生豬養殖廢水處理技術
1工程概況及工藝流程
廣東梅州某省重點生豬養殖場地處偏遠山區，目前生豬養殖規模為1萬頭，養豬場廢水（豬糞水和豬欄沖洗水）集中排放，其排放水量為100m3/d。針對養豬場廢水有機物、氨氮濃度高，水質波動范圍大，水力沖擊負荷強等水質特點，并結合養豬場周邊實際地形和可用地情況，確定采用EGSB（顆粒膨脹污泥床）—A/O—MBR工藝處理，最終出水水質可達廣東省地方標準《禽畜養殖業污染物排放標準》（B44/613—2009）。廢水水質及排放標準見表1。
本工程主體上采用厭氧結合好氧的處理方式，見圖1，養豬廢水集中收集進入篩網池去除雜質及大顆粒廢渣后進入調節池，利用燃燒沼氣將廢水加熱至35℃，為后續處理創造合適的進水條件；經預處理后的廢水進入EGSB反應器，該反應器內部顆粒污泥床處于部分或全部膨脹化狀態，采用出水回流技術，反應器內液體具有較高的上升流速，且出水回流可稀釋硫酸鹽及其他有毒有害物質的濃度，廢水與微生物之間可充分接觸，能承受較大的有機負荷，有效避免反應器內死角和短流的產生，對于養豬場廢水具有容積負荷高、處理效率高等特點。EGSB內廢水中的蛋白質等大分子有機物質在厭氧菌的作用下首先分解成小分子物質，然后小分子物質通過甲烷菌的作用降解成CH4等物質；EGSB出水依次進入缺氧池和好氧池，進一步降解有機物。然后廢水進入MBR池進行深度處理。MBR池出水進入消毒池，部分污泥回流至缺氧池，經投加二氧化氯消毒后重力流至清水池排放。系統產生的剩余污泥經濃縮、干化后外運堆肥。污泥濃縮池濾液及上清液回流至調節池。
2主要處理構筑物及其設備參數
（1）篩網池。尺寸為長6m×寬3m×高0．7m，有效容積9m3，地下式磚砌結構，HRT2h。設置100目不銹鋼篩網1組。
（2）調節池。尺寸為長8．5m×寬5m×高3m，有效容積106m3，地下式鋼筋混凝土結構，HRT24h。
（3）EGSB。尺寸為￠3m×H12m，總容積84m3，地上鋼結構，HRT17h，COD容積負荷5kg/（m3·d）。EGSB主要包括布水系統、三相分離器、循環系統、氣水分離系統以及泥水分離器。
（4）缺氧池。尺寸為長4m×寬1m×高4．5m，有效容積16m3，地上式鋼筋混凝土結構，HRT3h。
（5）好氧池。尺寸為長5m×寬4m×高4．5m，有效容積80m3，地上式鋼筋混凝土結構，HRT18h。設曝氣系統1套，￠150組合填料60m3。
（6）MBR池。尺寸為長4m×寬3m×高4m，地上式鋼筋混凝土結構，HRT7h。設平板式MBR膜處理裝置1套，處理量為4．2m3/h；出水抽吸泵2臺，污泥泵2臺，1用1備，單泵Q=5m3/h，H=10m，N=0．75kW。
（7）消毒池。尺寸為長2m×寬1．5m×高4m。半地下式鋼筋混凝土結構，HRT2h。設二氧化氯發生器1臺，產氯量100g/h，N=1kW。
3工藝調試運行
整個工程調試的關鍵在于EGSB和MBR池的啟動運行效果，因此這兩個反應器的啟動調試尤為關鍵。
3．1EGSB調試啟動
EGSB調試啟動過程可分為接種污泥、污泥馴化、負荷提高和滿負荷運行4個階段。接種污泥取自附近污水處理廠的消化污泥并添入少量顆粒污泥（取自附近養豬場廢水處理站穩定運行3個月的EGSB反應器，約占污泥總量的1/6）；污泥馴化期內采用間歇進水，適當投加蔗糖及啤酒等作為碳源，啟動負荷為1kgCOD/（m3·d），控制進水水溫、pH分別在35℃、6．5～7．5，回流比為1∶1；運行一段時間后，此時反應器對于COD的去除率達到60％，逐步提高進水負荷，依次為2kgCOD/（m3·d）、3kg－COD/（m3·d）、4kgCOD/（m3·d）、5kgCOD/（m3·d）。運行期間定期監測出水COD、VFA等指標。最終反應器COD容積負荷穩定在5kgCOD/（m3·d）左右，進水COD在4500mg/L左右，相應去除率在80％左右。此時觀察可知，反應器內顆粒污泥多為黑色，相較于啟動初期粒徑和密度都有所增加，大部分直徑為1．2～4．9mm。
