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    (案例分析)豬場污水處理實例說明(不斷跟蹤更新)

    2021/4/23 17:16:02   文章來源:強微生物科技   作者:鐘啟平   瀏覽次數:3128
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    2021年4月23日跟蹤數據(數據發在本文最后一段,有附圖)

    下面以一個存欄3000頭的豬場的污水處理工程為例來加以說明A/O工藝處理的流程等;

        一、第一部分:預處理:豬場集污+干濕分離
         首先豬場內要做到雨污分流,看下圖,很顯然,這個豬場沒有做到,他的糞污是通過豬場圍墻外面的一條溝渠出來的,溝渠上方并沒有遮雨擋水的棚(或采用封閉式的排污管道),這是不合規的,需要進行改進;
           集污溝渠流下來的糞污,進入一個帶有攪拌機的集污井中,再用污水泵抽到左邊的干濕分離機房中,那里有固液分離機械進行操作,將固體糞便分離出來,而尿水糞水則通過一根白色的PVC管,進入最右邊的“干濕分離后的污水井中);

    上圖為豬場集污和干濕分離房布局

    上圖為干濕分離機房

        二、第二部分:厭氧發酵:沼氣發酵+貯沼氣的罐
         干濕分離機出來的糞污,然后進入CSTR沼氣發酵罐中,這是一種全混合厭氧反應器(continuous stirred tank reactor),簡稱CSTR(其實也可以適用于不用干濕分離的糞污),更先進的是UASB沼氣發酵罐,也叫上流式厭氧污泥床反應器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB);在沼氣罐前端加入“強微反硝化細菌”(厭氧反硝化細菌)3-5克/立方米(按沼氣罐體積計算用量),每周使用一次,或顯著幫助脫除糞污中的硝基氮,因了降低了總氮,使得沼氣罐中糞污的C/N比增加,從而又促進了甲烷菌的繁殖和產氣量,所以,沼氣產氣量也會增加,從而COD在厭氧發酵中降低的幅度也越大;
         在沼氣罐中添加“強微反硝化細菌”,極為有利于降低出水的COD,和氨氮水平;從而極大的緩解了后續A/O工藝生化池中的羅茨鼓風機功率要求,減少了A/O工藝的處理壓力;
         旁邊是沼氣貯氣罐,可用于發電和燒水,以及可作為A/O工藝冬天加熱用的熱源;

         我認為,在豬場糞污處理工程中,厭氧發酵這一步是必須的,除非您用氧化塘的糞污處理工藝(但那個只適用于小規模的豬場,或者您的豬場附近確實有一個非常大的地方,有一個非常大的池塘,如10-50畝的池塘,以適用于不同的規模豬場),實際上既使用氧化塘工藝,也建議預處理時,有一個厭氧發酵工序(沼氣發酵罐),可以極大的減少氧化塘的壓力,氧化塘的工藝資料看這里:http://www.hl99cn.com/Oxidation-pond.asp

         污水處理工程為什么必須要有厭氧沼氣發酵這環節呢,一是這可以極大的減少A/O工藝生化池的壓力,二是可以降低一大半的COD數據,豬場的污水的COD往往高達12000,BOD高達7000,氨氮高達1500等,特別是COD和BOD特別高,這可能造成A/O工藝池中硝化池的壓力太大,COD過高也會造成異養細菌過于旺盛,而大量的異養細菌會強烈抑制好氧池中硝化細菌的活力,從而造成硝化作用顯著減弱;
         A/O工藝中,曝氣池(硝化池)中的硝化作用,最適合于硝化作用的COD和BOD應該控制在1800PPM左右,BOD/TN(即碳氮比)在3/1左右是最好的,最適合于硝化反應的碳氮比,而豬場糞污,恰好能在沼氣罐發酵之后,恰好能將COD降低到1800ppm左右甚至更低,COD的厭氧發酵降解率高達80%(還有其他如沉淀池、調節池的輔助作用);而總氮經過充分的厭氧發酵后,也可以降到600ppm左右;

          這樣,沼氣罐 經過深度發酵(至少30天的停留時間以上為深度發酵,最好能達到50天),則沼氣罐出水的COD大概降低為1800ppm,而氨氮降低到600ppm左右,這樣,就比較適合于生化池A/O工藝池400立方米總容積,來處理存欄豬3000頭(約每天產生糞污水30噸或立方米)的要求;具體A/O工藝生化池看下圖;


