1、1一、規(guī)模化豬場廢水處理技術(shù)背景工廠化生產(chǎn)已成為國內(nèi)外生豬生產(chǎn)的必然發(fā)展趨勢，近年來，養(yǎng)豬規(guī)模不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)，大量豬場廢水的產(chǎn)生已超過環(huán)境的消納量，成為一種主要的農(nóng)業(yè)污染。 養(yǎng)豬場廢水主要由尿液、部分殘余或全部的糞便和飼料殘?jiān)蜎_洗水組成。2二、養(yǎng)豬廢水的特點(diǎn)養(yǎng)豬廢水的水質(zhì)特征與豬舍結(jié)構(gòu)、清糞方式、沖洗水的使用、飼料營養(yǎng)、豬的消化功能、生產(chǎn)管理等有關(guān)。而主要的影響因素為清糞方式和沖洗水的使用。一般養(yǎng)豬廢水都有如下特征：（1）有機(jī)污染物含量高，排水量大；（2）廢水排放時(shí)間相對集中，沖擊負(fù)荷大；（3）廢水固液混雜，懸浮物濃度高，且粘稠度很大；（4）B:C比值較高，可生化性較好。 （5）色度深，

2、并含有大量的細(xì)菌。 （6）因含有大量動(dòng)物的屎尿而使NH3-N濃度很高。3三、國內(nèi)外規(guī)模化豬場廢水處理的常用技術(shù)目前規(guī)模化豬場廢水處理應(yīng)用最廣泛的為生物處理法，即利用微生物生命過程中的代謝活動(dòng)將有機(jī)物分解為簡單的無機(jī)物從而去除廢水中的有機(jī)物。（一）好氧性生物處理好氧處理的基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機(jī)物，同時(shí)合成 自身細(xì)胞 (活性污泥 )。在好氧處理中，可生物降解的有機(jī)物最終可被完全 氧化為簡單的無機(jī)物 、H2O、CO2、NO3-、SO42-、PO43+等。目前采用好氧生物處理養(yǎng)豬廢水研究最多的工藝為SBR、氧化溝、AB活性污泥法等。SBR工藝，亦稱序批式活性污泥法或間歇性活性污泥法，

3、是一種利用微生物在反應(yīng)器內(nèi)按照一定的時(shí)間順序間歇性操作的污水處理技術(shù)。41.SBR工藝SBR工藝，亦稱序批式活性污泥法或間歇性活性污泥法，是一種利用微生物在反應(yīng)器內(nèi)按照一定的時(shí)間順序間歇性操作的污水處理技術(shù)。SBR工藝具有許多優(yōu)：（1）工藝簡單，占地面積小，工程造價(jià)底；（2）時(shí)間上具有理想的推流式反應(yīng)器的特性；（3）運(yùn)行方式靈活，處理效果好，具有良好的脫氮除磷功能；（4）具有良好的污泥沉降性能；（5）對進(jìn)水水質(zhì)水量的波動(dòng)有較好的適應(yīng)性 5但是，SBR在工藝養(yǎng)豬廢水處理過程中存在一定的局限性。豬場廢水中氮磷含量較高，所以在用SBR處理廢水過程中需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。目前由SBR工藝演變而來的有：I

4、CEAS（間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法）、CASS（循環(huán)活性污泥法）、DAT-IAT（連續(xù)進(jìn)水間歇曝氣法）、UNITANK（一體化活性污泥法）、MSBR（改良式序列間歇反應(yīng)器）6 其中ICEAS與傳統(tǒng)的SBR相比，最大的特點(diǎn)是在反應(yīng)器的進(jìn)水端加了一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，使其運(yùn)行方式由SBR的間斷進(jìn)水和間斷出水變?yōu)檫B續(xù)進(jìn)水間斷出水，其沒有明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。ICEAS工藝7ICEAS的運(yùn)行方式：將SBR反應(yīng)池沿長度方向分為兩個(gè)部分，前部為預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。預(yù)反應(yīng)區(qū)可起調(diào)節(jié)水流的作用，主反應(yīng)區(qū)是曝氣、沉淀的主體。污水進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)后，通過隔墻底部的連接口以平流流態(tài)進(jìn)入主反應(yīng)池，在主反應(yīng)池中進(jìn)行間

5、歇曝氣和沉淀潷水，成為連續(xù)進(jìn)水、間歇出水的SBR反應(yīng)池。ICEAS工藝特點(diǎn)：（1）反應(yīng)池內(nèi)能進(jìn)行好氧、厭氧、缺氧多種生物反應(yīng)過程；（2）無污泥回流及混合液回流；（3）工藝流程簡單、布置緊湊；（4）占地面積少，能耗省；（5）污泥泥齡長，沉降性能及脫水性能好，污泥量少；（6）無污泥膨脹，出水SS底。8 CASS工藝的前身為ICEAS工藝，在SBR池內(nèi)進(jìn)水端增加了一個(gè)生物選擇器，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水(沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水)，間歇排水。設(shè)置生物選擇器的主要目的是使系統(tǒng)選擇出絮凝性細(xì)菌。它的特點(diǎn)是在反應(yīng)器中活性污泥過程按曝氣和非曝氣階段不斷重復(fù)，防止發(fā)生污泥膨脹。CASS工藝9CASS的特點(diǎn)如下：（1）工

