、二級混凝沉淀池）。

采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。厭氧池V有效=796m3，有效水深為6.5m，水力停留時間為2.65d，設(shè)4臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)，使微生物和廢水充分混合，提高廢水的可生化性。厭氧沉淀池有效水深為3.5m，表面負(fù)荷為0.67m3/（m2?h），設(shè)有2臺污泥回流泵，污泥一部分回流至厭氧池，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)，一部分定時排放至污泥池進(jìn)行處理。SBR池分為4格，每格V有效=310m3，有效水深為6.2m，停留時間為1.03d，每格設(shè)1套曝氣裝置，間歇運(yùn)行，設(shè)置排泥泵，定時排泥至污泥池。A池V有效=525.2m3，有效水深為5.2m，停留時間為1.75d，設(shè)2臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)，促進(jìn)反硝化反應(yīng)，降解有機(jī)物。O池V有效=109.2m3，有效水深為5.2m，停留時間為8.7h，設(shè)1套曝氣裝置和三相分離器。MBR池V有效=66.2m3，停留時間為5.3h，內(nèi)置PVDF膜2套，膜面積1500m2，膜通量為8.3L/（m2?h），產(chǎn)水泵2臺，MBR反洗泵2臺。產(chǎn)水池V有效=14.56m3，有效水深為5.2m，停留時間為1.16h。二級混凝池V有效=4.1m3，有效水深為5.2m，反應(yīng)時間為20min。二級絮凝池V有效=4.1m3，有效水深為5.2m，反應(yīng)時間為20min；二級混凝沉淀池表面負(fù)荷為0.67m3/（m2?h）；消毒池V有效=9.7m3，有效水深為4.85m，停留時間為46.8min。

⑥二級中間水池。

采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，V有效=46m3，停留時間為3.0h，設(shè)浮球液位計(jì)，距池底1.0m為低液位，控制提升泵停止。

⑦生態(tài)塘。

2座，總?cè)莘e為4020m3，停留時間20d，黑膜結(jié)構(gòu)。一級、二級生態(tài)塘內(nèi)設(shè)增氧氣泵2臺，生態(tài)浮島8個（每500m2設(shè)置1個浮島）。

⑧污泥脫水系統(tǒng)

系統(tǒng)污泥主要產(chǎn)自一級混凝初沉池、厭氧沉淀池、SBR池、MBR池和二級混凝沉淀池。這些污泥定期排至污泥池，V有效=350m3，采用黑膜地下結(jié)構(gòu)形式，設(shè)有1臺液位計(jì)和2臺（1用1備）污泥潛水泵，通過液位計(jì)來控制泵的開啟，污泥被提升至疊螺機(jī)進(jìn)行脫水處理。設(shè)置1臺處理能力為120kg/h的疊螺脫水機(jī)，不銹鋼SS304材質(zhì)，并向污泥中添加適量的絮凝劑以提高固液分離效果，配藥罐和加藥罐V有效=2.00m3，陽離子PAM配制濃度為0.25%，投加量為300L/h，污泥脫水產(chǎn)生的清液回到調(diào)節(jié)池重新處理，污泥含水率約為80%，分離出來的污泥與糞渣混合，用于制作肥料，銷售給專業(yè)公司。

⑨沼氣凈化及儲存系統(tǒng)

設(shè)置沼氣凈化及儲存設(shè)施1套，包括壓力控制系統(tǒng)、儲存裝置、脫水脫硫凈化系統(tǒng)和冷凝器。儲氣柜V有效=100m3，氣柜內(nèi)沼氣用于鍋爐燒水，供站內(nèi)員工使用。

⑩臭氣系統(tǒng)

臭氣來源主要為調(diào)節(jié)池、應(yīng)急池、中間水池和厭氧池。配套臭氣收集輸送系統(tǒng)，通過引風(fēng)機(jī)將臭氣送至臭氣處理系統(tǒng)，噴淋塔規(guī)格?1200mm×3500mm，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量5000m3/h，全壓1.5kPa。

4、工程應(yīng)用效果及運(yùn)行成本分析

該養(yǎng)殖廢水處理站自2021年6月正式投產(chǎn)運(yùn)行以來，處理水量為200~250m3/d，出水pH維持在6.5~8.5，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。各處理單元的水質(zhì)情況如表2所示。

該工程投產(chǎn)半年以來，平均處理水量約250m3/d，運(yùn)行成本主要包括人工費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)、污泥處置費(fèi)、設(shè)備維修與折舊費(fèi)。

①人工費(fèi)：廢水處理站定員3人，工資按5000元（/月?人）計(jì)，人工費(fèi)為2.0元/m3；

②電費(fèi)：耗電量為1325.98kW?h，電價為0.6元（/kW?h），平均電費(fèi)為3.18元/m3；

③藥劑費(fèi)：藥劑包括次氯酸鈉、碳酸鈉、陰離子PAM、PAC、陽離子PAM等，平均藥劑費(fèi)為5.1元/m3；

④污泥處置費(fèi)：干污泥和干糞混合后堆肥發(fā)酵作為糞肥外售，無污泥處置費(fèi)用；

⑤設(shè)備維修與折舊費(fèi)：由于本項(xiàng)目運(yùn)行僅半年，暫未產(chǎn)生該費(fèi)用。綜上，總運(yùn)行費(fèi)用為10.28元/m3。

5、結(jié)論和建議

①采用“預(yù)處理+一級混凝沉淀+厭氧系統(tǒng)+SBR+A/O+MBR+二級混凝沉淀+生態(tài)塘+消毒”工藝處理繁育基地養(yǎng)殖廢水，出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978―1996）的一級標(biāo)準(zhǔn)。

②原設(shè)計(jì)采用人工格柵，實(shí)際運(yùn)行過程中母豬場原水中雜物較多，清理工作量較大，建議設(shè)計(jì)采用機(jī)械格柵+人工格柵組合形式。

③養(yǎng)殖廢水含固率較高，實(shí)際進(jìn)水SS高于設(shè)計(jì)水質(zhì)，導(dǎo)致收集池選用的攪拌機(jī)功率不夠，建議設(shè)計(jì)收集池的攪拌功率≥25W/m3；調(diào)節(jié)池采用黑膜形式，沒有設(shè)置攪拌裝置，建議設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土形式，并設(shè)置攪拌機(jī)。

④應(yīng)急池和污泥池共用1臺風(fēng)機(jī)，現(xiàn)場風(fēng)量很難控制，建議單獨(dú)設(shè)計(jì)曝氣風(fēng)機(jī)。

⑤運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)TP容易超標(biāo)，一級混凝初沉池表面水力負(fù)荷為1.0m3/（m2?h），現(xiàn)場處理效果不佳，建議表面水力負(fù)荷按0.5m3/（m2?h）設(shè)計(jì)。

⑥固液分離機(jī)與堆肥車間分開設(shè)置，需要二次轉(zhuǎn)動，不利于運(yùn)營，建議固液分離機(jī)直接設(shè)在堆肥車間。（來源：湖南子宏生態(tài)科技股份有限公司，湖南易凈環(huán)保科技有限公司）