    上圖的A/O工藝池,長20米寬10,面積為200平方米,水深為3米,有600立方米容積

       三、第三部分:A/O工藝生化池工程(看上圖)

          具體看上圖所示:從CSTR沼氣厭氧發酵罐出來(豬場一天出糞污水30立方,沼氣罐容積為1000立方米,停留時間為30天,為相對深度的厭氧發酵),沼氣罐出水的COD大概應該在1800ppm(豬場糞污原水COD12000),而氨氮降低到600ppm左右(豬場糞污原水1500);

      1、A/O工藝生化池羅茨鼓風機功率需求計算:  
       A/O生化池需氧量計算:COD為1800ppm,一天30立方米水,則一天的COD耗氧量為:1.8*30=54公斤溶氧/天;
      每硝化處理1克氨氮需要耗氧4.6克,進生化池的污水氨氮600ppm,則一天耗氧量為0.6*30*4.6=82.8公斤溶氧/天;
       每天一共需要的耗氧量為:54+82.8=136.8公斤溶氧/天;
       每產生1公斤溶氧,需要耗電1.25度電,則一天需要耗電量為136.8*1.25=171度電;每天的電費為大概103元/天;
        以每天24小時開羅茨鼓風機為例,則需要羅茨鼓風機的功率為171/24=7.126千瓦,取整數建議羅茨風機功率為7.5千瓦 ;

        如果沼氣罐出來的COD和氨氮,不止上面的數據,即COD1800,氨氮600,如果超過以上數據,則生化池的功率會不足,需要增加溶氧或增氧設備功率等;

       2、A/O工藝生化池的總容積要求
       一般要求能達到每天進入的糞污水量的10天以上,即總停留時間在10天以上;上圖中的生化池總長20米,總寬10米,面積為200平方米,深度為3米深,總體積600立方米,每天的糞污水量為30立方米,所以,水力停留時間有20天,是足夠的;

        3、A/O工藝生化池要求缺氧池是好氧池的兩倍左右
        本案例很顯然沒有做到,看圖可見:左邊第一行中,上格是好氧池,下格是缺氧池;然后從左邊開始第二行,第三行,以及第四行的上格,都是好氧池或曝氣池,下格就是沉淀池了;第四行都是沉淀池和終沉池了;
        所以,我們建議,如果采用外拖其他豬場污水工程中的活性污泥來做菌種,則第二行,第三行等好氧池,采用間歇式曝氣模式,設定曝氣時間4小時,停氣2小時,或將左起第三行曝氣池,改成不曝氣的缺氧池處理即可;
        如果采用“強微全價活性污泥菌”作為菌種補充,則可以維持再狀,即左起第一行的上格,和第二行,第三行等,均可做為曝氣池,利用“強微全價活性污泥菌”中的好氧反硝化細菌,硝化細菌等,充分的脫去總氮,和COD等,因為大多是好氧池,自然界凡是好氧的效率,都是遠遠高于厭氧的效率的,因為好氧狀態下,微生物獲得能量的效率更高(高3.5倍以上)(一個葡萄糖分子在充分的好氧狀態下可迅速獲得38個能量ATP分子,而在厭氧狀態下只能獲得8個左右的ATP能量分子,且產生副產物),這得益于“強微全價活性污泥菌”中的強微好氧反硝化細菌,一種能在有氧狀態下進行反硝化細菌脫硝基氮的菌株;
        “強微全價活性污泥菌”的用量為10-20克/噸糞污,以每天進入A/O生化池中的糞污為計算基礎,則本案例一天要進沼氣罐出來的沼液30噸/天左右,則“強微全價活性污泥菌”一天要用300-600克/天;使用成本其實是非常低的;

         4、回流工藝
         活性污泥回流到第一個曝氣池(左起第一行上格),從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,當然,實際上若天天使用“強微全價活性污泥菌”的話,基本上無所謂回流,或不用特意考慮回流,因為“強微全價活性污泥菌”中含有三株硝化細菌、兩株好氧反硝化細菌(這是重點),還有硫化氫氧化細菌(脫臭雞蛋氣味)和糞腸球菌(分解糞污顆粒和除去氨臭味),也有缺氧反硝化細菌在產品中,所以叫做“全價活性污泥菌”         


