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    江蘇銘盛環境

    采用固液分離-厭氧生物發酵-生物氧化塘組合工藝對養豬場污水處理工程改造

    文章出處:未知發表時間:2021-11-20 14:32:59


     

     

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    隨著生豬集約化養殖技術的進步和農業產業構造的調整,傳統的家庭作坊式圈養逐步轉變為范圍化、集約化消費性養殖。范圍化養豬場廢水排放量大,污染物濃度高,且大多數都未經處置直接排放,對區域環境產生直接要挾和危害。這些環境污染問題惹起了各級人民政府的高度注重,國度環??偩趾蛧荣|量監視檢驗檢疫局公布了《畜禽養殖業污染物排放規范》(GB18596—2001),對畜禽養殖業廢水、廢渣和惡臭氣體的排放實行了規則;福建省人民政府也積極響應國度政策,進一步加大范圍化養豬場的整治力度。

     

      目前,國內外主要采用自然處置、好氧處置、厭氧處置及混合處置等技術管理范圍化養豬場污水,但是由于能耗大、投資費用高、維護管理技術請求多等緣由,致使這些辦法未能完整被各養殖場或農戶接納,推行也遭到限制,因而養殖場糞污經濟有效管理照舊是個難題。福建省永安市某養豬場改良傳統工藝形式,經過應用固液-厭氧生物發酵-生物氧化塘組合工藝處置污水,從糞污減量化到污水深度凈化處置使養豬場出水水質到達畜禽養殖業污染物排放規范(GB18596—2001)排放規范,處理養豬場糞便污染問題同時也可為同類養殖場提供一定參考。

     

      1、資料與辦法

     

      1.1 養豬場概略

     

      該養豬場位于福建省三明市永安市某村鎮,年存欄3500~5000頭,出欄商品豬10000頭,采用干清糞工藝。按1頭豬日排糞2.2kg,排尿2.9kg計算,則該豬場日糞尿產生量17.85t,其中糞7.7t,尿10.15t,包括沖欄用水和職工的生活污水在內,每天產生污水60~100t。對該養豬場排放的污水實行實地監測,水質狀況見表1。

     

    圖片8 

      1.2 處置工藝流程及簡介

     

      1.2.1 處置工藝流程

     

      經過對該養豬場污水水質剖析并分離該豬場的實踐狀況,最后采用固液分離-厭氧生物發酵-生物氧化塘組合工藝,以到達最佳的處置效果和經濟效益(詳細工藝流程見圖1)。

     

    圖片9 

      1.2.2 主要單項技術簡介

     

      (1)固液分離前處置技術。

     

      糞便污水含有大量的有機污染物和懸浮物,需求經過固液分離后再分別處置固形物和污水,從而有效降低污水中的污染物濃度,同時可確保后續的厭氧處置工藝穩定、有效地運轉。選用本課題組研制60目的篩網的FZ12固液分離機,將污水中的大局部懸浮物別離出來,完成污水濃度減量化。該固液分離機的設計特性是集振動系統、擠壓系統和自動清洗系統于一體,污水處置效果較穩定,不會形成沉渣梗塞,可縮短后續厭氧發酵處置水力停留時間。

     

      (2)厭氧生物發酵處置技術。

     

      污水經過固液分離前處置后進入厭氧生物發酵系統。本研討采用銘盛環境的ZWD型隧道式厭氧發酵池,是中國最先設計應用的水壓式沼氣池型,內設破殼網及布水器,保證池內布水平均,進步厭氧發酵效果。該沼氣池具有占空中積小、構造簡單、操作便當、產氣率高等優點,克制了舊式的水壓式沼氣進出料難,占用有效建造容積等缺陷。該單項技術是本工藝的中心,一方面可去除污水中大局部有機物,另一方面厭氧發酵產生的沼氣可作為消費生活用電,產生的沼液可作為液體肥料灌溉農田,在去除污染物的同時產生一定的經濟效益。

     

