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(案例分析)猪场污水处理实例说明(不断跟踪更新)

2021/4/23 21:37:21   文章来源:强微生物科技   浏览次数:3882
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2021年4月24日跟踪数据(数据发在本文最后一段,有附图)

下面以一个存栏3000头的猪场的污水处理工程为例来加以说明A/O工艺处理的流程等;

    一、第一部分:预处理:猪场集污+干湿分离
     首先猪场内要做到雨污分流,看下图,很显然,这个猪场没有做到,他的粪污是通过猪场围墙外面的一条沟渠出来的,沟渠上方并没有遮雨挡水的棚(或采用封闭式的排污管道),这是不合规的,需要进行改进;
       集污沟渠流下来的粪污,进入一个带有搅拌机的集污井中,再用污水泵抽到左边的干湿分离机房中,那里有固液分离机械进行操作,将固体粪便分离出来,而尿水粪水则通过一根白色的PVC管,进入最右边的“干湿分离后的污水井中);

上图为猪场集污和干湿分离房布局

上图为干湿分离机房

    二、第二部分:厌氧发酵:沼气发酵+贮沼气的罐
     干湿分离机出来的粪污,然后进入CSTR沼气发酵罐中,这是一种全混合厌氧反应器(continuous stirred tank reactor),简称CSTR(其实也可以适用于不用干湿分离的粪污),更先进的是UASB沼气发酵罐,也叫上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB);在沼气罐前端加入“强微反硝化细菌”(厌氧反硝化细菌)3-5克/立方米(按沼气罐体积计算用量),每周使用一次,或显著帮助脱除粪污中的硝基氮,因了降低了总氮,使得沼气罐中粪污的C/N比增加,从而又促进了甲烷菌的繁殖和产气量,所以,沼气产气量也会增加,从而COD在厌氧发酵中降低的幅度也越大;
     在沼气罐中添加“强微反硝化细菌”,极为有利于降低出水的COD,和氨氮水平;从而极大的缓解了后续A/O工艺生化池中的罗茨鼓风机功率要求,减少了A/O工艺的处理压力;
     旁边是沼气贮气罐,可用于发电和烧水,以及可作为A/O工艺冬天加热用的热源;

     我认为,在猪场粪污处理工程中,厌氧发酵这一步是必须的,除非您用氧化塘的粪污处理工艺(但那个只适用于小规模的猪场,或者您的猪场附近确实有一个非常大的地方,有一个非常大的池塘,如10-50亩的池塘,以适用于不同的规模猪场),实际上既使用氧化塘工艺,也建议预处理时,有一个厌氧发酵工序(沼气发酵罐),可以极大的减少氧化塘的压力,氧化塘的工艺资料看这里:http://www.hl99cn.com/Oxidation-pond.asp

     污水处理工程为什么必须要有厌氧沼气发酵这环节呢,一是这可以极大的减少A/O工艺生化池的压力,二是可以降低一大半的COD数据,猪场的污水的COD往往高达12000,BOD高达7000,氨氮高达1500等,特别是COD和BOD特别高,这可能造成A/O工艺池中硝化池的压力太大,COD过高也会造成异养细菌过于旺盛,而大量的异养细菌会强烈抑制好氧池中硝化细菌的活力,从而造成硝化作用显著减弱;
     A/O工艺中,曝气池(硝化池)中的硝化作用,最适合于硝化作用的COD和BOD应该控制在1800PPM左右,BOD/TN(即碳氮比)在3/1左右是最好的,最适合于硝化反应的碳氮比,而猪场粪污,恰好能在沼气罐发酵之后,恰好能将COD降低到1800ppm左右甚至更低,COD的厌氧发酵降解率高达80%(还有其他如沉淀池、调节池的辅助作用);而总氮经过充分的厌氧发酵后,也可以降到600ppm左右;

      这样,沼气罐 经过深度发酵(至少30天的停留时间以上为深度发酵,最好能达到50天),则沼气罐出水的COD大概降低为1800ppm,而氨氮降低到600ppm左右,这样,就比较适合于生化池A/O工艺池400立方米总容积,来处理存栏猪3000头(约每天产生粪污水30吨或立方米)的要求;具体A/O工艺生化池看下图;


