UASB+A/O組合工藝處理養(yǎng)殖廢水應用實例

郭英麗

(漯河市環(huán)境保護局，河南漯河462000)

某養(yǎng)殖場為了減輕排放廢水對周圍水環(huán)境的污染，在組裝生產線的同時，同時建一座相應的養(yǎng)殖廢水處理工藝。該項目為養(yǎng)殖廢水，廢水排放量為400 m3/d，所排放的高濃度有機廢水水質:COD≤6 000 mg/L，BOD5≤3 800 mg/L，NH3－N≤400 mg/L，SS≤8 000 mg/L，出水要求達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》GB(8978 －96)一級排放標準，即:COD≤100 mg/L，BOD5≤20 mg/L，NH3－N≤15 mg/L，SS≤70 mg/L。

1 廢水處理工藝流程

1.1 廢水處理工藝流程選擇

對于高濃度有機廢水處理通常采用厭氧+好氧的處理工藝［1－7］。結合該廢水水質，采用的工藝為前置處理+預處理+生化處理。生化處理采用UASB+A/O系統(tǒng)。UASB工藝是目前國內實際運行數量最多，效果最理想的厭氧污水處理工藝，其技術的先進性、可靠性及投資運行的經濟性均得到了證明。UASB在反應器的上部設置三相分離器，下部為污泥懸浮區(qū)和污泥床區(qū)，底部為布水區(qū)，它還能在反應器內實現(xiàn)污泥顆粒化，顆粒污泥其良好的沉降性能和三相分離器對污泥的良好截留作用，混合液在沉淀區(qū)進行分離，污泥可自行回流到污泥床區(qū)，這使污泥床區(qū)能保持很高的污泥濃度。UASB工藝對高濃度有機廢水的處理更具有容積負荷高、去除效果明顯、抗沖擊能力強、污泥濃度高的優(yōu)勢，同時具有很高的產甲烷活性。由于UASB不設填料，避免了堵塞問題，不設沉淀池和污泥回流設備，簡化了工藝設施，降低了基建投資，運行費用也較低，UASB在各種高濃度有機廢水處理領域應用廣泛，設計及運行經驗豐富。上流式厭氧污泥床反應器在工藝上較一般厭氧裝置效率高，可節(jié)約投資，減少占地面積，適于處理高濃度廢水，具有較高的運行負荷，可大大減小設備容積，能使一些好氧處理難降解的長鏈大分子有機物轉化為易降解的短鏈小分子有機物，提高廢水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造良好的條件。

厭氧出水還不能達到排放標準，出水中的含氧量低，排入地面水體時會造成局部缺氧，同時，出水中含糞大腸菌群數、NH3－N、臭味等。因此有必要在厭氧后再進一步處理，去除污染物和臭味，保證出水低于排放標準。好氧處理采用生物接觸氧化法。A/O法又稱“前置式反硝化生物脫氮系統(tǒng)”，這是目前使用較為廣泛的一種生物脫氮工藝，它是在傳統(tǒng)的二級處理中將有機氮轉化為氨氮的基礎上，通過硝化和反硝化菌的作用，將氨氮轉化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮，再通過反硝化作用將硝態(tài)氮轉化為氮氣，從而達到廢水脫氮的目的。它由缺氧池、好氧池、沉淀池組成。缺氧池中的溶解氧含量較低(小于0.5 mg/L)，只向池中提供少量的空氣，而提供的空氣量以剛能使混合液懸浮物推進即可(即缺氧池中的污泥保持懸浮狀態(tài))。好氧池則將進水中含氮物質通過氨化和硝化為缺氧池提供硝酸鹽。好氧池中應有較高的溶解氧和較低的有機物濃度，硝化是脫氮的關鍵。

1.2 廢水處理工藝流程分析

廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

(1)前處理。

養(yǎng)殖廢水中含有較大的漂浮物、懸浮物，會對后續(xù)構筑物產生較大的負荷，毀壞后續(xù)構筑物。如養(yǎng)殖廢水經機械格柵攔截較大的漂浮物和懸浮物后再經固液分離機進行更進一步的預處理，將會很好地減輕水處理負荷，并為后續(xù)構筑物的正常運行創(chuàng)造更好的條件，同時被攔截下的漂浮物、懸浮物經堆肥處理后可作為農田肥料。經格柵后的水進入初沉調節(jié)池進行水質和水量的調節(jié)。

(2)預處理。

固液分離機用來除去包含于糞、糞尿混合液或污水等材料中固形物，經過固液分離機之后的廢水SS大部分己去除，但COD、BOD5的含量還較高，進入1#中間池后經加藥混凝泵進入氣浮池，水中還含有硝酸鹽氮，可能會使沉淀池內產生反硝化，造成污泥上浮，使出水水質不達標，因此1#在中間池后加藥進入氣浮機。其工作原理是在水中通入空氣或氧氣產生大量的微細氣泡，使之與廢水中的懸浮微粒絮凝粘附，因密度下降至小于水而上浮到水面形成浮渣，從而達到去除廢水中的懸浮微粒，經過氣浮池后的廢水進入2#中間池。