3．2MBR調試啟動
MBR調試啟動可分為接種馴化、提高負荷和連續穩定運行3個階段。接種污泥為附近污水處理廠剩余污泥（含水率約為80％），在MBR池內注滿2/3污水，每天適當投加尿素、磷酸鹽等營養物質，控制膜池水溫在25℃；采用膜通量遞增的方式進水，逐步提高至設計負荷。提高負荷階段應定期觀察活性污泥生物相、上清液透明度等情況，定期測定MLSS和進、出水COD濃度，并控制DO在2～4mg/L。經10d調試運行后，最終達到設計要求并開始連續穩定運行。
4運行處理效果
4．1EGSB對COD的去除效果
如圖2所示，進水COD在1091～4745．6mg/L變化，波動范圍大。廢水經EGSB反應器厭氧處理，4月13日COD從進水4745．6mg/L降至出水1497．5mg/L，最高去除率達到68．44％，為后續好氧處理創造了良好的進水條件。該運行結果表明EGSB運行狀況良好，具有較佳的處理效果。
4．2MBR對COD的去除效果
如圖3所示，進水COD在976．8～1295．5mg/L波動。MBR通過膜分離與生物好氧處理相結合的方式處理廢水，4月9日COD從進水1220．5mg/L降至出水508．5mg/L，MBR最大去除率達到58．34％，對COD的去除率較高。
4．3系統運行效果
調試2個月后廢水處理系統進入穩定運行狀態，運行結果表明系統處理效果良好，最終出水達到《禽畜養殖業污染物排放標準》（B44/613—2009），具體出水指標見表2。
5工程經濟成本分析
工程總投資98．5萬元，包括處理構筑物土建費用及相關設備費用。EGSB成套設備30萬元，MBR處理設備14萬元。電價按0．6元/（kW·h）計算，為1．52元/m3（見表3），人工費按0．7元/m3計算，清洗藥劑為0．05元/m3，其他費用為0．33元/m3，因此廢水處理運行總成本合計為2．6元/m3。
6問題與總結
（1）EGSB運行參數控制。進水水溫、HRT和液體上升流速是EGSB穩定運行的關鍵參數。為保證后續工藝中硝化反硝化的順利進行并有效減小碳源投加量，運行時將EGSB的COD去除率控制在55％左右。此時進水水溫為35℃，液體上升流速為2．3m/h，HRT為17h。
（2）好氧池泡沫。系統運行時好氧池內出現大量粘性泡沫，覆蓋整個池面，泡沫厚度達1～2m，起風時泡沫四溢。針對這一現象，主要采取提高好氧池曝氣量增加至3．25m3/min，加大排泥量，由4．5t/d提高到5．5t/d，提高污泥負荷等措施并輔以混凝劑聚丙烯酰胺（PAM）、消泡劑的投加，最終很好地控制了泡沫的產生。
（3）膜污染及其清洗。MBR運行一段時間后，膜表面和膜孔內不可避免地被有機或者無機污染物堵塞，導致膜通量不斷下降，直至膜池不再出水。故該廢水處理工程中每3個月對MBR膜進行清洗，清除其表面積聚的污染層。清洗時，清洗劑采用質量分數為0．3％次氯酸鈉溶液。
7結語
（1）EGSB占地面積小，運行費用低，對高濃度有機廢水處理效率高。本工藝以EGSB和MBR為核心處理單元，與其他同類型處理工藝相比，在確保處理效果的同時能充分利用周邊地形。
（2）采用EGSB—A/O—MBR工藝處理養豬廢水，系統穩定運行后各項出水指標良好，最終出水水質滿足廣東省地方標準《禽畜養殖業污染物排放標準》（B44/613—2009），單位水量處理費為2．6元/m3。
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