上图的A/O工艺池,长20米宽10,面积为200平方米,水深为3米,有600立方米容积

   三、第三部分:A/O工艺生化池工程(看上图)

      具体看上图所示:从CSTR沼气厌氧发酵罐出来(猪场一天出粪污水30立方,沼气罐容积为1000立方米,停留时间为30天,为相对深度的厌氧发酵),沼气罐出水的COD大概应该在1800ppm(猪场粪污原水COD12000),而氨氮降低到600ppm左右(猪场粪污原水1500);

  1、A/O工艺生化池罗茨鼓风机功率需求计算:  
   A/O生化池需氧量计算:COD为1800ppm,一天30立方米水,则一天的COD耗氧量为:1.8*30=54公斤溶氧/天;
  每硝化处理1克氨氮需要耗氧4.6克,进生化池的污水氨氮600ppm,则一天耗氧量为0.6*30*4.6=82.8公斤溶氧/天;
   每天一共需要的耗氧量为:54+82.8=136.8公斤溶氧/天;
   每产生1公斤溶氧,需要耗电1.25度电,则一天需要耗电量为136.8*1.25=171度电;每天的电费为大概103元/天;
    以每天24小时开罗茨鼓风机为例,则需要罗茨鼓风机的功率为171/24=7.126千瓦,取整数建议罗茨风机功率为7.5千瓦 ;

    如果沼气罐出来的COD和氨氮,不止上面的数据,即COD1800,氨氮600,如果超过以上数据,则生化池的功率会不足,需要增加溶氧或增氧设备功率等;

   2、A/O工艺生化池的总容积要求
   一般要求能达到每天进入的粪污水量的10天以上,即总停留时间在10天以上;上图中的生化池总长20米,总宽10米,面积为200平方米,深度为3米深,总体积600立方米,每天的粪污水量为30立方米,所以,水力停留时间有20天,是足够的;

    3、A/O工艺生化池要求缺氧池是好氧池的两倍左右
    本案例很显然没有做到,看图可见:左边第一行中,上格是好氧池,下格是缺氧池;然后从左边开始第二行,第三行,以及第四行的上格,都是好氧池或曝气池,下格就是沉淀池了;第四行都是沉淀池和终沉池了;
    所以,我们建议,如果采用外拖其他猪场污水工程中的活性污泥来做菌种,则第二行,第三行等好氧池,采用间歇式曝气模式,设定曝气时间4小时,停气2小时,或将左起第三行曝气池,改成不曝气的缺氧池处理即可;
    如果采用“强微全价活性污泥菌”作为菌种补充,则可以维持再状,即左起第一行的上格,和第二行,第三行等,均可做为曝气池,利用“强微全价活性污泥菌”中的好氧反硝化细菌,硝化细菌等,充分的脱去总氮,和COD等,因为大多是好氧池,自然界凡是好氧的效率,都是远远高于厌氧的效率的,因为好氧状态下,微生物获得能量的效率更高(高3.5倍以上)(一个葡萄糖分子在充分的好氧状态下可迅速获得38个能量ATP分子,而在厌氧状态下只能获得8个左右的ATP能量分子,且产生副产物),这得益于“强微全价活性污泥菌”中的强微好氧反硝化细菌,一种能在有氧状态下进行反硝化细菌脱硝基氮的菌株;
    “强微全价活性污泥菌”的用量为10-20克/吨粪污,以每天进入A/O生化池中的粪污为计算基础,则本案例一天要进沼气罐出来的沼液30吨/天左右,则“强微全价活性污泥菌”一天要用300-600克/天;使用成本其实是非常低的;

     4、回流工艺
     活性污泥回流到第一个曝气池(左起第一行上格),从左起第五行的沉淀池中回流硝化液,到左起第一行下格的缺氧池,当然,实际上若天天使用“强微全价活性污泥菌”的话,基本上无所谓回流,或不用特意考虑回流,因为“强微全价活性污泥菌”中含有三株硝化细菌、两株好氧反硝化细菌(这是重点),还有硫化氢氧化细菌(脱臭鸡蛋气味)和粪肠球菌(分解粪污颗粒和除去氨臭味),也有缺氧反硝化细菌在产品中,所以叫做“全价活性污泥菌”         