6、藝流程簡單，不需設(shè)置初沉池、終沉池及回流泵站；（2）運(yùn)行簡單、可靠、靈活；（3）因有生物選擇器，能控制絲狀菌繁殖，所以不存在污泥膨脹；（4）進(jìn)水水位、水質(zhì)緩沖性能好；（5）脫氮除磷易于控制，出水水質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥法；（6）基建費(fèi)用少，能耗省，處理費(fèi)用低。10DAT-IAT工藝連續(xù)進(jìn)水-間歇出水式活性污泥曝氣池（DATIAT）是由DAT反應(yīng)池和IAT反應(yīng)池串聯(lián)組成的。DAT反應(yīng)池：連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣，也可間歇曝氣運(yùn)行，視工藝需要而定；IAT反應(yīng)池：連續(xù)進(jìn)水，間歇曝氣，間歇出水運(yùn)行；運(yùn)行時(shí)，廢水從DAT反應(yīng)池的首端進(jìn)入池內(nèi)，與池體的混合液及回流污泥充分混合；而后，經(jīng)兩池間的導(dǎo)流墻入IAT反應(yīng)池，

7、由于流速較小，不會(huì)影響IAT反應(yīng)池中的沉淀過程，也不會(huì)擾動(dòng)沉淀污泥。廢水在二池中歷經(jīng)生化反應(yīng)、沉淀、潷水、排泥、閑置等過程，完成一個(gè)循環(huán)后重新開始下一個(gè)循環(huán)，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。11UNITANK工藝集合了SBR系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，還可像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定的水位下連續(xù)流運(yùn)行，具有穩(wěn)定的水力負(fù)荷，其為連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水。UNITANK又稱交替式生物處理池，其基本單元是由三個(gè)矩形池組成(A，B，C池)，相鄰?fù)ㄟ^公共墻開洞或池底渠連通。三個(gè)池中都安裝有曝氣系統(tǒng)，可以是微孔曝氣頭、表曝機(jī)或潛水曝氣機(jī)：外側(cè)兩個(gè)池(A和C池)設(shè)有固定式出水堰及剩余污泥排放裝置，他們交替作為曝氣池和沉淀池，中間的池子 (B

8、池)只能作為曝氣反應(yīng)池。另外，污水通過閘門控制可以進(jìn)進(jìn)任意一個(gè)池子，采用連續(xù)進(jìn)水，周期交替運(yùn)行。UNITANK工藝12unitank工藝的特點(diǎn)：（1）整個(gè)系統(tǒng)一體化，結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定；（2）集合了SBR工藝、三溝式氧化溝及傳統(tǒng)活性污泥法的特點(diǎn)；（3）整個(gè)系統(tǒng)在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行，降低了一定的成本；（4）不會(huì)發(fā)生污泥膨脹；（5）可建設(shè)在地下，充分利用空間，能防止臭氣和噪聲，有利于環(huán)境的改觀。13MSBR工藝與UNITANK相同也是在恒定水位下連續(xù)運(yùn)行，它是一個(gè)池體分為不同的單元，各單元起著不同的作用，運(yùn)行過程中分為不同的時(shí)段，在同一周期不同時(shí)段內(nèi)一些單元采用不同的運(yùn)行方式，以達(dá)到不同的處理目的。其

9、反應(yīng)器由三個(gè)主要部分組成：曝氣格和兩個(gè)交替序批處理格。主曝氣格在整個(gè)運(yùn)行周期過程中保持連續(xù)曝氣，而每半個(gè)周期過程中，兩個(gè)序批處理格交替分別作為SBR和澄清池。142氧化溝氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因?yàn)槲鬯突钚晕勰嘣谄貧馇乐胁粩嘌h(huán)流動(dòng)，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時(shí)間長，有機(jī)負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時(shí)曝氣系統(tǒng)。氧化溝一般由溝體、曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成，溝體的平面形狀一般呈環(huán)形，也可以是長方形、L形、圓形或其他形狀，溝端面形狀多為矩形和梯形。15氧化溝的技術(shù)特點(diǎn)：（1）氧化溝工藝結(jié)合了推流