      (3)生物氧化塘處置技術。厭氧發酵產生的沼液富含N、P、K和有機質,若直接排放,將會形成下游河道水質富營養化,可形成水體等環境污染。因而,對耕作區應用不完的沼液采用水生物氧化塘處置技術實行深度脫氮除磷,可起到進一步的凈化作用。共建立生物氧化塘3畝,蓄水才能為0.45m3,水深約為1m。為了保證耕作區需求施肥時有足夠的沼液能夠應用和雨季沼液無法應用時不會外排,調理沼液貯量在0.24~0.45m3。

     

      1.3 各階段污水測試項目及剖析辦法

     

      pH值用便攜式pH(雷茲pHs-3E)丈量;SS的測定采用GB11901—1989重量法,CODcr的測定采用GB11914—1989重鉻酸鉀法;BOD5的測定采用HJ505—2009稀釋與接種法;NH3-N的測定采用HJ535—2009納氏試劑分光光度法。

     

      2、結果與剖析

     

      2.1 處置效果

     

      分別對固液分離后沉淀出水、厭氧消化池、氧化塘最終出水水質實行取樣剖析,每個采樣點每日上午9點取樣,取樣3次,最終以均勻值作圖討論。詳細測定結果見圖2。

     

    圖片10 

    圖片11 

    圖片12 

      養豬場污水含有大量的有機污染物和懸浮物,先經過固液分離處置可確保后續厭氧處置工藝穩定、有效地運轉,同時可節約工業污水處費用。本項目應用本課題組研制的固液分離FZ12對福建永安某養豬場廢水實行固液分離前處置,再經初沉池處置后,pH值為6.50,SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP濃度分別為4436.2、5666.2、3434.9、322.4、38.4mg/L,對SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP的去除效果分別到達75.7%、65.7%、51.7%、17.9%12%,污水中的污染物得到了快速的去除。然后,應用厭氧微生物發酵技術(本項目采用的反響器為UASB反響器)對沉淀池出水實行進一步的處置。厭氧消化池出水pH值為6.68,SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP濃度分別為381.5、730.9、218.8、311、35mg/L。SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP4種污染物都得到了一定水平的去除(去除率分別為97.9%、95.5%、96.9%、20.87%19.9%),氨氮和總磷的去除率不高,可能是由于厭氧消化對氨氮去除效果不佳,主要是依托局部硝化及反硝化作用;總磷的去除需求經過好氧處置去除,在缺氧條件下對總磷的去除難度較大。另外,經過計算BOD5CODcr的比值還能夠看出,經過厭氧發酵處置后的養豬場污水BOD5CODcr的比值較小(30%),闡明該工藝的生物發酵曾經比擬徹底,厭氧發酵難以繼續實行,但各項污染物濃度依然達不到GB18596—2001排放規范,因而需實行后續的氧化塘生化處置。生物氧化塘具有基建投資和運轉費用低、耐沖擊負荷才能強、能有效去除污水中的氮磷以及可美化環境等優點。養豬場污水經過厭氧處置后氨氮含量高,將生物氧化塘作為生豬養殖廢水的后續處置工藝,可對污水起到進一步的脫氮效果。監測結果標明,經過后續的氧化塘處置,出水pH值為7.48,SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP濃度分別為48.0、138.0、37.3、41.6、2.02mg/L,對SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP的去除率可分別到達99.7%、99.1%、99.5%、89.4%95.4%,完整可到達GB18596—2001的排放規范(2)。

    圖片13 

      2.2 去除單位COD的投資與運轉費用剖析

     

      2.2.1 前處置階段投資與運轉費用剖析

     

      (1)設備、設備投資費用。

     

      本項目的前處置采用固液分離機和初沉池,該階段的設備、設備總投資為7.3萬元,其中固液分離4.8萬元,初沉池2.5萬元。日污水處置量為100m3。依據表2的監測數據顯現,經過固液分離處置后沉淀,每天可去除COD總量為1061.6kg,則前處置階段每去除1kgCOD的設備、設備投資費用為68.8/天。

     

      (2)運轉費用。

     

      該階段每天耗電30度,按1/度計,則所需電費為30;另外,運轉過程還需1個人看守,工人工資以50/天計,則總運轉費為80/天,去除1kgCOD0.075/天運轉費。