(3)厭氧處理。

經預處理后，COD雖有相當大的去除率，但其含量仍然很高，必須進一步進行生物處理，從而使廢水達標排放。根據目前國內養(yǎng)殖廢水處理技術及其發(fā)展趨勢，結合養(yǎng)殖廢水處理工程的實際設計和運行經驗，對該養(yǎng)殖廢水采取厭氧+好氧處理生化處理工藝。2#中間池的出水由泵打入UASB，經厭氧消化作用，去除污水中的大部分COD、BOD5，降解物形成少量的污泥，另一部分以沼氣形式逸出。

(4)好氧處理。

厭氧反應池出水進入A/O系統(tǒng)，A池(缺氧池)中進行缺氧處理，為了更有效地降解COD和NH3－N，在A池中加設推流器，保證缺氧池中的溶解氧含量小于0.5 mg/L。好氧段池內設有填料，池底布有高效曝氣器，廢水經此處理后可去除部分有機物，A/O池的O段出水進入二沉池，沉淀后出水進行二級混凝，進入混凝終沉池后達標排放或回用。考慮到廢水的合理利用，建一消毒清水池，使處理過的水循環(huán)使用，這樣即節(jié)省了沖洗用水量又節(jié)省排污費用。

(5)污泥處理。

由固液分離機、氣浮池、UASB、二沉池、混凝終沉池產生的污泥進入污泥池，經濃縮池濃縮后，再由泵輸送至壓濾機，經壓濾機過濾后，泥餅外運。

2 主要構筑物設計參數

該項設計中，設計流量為400 m3/d。構筑物容積:格柵井1 m3，調節(jié)池有效容積153 m3。有效停留時間8 h，1#中間池有效容積55 m3，有效停留時間3 h，氣浮池有效容積41 m3，有效停留時間2 h。2#中間池有效容積109 m3，有效停留時間6 h，UASB池兩座，有效容積422 m3，有效停留時間49.65 h。A池有效容積136 m3，有效停留時間8 h。O池有效容積408 m3，有效停留時間24 h。二沉池有效容積162 m3，有效停留時間4 h。混凝終沉池有效容積80 m3，污泥濃縮池80 m3，污泥池48 m3。

3 工藝運行分析

3.1 工藝運行效果

經過三個月的調試運行，工藝運行穩(wěn)定，在進水COD為6 120 mg/L、BOD5為3 850 mg/L、NH3－N為450 mg/L、SS為8 300 mg/L時，出水COD 為82 mg/L、BOD5為17 mg/L、SS為41 mg/L、NH3-N為13 mg/L，去除率分別可達到98.7%、99.56%、97.11%和99.51%。出水達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》GB(8978－96)一級排放標準。

3.2 運行費用分析

該項工程總投資267.4萬元。運行費用包括電費、人工費、藥劑費等。全污水處理設施平均運行功率約為54.55 kW·h，電費按0.8元/kW·h，污水處理消耗電費1.09元/t。本站設工作人員6人，每天三班，每班兩人，每人每月平均工資1 500元，則噸水處理人工費6×1500/(400×30)=0.75元/t，藥劑費約0.7元/t。合計運行費2.54元/t(不含折舊費及維修費)。

3.3 環(huán)境效益分析

該工程建成后每年的排放污水中主要污染物的消減量，每年按運行300 d計，則COD消減量為724.56 t/a，BOD5消減量為459.96 t/a，NH3－N 消減量為52.44 t/a，SS 消減量991.08 t/a。

4 結語

UASB+A/O組合工藝處理養(yǎng)殖廢水工藝的建成及穩(wěn)定運行，能大大減輕污染物排放量，對于提高地表水環(huán)境質量和保護地下水資源具有重要的意義。

［1］ 周建民.IC反應器處理養(yǎng)殖廢水的啟動與運行研究［D］.西安:西安科技大學，2009.

［2］ 顏智勇，吳根義，劉宇賾，等.UASB/SBR/化學混凝工藝處理養(yǎng)豬廢水［J］.中國給水排水，2007，23(14):66－68.

［3］ 徐耀鵬.UASB、SBR、穩(wěn)定塘組合工藝處理高濃度養(yǎng)殖廢水研究［D］.成都:成都理工大學，2011.

［4］ 王蔚知.UASB/SBR/氧化塘工藝處理養(yǎng)豬廢水［J］.環(huán)境污染與防治，2008，30(4):103－104.

［5］ 周建民，鄭朋剛，扈映茹，等.UASB與接觸氧化反應器在養(yǎng)殖廢水處理工程中的應用［J］.中國沼氣，2008，26(2):21－24.

［6］ 王宗華，常選鋒，齊斌，等.生豬養(yǎng)殖廢水處理工程設計與運行［J］.工業(yè)用水與廢水，2009，40(5):83－84.

［7］ 朱杰，黃濤，范興建，等.厭氧氨氧化工藝處理高氨氮養(yǎng)殖廢水研究［J］.環(huán)境科學，2009，30(5):1442－1448.