畜禽养殖废水处理方法探讨
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] 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。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3500～4500mg/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(CODCr≤400mg/L，NH3-N≤100mg/L)。 [ 正 文 ] 0 前言 近年来，随着上海市畜禽养殖业的发展和"菜篮子工程"的实施，集约化、规模化畜禽养殖业迅速崛起，据统计资料表明：1998年上海市郊共有大中型畜禽养殖场(即百头牛、千头猪、万羽鸡以上规模)1000多家，其中，奶牛饲养量为5.75万头；生猪年末存栏数为242.79万头，全年上市量为460.00万头；家禽年末存栏数为3389万羽，全年上市量为16124万羽。据有关资料[2～3]估算，全市畜禽废弃物年排泄量相当于1700万人口之多，若按BOD5估算，全市畜禽BOD5的排泄量相当于3000万人口的排泄规模。由于资金不足，这些养殖场绝大多数对其粪污的处理利用不完善，造成了日趋严重的水环境污染问题。 为了减轻市郊水环境日趋严重的污染问题，上海市政府计划投入2.4亿元，区县政府投入 1.2亿元，下决心从1999年治理100家左右大型畜牧场开始，花4年时间陆续解决畜禽养殖业的污染问题。 目前，对畜禽养殖场粪尿的处理利用主要是通过改造棚舍使粪尿干湿分离，并经一定的处理，使鸡粪转化为饲料，猪粪、牛粪转化为高效农肥，而对于畜禽尿液及场地冲洗水，由于其利用价值不高，因而其流失环境的现象相当严重，据统计，市郊畜禽尿液及场地冲洗水的流失率在50%以上。 对于畜禽尿液及场地冲洗水的处理，目前尚缺乏成功的经验，而且，该类废水的处理难度较高。上海市府1992年提出的畜禽废水外排标准为CODCr≤400mg/L，NH3-N≤100mg/L。 根据畜禽养殖业排放废水有机物浓度高、氨氮浓度高、恶臭严重的特点，经常规的厌氧- 好氧处理难以实现氨氮达标排放。通过对某养猪场排放废水的实验室模拟试验，提出了加石灰乳混凝沉淀-脱氨-好氧生化的联合处理工艺，该工艺操作简单、运行费用较低，处理后出水可达标排放。 1 试验部分 1.1 试验流程 1.2 试验水样 从1999年4月22日至6月20日共采集某养猪场地面冲洗水8次，8次水样的水质差别很大，详细水质情况见表1。 从几次采样水质情况看，除4月22日和6月18日两次水样因采样前一天下雨，对所采水样有稀释外，其余几次采样地沟末端水样的CODCr均较地沟前端水样的CODCr高，说明污水经停留后，有部分悬浮物溶解，从而使上清液的CODCr有所增加。 1.3 分析方法 CODCr：重铬酸钾法。NH3-N：纳氏比色法。 1.4 污泥驯化及培养 厌氧污泥：取上海奉贤污水处理厂厌氧池污泥，用养猪场地面冲洗水连续驯化一个月(培养温度20～25℃)。 好氧污泥：取龙华肉联厂好氧池污泥，用养猪场地面冲洗水经混凝-脱氨处理后加以培养驯化，驯化过程中进水量从池容积的1/4～1/2逐渐加大，每加大一次进水量，维持一个星期，连续驯化培养一个月后投入正常使用。 2 结果与讨论 2.1 三种不同工艺处理的结果比较 对养猪场地面冲洗水经三种不同的工艺进行对比处理，三种处理工艺分别为：直接好氧处理、厌氧-好氧联合处理和混凝-脱氨-好氧处理。 直接好氧 进水CODCr约4000mg/L，NH3-N 500～700mg/L，CODCr容积负荷0.6～0.7kgCODCr/(m3.d)，污泥浓度约4000mg/L，经一个月的连续试验，出水CODCr在700～800mg/L之间，NH3-N在300～500mg/L之间。 