    強微董事長鐘總在考察該豬場污水處理A/O生化池

       5、氧化塘
        在A/O生化池出水端,還設置了兩級氧化塘,總面積僅有3畝左右,水深1.5米深,總容積3000立方米,每天生化池出水30噸的話,則氧化塘的停留時間為100天,如果說,若按畜禽養殖業污染物排放標準GB18596-2001,能達標到氨氮80,COD400以內的話,這個氧化塘還是能足夠應對的,種植一些浮游植物(如狐尾藻,美人蕉,千屈菜、黃菖蒲)等,以及必須放置至少一臺葉輪式增氧機(1.5-3.0千瓦),基本上可以應對,同時可天天使用“強微全價活性污泥菌”500-1000克/畝,或“景觀湖河道污泥垃圾菌劑”50-100克/畝;即可;
        如果排放到氧化塘的糞污水常常不能達標,或污泥非常嚴重的,則最好氧化塘中的水,還是要回流一部分到A/O生化池中來進行處理后,再排放到氧化塘,也可以在氧化塘邊上,設置一個占氧化塘面積至少5%容積的曝氣池(里面有生物填料),進行曝氣處理,不斷抽入這個曝氣生化池中,并不斷的再流回到氧化塘中,進行處理;當然,同時也要最好天天添加“強微全價活性污泥菌”或“景觀湖河道污泥垃圾菌劑”,添加量同上;

    注意事項:
        在生化池中使用“強微全價活性污泥菌”為主時,可能會出現曝氣池中泡沫短時間增加很多,這是因為其中的異養細菌和好氧反硝化細菌起作用,脫除COD和脫除NO2和NO3等硝基氮的過程中,釋放出二氧化碳CO2和氮氣N2的結果,大量產氣,自然泡沫短時間劇烈增加;
       您可以利用上面的噴淋器,使用聚醚消泡劑或污水工程專用消泡劑來噴淋使用,如下圖;
       同時,在有時會發生生物填料的掛膜減少或有脫落的現象,但也不要緊,這是強微專業的脫氮菌和好氧反硝化細菌進行的一個置換的短暫的過程,之后又會重新掛膜的;并重新形成新的以強微專業脫氮菌為主的掛膜,同時活性污泥量也可能(只是可能)在短時間內有所變化,但都能很快恢復正常運行,并達到穩定的出水指標;


    曝氣池上有噴淋系統,可噴淋消泡劑時使用

    6、本豬場跟蹤數據結果 
       在2021年4月17號開始,強微技術服務人員上門,在干濕分離機后面的集污池中,加入“強微反硝化細菌”10公斤(按他們的沼氣發酵罐1000立方米容量,按10克/立方米計算用量為10公斤用量,一周用一次)
       2021年4月17號,同時在生化池中開始加入“強微全價活性污泥菌”5公斤/天,他們的生化池總容量是500立方米,頭一周,按每天總容量每立方米添加10克/立方的“強微全價活性污泥菌”,則一共要5公斤/天,以后穩定數據后,則只按每天進入的污水量的10克-20克/立方米來添加;
        即2021年4月24號后,可按每天進入污水量(他們每天產生糞污水30噸),則穩定以后,每天只需要添加300-600克/天即可;

    7、從4月17號下強微菌劑之后,到4月23號今天,過了一周,我們去檢查和取樣檢測
        據豬場人員講:用過強微的產品之后幾天,曝氣池生化池中的水,從黑色先變成了褐黃色到現在的淺黃色,取樣如下圖


    上圖:左邊是原水(干濕分離機后的水),中間是曝氣池中的水(圖中為沉淀10分鐘時),右邊為出水端


    上圖為沉淀了30分鐘后,中間瓶子的SV30檢測情況(沉淀物占25%左右)

    2021年17日-23日處理結果:各階段廢水中COD/氨氮含量變化

     

    原水ppm

    曝氣池污水ppm

    出水ppm

    排放標準

    COD

    5825

    338.5

    221.975

    400

    氨氮

    1372

    78.4

    16.76

    40

    總磷

     

    1480ppm

    194.6ppm

    8

    PH值

    7.48

    7.47

    7.23

    6~9

       其中磷遠遠不達標,沒有做除磷處理,看PH出水端為7.23,所以有空間,可以添加生石灰處理,需要在最終沉淀池后端添加生石灰250克/立方米來處理看效果,后面還有一排沉淀池用來處理沉淀后的磷酸鈣,同時用生石灰也有澄清水質的效果,并再除去一部分COD和氨氮的作用;后續會跟進處理總磷這一塊;

     

     


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