10、和完全混合兩種流態(tài)；（2）有明顯的溶解氧溶度梯度；（3）處理效果比較穩(wěn)定，出水水質(zhì)比較好；（4）工藝簡單，基建費(fèi)用省，運(yùn)行費(fèi)用底。16（二）厭氧性生物處理 厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧條件下，兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程。厭氧處理特點(diǎn)是能量需求低 ，還可以產(chǎn)生能源 一沼氣，污泥量低 ，對 pH 、溫度等環(huán)境因素敏感 ；而且由于處理過程不需要氧，所 以不受傳氧能力的限制，因而具有較高的有機(jī)物負(fù)荷潛力 ，能使一些好氧微生物所不能降解 的部分有機(jī)物進(jìn)行降解。目前國內(nèi)外常用的厭氧生物處理法反應(yīng)器中為UASB（升流式厭氧污泥層）反應(yīng)器和內(nèi)循環(huán)（IC）厭氧反應(yīng)器。17UASB反應(yīng)

11、器是一種高效低耗的厭氧反應(yīng)器，UASB由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器（包括沉淀區(qū)）和氣室三部分組成。在底部反應(yīng)區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機(jī)物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。1 UASB反應(yīng)器18UASB反應(yīng)器運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效能很大程度上取決于能否培養(yǎng)出具有優(yōu)良沉降性能和很高產(chǎn)甲烷活性的厭氧顆粒污泥。如果反應(yīng)器內(nèi)污泥以松散的絮狀體存在，則往往容易出現(xiàn)污泥流失，反應(yīng)器不可能在高的容積負(fù)荷率穩(wěn)定運(yùn)行。19IC厭氧反應(yīng)器是為了防止UASB的升流速度太大使懸浮固體大量流失而開發(fā)的。

12、IC反應(yīng)器由第一厭氧反應(yīng)室和第二厭氧反應(yīng)室疊加而成，第二厭氧反應(yīng)室的頂部各設(shè)一個(gè)氣一液一固三相分離器，如同兩個(gè)UASB反應(yīng)器卜下重疊串聯(lián)而成。由下面第一個(gè) UASB 反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣作為提升的內(nèi)動(dòng)力，使升流管與回流管的混合液產(chǎn)生密度差，實(shí)現(xiàn)下部混合液的內(nèi)循環(huán)，使廢水獲得強(qiáng)化預(yù)處理。上面的第二個(gè)UASB 反應(yīng)器對廢水繼續(xù)進(jìn)行后處理（或稱精處理），使出水達(dá)到預(yù)期的處理要求。2 IC厭氧反應(yīng)器20IC反應(yīng)器的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：（1）具有很高的容積負(fù)荷率；（2）沼氣提升實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，不必外加動(dòng)力；（3）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定；（4）具有緩沖pH能力；（5）具有自我調(diào)節(jié)作用；（6）基建投資省，占地面積少。21

13、（三）自然處理法 自然處理法是利用穩(wěn)定塘、人工濕地、土地對養(yǎng)豬廢水進(jìn)行處理或利用廢水進(jìn)行養(yǎng)殖的 。這類 方法投資省 、工藝簡單 、動(dòng)力消耗少 ，但凈化功能受自然條件的制約。221 穩(wěn)定塘生物穩(wěn)定塘俗稱氧化塘，是一種利用天然凈化能力的生物處理設(shè)施，它的運(yùn)行主要依靠光合自養(yǎng)微生物與異氧微生物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的作用。分為曝氣塘、好氧塘、兼性塘和厭氧塘。氧化塘優(yōu)點(diǎn)：（1）處理成本低， 操作管理容易；（2）能脫氮除磷及病原菌， 重金屬及有毒物質(zhì)；232 人工濕地人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生

14、產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。人工濕地的機(jī)理：水質(zhì)中的懸浮物的去除主要靠物理沉淀、過濾作用，對污染物的去除與影響物理沉淀可沉淀固體在濕地中重力沉降去除、過濾，通過顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用使可沉降及可絮凝固體被阻截而去除。有機(jī)物及一些重金屬的去除主要靠微生物吸附和代謝作用，代謝產(chǎn)物均為無害的穩(wěn)定物質(zhì)。24（四） 組合工藝 然而，由于養(yǎng)豬廢水水力沖擊負(fù)荷強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)濃度高、色度高、含有較高的氮磷等特點(diǎn)，單純的選用一種工藝處理養(yǎng)豬廢水是不能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的，所以，目前國內(nèi)外處理豬場廢水常采用的是組合工藝。國內(nèi)外規(guī)模化豬場廢水處理組合工藝分為如下幾種： （1）厭氧塘 - 兼性塘 - 好氧塘工藝 （2）初級沉淀池 - 厭氧消化池 - 厭氧塘工藝 （3）生物固定膜和水生植物系統(tǒng)一體化工藝 （4）中溫甲烷發(fā)酵 - 稀釋 - 淹沒式濾池工藝25（5）機(jī)械分離 - 高速率好氧反應(yīng)器 - 曝氣塘 - 灌溉工藝（6）曝氣塘 - 序批操作反應(yīng)器(SBR)工藝（7）完全混合厭氧處理 - 濃縮池 - 氧化溝工藝（8）兩段生物凈化 - 農(nóng)田灌溉工藝（9