混凝-脱氨-好氧 进水加石灰乳混凝沉淀后曝气脱氨，最后经好氧生化，容积负荷控制在2.0～3.0kgCODCr/(m3.d)；污泥浓度在4000mg/L左右，出水CODCr 和NH3-N均能达标。经三种不同工艺处理后的出水水质见表2。 表2结果表明，采用直接好氧工艺与厌氧-好氧工艺处理，出水的CODCr和NH3 -N均不能达标，且厌氧-好氧工艺处理的出水NH3-N太高；而在生化处理前加混凝沉淀和脱氨预处理，一方面可通过混凝去除大部分悬浮物和部分难降解有机物，另一方面可提高 pH值，脱除大部分NH3-N，从而使后续生化处理更节约能耗、更容易达标。由此可见，混凝-脱氨-好氧工艺对该类废水的处理具有很大的应用潜力。 2.2 混凝-脱氨-好氧处理工艺条件的确定 2.2.1 Ca(OH)2投加量的确定 养猪废水中含有大量的固体悬浮物和胶体物质，Ca(OH)2既可作为一种很好的混凝剂，使废水中的胶体物质发生电中和形成絮体，从而使绝大部分悬浮物共沉淀下来，形成明显的固液分离，又可作为碱，提高废水的pH值，从而提高后续脱氨的效率。 混凝沉淀过程中，上清液CODCr的去除率与Ca(OH)2的投加量成正相关，即增加Ca(OH)2的投加量可明显提高CODCr的去除率，试验结果见图1。 在水温20℃的条件下，氨的脱除与水样pH值的关系如图2所示，而水样的pH由Ca(OH)2投加量决定，当Ca(OH)2的投加量从500mg/L增加至6 000mg/L时，水样的pH值由8.5增加至10.5。由图2可知，pH值对氨的脱除效率影响非常显著，因为在一定温度条件下，体系中氨态氮的百分数受pH值的影响很显著，而氨的脱除效率取决于体系中氨态氮的百分数。2.3.1 各工序的操作参数 混凝工序 混凝沉淀工序的主要操作参数为Ca(OH)2的投加量，如果只是从混凝效果考虑，其投加量在2000mg/L以上即可，但如果水温较低，则必须加大Ca(OH)2的投加量，提高pH值以利于提高后续的脱氨效率。可根据水温的不同确定Ca(OH)2的投加量，一般控制在3000～6000mg/L之间。 脱氨工序 影响脱氨效率的主要因素为pH值、水温、曝气强度和曝气时间。该废水的水温随气温的变化而变化，在工程上调节水温不太经济，一般不加控制，而是通过调节水样的pH 值来弥补因水温低而造成的脱氨效率低的不足。脱氨池进水水样的pH值一般控制在10.0～1 0.5之间，曝气强度适中，气水比一般为10∶1，曝气时间为2～3h。 好氧生化工序 主要参数控制值：活性污泥浓度：3500～4500mg/L，进水NH3 -N浓度：200mg/L以下，容积负荷2～3kgCODCr/(m3.d)，污泥负荷：0.5～0.7kg CODCr/(kgMLSS.d)。 2.3.2 各工序的处理结果 在上述各工序的操作参数条件下，混凝-脱氨-好氧生化处理工艺各工序的处理结果见表 5。 3 结论 (1)养猪场地面冲洗水由于氨含量高，采用直接好氧和厌氧-好氧的处理方法均不能使出水达标。 (2)采用加石灰乳混凝-脱氨-好氧生化处理工 艺，一方面可去除大量的悬浮物和胶体物质，同时可去除部分难降解物质，另一方面，经脱氨处理，减轻了后续生化硝化的负担。 (3)石灰乳的投加量和生化负荷是影响处理效果的重要参数。对该类废水而言，当水温高于20℃时，一般控制石灰的投加量在3 000mg/L左右即可达到脱氨要求(脱氨后水样的NH3-N<200mg/L)，当水温低于20℃时，必须加大石灰的投加量，提高体系的pH值，才能达到脱氨的要求；控制CODCr容积负荷<3.0kg/(m3.d)，NH3-N容积负荷<0.22kg/(m3.d)，处理出水可达到上海市畜牧业排放标准。 |
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