     

      2.2.2 厭氧發酵階段投資與運轉費用剖析

     

      (1)設備投資費用。

     

      厭氧發酵系統總投資為44.0萬元,日處置污水量為100m3。依據表2的檢測數據顯現,厭氧生化階段的COD去除量為493.5kg,則其厭氧發酵階段的COD容積負荷為0.45kg/(m3?d),則該階段去除1kgCOD設備投資為891.6/天。

     

      (2)運轉費用。

     

      厭氧發酵階段除了清池,平常沒有運轉費,因而其運轉費可疏忽不計。

     

      2.2.3 生物氧化塘基建投資與運轉費用剖析

     

      (1)基建投資費用。

     

      該項目設立三級跌水式生物氧化塘(0.20hm2),按30/m2計算,則該階段需求9.0萬元基建投資費用。應用生物氧化塘每天可去除COD總量為59.3kg,則該階段去除1kgCOD基建投資為1517.8/天。

     

      (2)運轉費用。

     

      生物氧化塘在處置污水的過程中平常無運轉費用。該豬場應用氧化塘出水灌溉四周農田(46.9hm2),需求1個人看守,所需人工費為50/天,沼液灌溉均勻每天耗電20度,需求電費20/天,則應用氧化塘出水灌溉農田需求總運轉費用70/天。

     

      從固液分離機、厭氧發酵以及生物氧化塘去除單位COD的投資剖析結果能夠看出:

     

      應用固液分離機對范圍化養豬場污水實行前處置,能夠快速、有效地降低污水中的COD濃度,還可顯著減少投資費用;

     

      應用該組合工藝處置養豬場污水具有投資省、運轉費用低等優點。

     

      2.3 污水管理經濟效益剖析

     

      2.3.1 固液分離階段經濟效益剖析

     

      對固液分離機的去渣量實行統計,結果顯現其每個消費周期糞渣均勻產量為2275kg/(含水率55%~66%),將產生的糞渣賣給有機肥料廠,價錢為100/t,該豬場回收糞渣的產值為227.5/天,扣除運轉費用80/天,則在固液分離機處置階段其凈回收為147.5/天,投資回收期為495天。

     

      2.3.2 厭氧發酵階段經濟效益剖析

     

      對厭氧發酵池的日沼氣實行統計,結果顯現其均勻產氣量為699.8m3/天,則該階段每去除1kgCOD可產生約0.45m3沼氣,產氣率為0.64m3/(m3?d)。這些沼氣可用于發電,提供豬場的消費生活用電,假如能全部得到有效應用,可發電1050/天,節約電費1050/天,其投資回收期為419天。

     

      2.3.3 生物氧化塘階段經濟效益剖析

     

      應用氧化塘出水灌溉農田46.67hm2,每公頃年節約肥料本錢6000元,則該階段可產生的經濟效益為28萬元/年,扣除灌溉農田運轉費用70/天,凈回收為697/天,其投資回收期為129天。

     

      經過剖析3個處置階段產生的經濟效益,結果標明應用該組合工藝處置養豬場廢水,具有較好的經濟效益,且投資回收期較短。

     

      3、結論

     

      應用固液分離-厭氧消化-生物氧化塘組合工藝處置養豬場污水,對SS、CODcr、BOD5、NH3-NTP的去除效果顯著,最終出水可到達GB18596—2001排放規范。其中,應用固液分離機對污水實行前處置,是至關重要的環節,可大大縮短污水的處置周期并節約處置費用。該組合工藝能充沛應用豬場環境條件對糞污處置各階段產生的錯位資源實行有效應用,在消納污染物的同時還可節約消費本錢產生一定的經濟效益:固液分離的豬糞渣可銷售給有機肥廠,經過495天可回收投資資金;厭氧發酵產生的沼氣可滿足豬場日常的消費生活用電,經過419天可回收投資資金;生物氧化塘出水可作為液體肥料灌溉豬場周邊的農田,經過129天可回收投資資金。該組合工藝對處置養豬場污水經濟、有效,具有較好順應性和針對性,對其他養豬場的污水處置工程具有一定的參考價值。

     

     


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