强微董事长钟总在考察该猪场污水处理A/O生化池

   5、氧化塘
    在A/O生化池出水端,还设置了两级氧化塘,总面积仅有3亩左右,水深1.5米深,总容积3000立方米,每天生化池出水30吨的话,则氧化塘的停留时间为100天,如果说,若按畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-2001,能达标到氨氮80,COD400以内的话,这个氧化塘还是能足够应对的,种植一些浮游植物(如狐尾藻,美人蕉,千屈菜、黄菖蒲)等,以及必须放置至少一台叶轮式增氧机(1.5-3.0千瓦),基本上可以应对,同时可天天使用“强微全价活性污泥菌”500-1000克/亩,或“景观湖河道污泥垃圾菌剂”50-100克/亩;即可;
    如果排放到氧化塘的粪污水常常不能达标,或污泥非常严重的,则最好氧化塘中的水,还是要回流一部分到A/O生化池中来进行处理后,再排放到氧化塘,也可以在氧化塘边上,设置一个占氧化塘面积至少5%容积的曝气池(里面有生物填料),进行曝气处理,不断抽入这个曝气生化池中,并不断的再流回到氧化塘中,进行处理;当然,同时也要最好天天添加“强微全价活性污泥菌”或“景观湖河道污泥垃圾菌剂”,添加量同上;

注意事项:
    在生化池中使用“强微全价活性污泥菌”为主时,可能会出现曝气池中泡沫短时间增加很多,这是因为其中的异养细菌和好氧反硝化细菌起作用,脱除COD和脱除NO2和NO3等硝基氮的过程中,释放出二氧化碳CO2和氮气N2的结果,大量产气,自然泡沫短时间剧烈增加;
   您可以利用上面的喷淋器,使用聚醚消泡剂或污水工程专用消泡剂来喷淋使用,如下图;
   同时,在有时会发生生物填料的挂膜减少或有脱落的现象,但也不要紧,这是强微专业的脱氮菌和好氧反硝化细菌进行的一个置换的短暂的过程,之后又会重新挂膜的;并重新形成新的以强微专业脱氮菌为主的挂膜,同时活性污泥量也可能(只是可能)在短时间内有所变化,但都能很快恢复正常运行,并达到稳定的出水指标;


曝气池上有喷淋系统,可喷淋消泡剂时使用

6、本猪场跟踪数据结果 
   在2021年4月17号开始,强微技术服务人员上门,在干湿分离机后面的集污池中,加入“强微反硝化细菌”10公斤(按他们的沼气发酵罐1000立方米容量,按10克/立方米计算用量为10公斤用量,一周用一次)
   2021年4月17号,同时在生化池中开始加入“强微全价活性污泥菌”5公斤/天,他们的生化池总容量是500立方米,头一周,按每天总容量每立方米添加10克/立方的“强微全价活性污泥菌”,则一共要5公斤/天,以后稳定数据后,则只按每天进入的污水量的10克-20克/立方米来添加;
    即2021年4月24号后,可按每天进入污水量(他们每天产生粪污水30吨),则稳定以后,每天只需要添加300-600克/天即可;

7、从4月17号下强微菌剂之后,到4月23号今天,过了一周,我们去检查和取样检测
    据猪场人员讲:用过强微的产品之后几天,曝气池生化池中的水,从黑色先变成了褐黄色到现在的浅黄色,取样如下图


上图:左边是原水(干湿分离机后的水),中间是曝气池中的水(图中为沉淀10分钟时),右边为出水端


上图为沉淀了30分钟后,中间瓶子的SV30检测情况(沉淀物占25%左右)

2021年17日-23日处理结果:各阶段废水中COD/氨氮含量变化

 

原水ppm

曝气池污水ppm

出水ppm

排放标准

COD

5825

338.5

221.975

400

氨氮

1372

78.4

16.76

40

总磷

 

1480ppm

194.6ppm

8

PH值

7.48

7.47

7.23

6~9

   其中磷远远不达标,没有做除磷处理,看PH出水端为7.23,所以有空间,可以添加生石灰处理,需要在最终沉淀池后端添加生石灰250克/立方米来处理看效果,后面还有一排沉淀池用来处理沉淀后的磷酸钙,同时用生石灰也有澄清水质的效果,并再除去一部分COD和氨氮的作用;后续会跟进处理总磷这一块;

 


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