規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖廢水SBR處理工藝研究

王美榮 徐 康 陳立強(qiáng)

近年來(lái)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，規(guī)模化和專業(yè)化逐步成為畜禽養(yǎng)殖業(yè)的趨勢(shì)，但其快速發(fā)展也帶來(lái)了嚴(yán)重的養(yǎng)殖廢水排放問(wèn)題。《畜禽國(guó)模養(yǎng)殖污染防治條例》和《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》均要求畜禽養(yǎng)殖廢棄物的無(wú)害化治理和資源化利用。本文以嘉吉?jiǎng)游锏鞍祝ò不眨┯邢薰疚挥趤?lái)安縣半塔鎮(zhèn)的規(guī)模化養(yǎng)雞場(chǎng)為例，介紹SBR工藝在處理畜禽養(yǎng)殖廢水中的應(yīng)用。

一、工程概況及污染物源強(qiáng)

嘉吉公司養(yǎng)殖場(chǎng)建有青年雞場(chǎng)、繁育雞場(chǎng)和商品代肉雞場(chǎng)等29座養(yǎng)雞場(chǎng)，合計(jì)314棟雞舍。養(yǎng)殖規(guī)模為父母代種雞養(yǎng)殖56萬(wàn)套/年、種蛋孵化8100萬(wàn)枚/年、肉雞養(yǎng)殖3000萬(wàn)只/年。

各雞場(chǎng)產(chǎn)生的污水主要有生活污水、沖洗廢水、消毒廢水和初期雨水。雞場(chǎng)工作人員生活用水定額100L/人·d，產(chǎn)生生活污水85L/人·d。養(yǎng)殖場(chǎng)采用每批次同進(jìn)同出的養(yǎng)殖方法，每批次雞出欄后雞舍先干清糞，再人工二次清掃，然后使用高壓水槍沖洗，平均每棟雞舍沖洗用水量為10m3/批次，廢水產(chǎn)生量9m3/批次。養(yǎng)殖場(chǎng)墊料消毒使用安滅殺稀釋劑（濃度0.67%）霧線噴撒接觸稻殼以低溫蒸發(fā)起消毒效果，空舍期雞舍設(shè)備和墻壁和進(jìn)出人員、車輛使用普菌殺稀釋劑（濃度0.25%）噴灑消毒方式。消毒用水量為2.7m3/（批次·棟），消毒廢水產(chǎn)生量為0.4m3/（批次·棟）。初期雨水收集車輛消毒區(qū)域、清糞道路等易受污染區(qū)域，根據(jù)當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式計(jì)算得出暴雨強(qiáng)度為330.52L/s·ha，29個(gè)雞場(chǎng)初期雨水產(chǎn)生量約17184.3m3。三種類型雞場(chǎng)綜合廢水產(chǎn)生源強(qiáng)情況見(jiàn)表1。

二、養(yǎng)殖場(chǎng)廢污水處理系統(tǒng)

1.廢污水收集處理系統(tǒng)

根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)分散且生產(chǎn)周期不相同的特點(diǎn)，每座養(yǎng)殖場(chǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)、建設(shè)廢污水處理系統(tǒng)，包括收集、處理、儲(chǔ)存和綠化噴灌4部分（圖1），其中在生活區(qū)和每?jī)蓷濍u間設(shè)置過(guò)濾池用于對(duì)雞舍內(nèi)部清洗廢水進(jìn)行初步過(guò)濾，截留雞糞、墊料等較大顆粒物。同時(shí)設(shè)置了緩沖灌，用于應(yīng)對(duì)沖洗期間廢水較多、空欄期廢水很少的情況。

2.SBR處理工藝

養(yǎng)殖場(chǎng)廢污水屬易生化的污水，根據(jù)單個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)廢污水產(chǎn)排量較小、間歇性排放和流量變化大的特點(diǎn)，采用序批式活性污泥法（SBR）進(jìn)行處理。SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。SBR反應(yīng)池在一定時(shí)間間隔內(nèi)充滿污水，以間歇處理方式運(yùn)行，處理后混合液進(jìn)行沉淀，借助專用的排水設(shè)備排除上清液，沉淀的生物污泥則留于池內(nèi)，用于再次與污水混合處理污水，這樣依次反復(fù)運(yùn)行，構(gòu)成了序批式處理工藝。

SBR適用于污水間歇排放和流量變化較大的企業(yè)，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛。通過(guò)調(diào)查比較，SBR技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定，污水處理綜合效果較好，與其他污水處理系統(tǒng)比較，技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合效益顯著，適合養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理特點(diǎn)。

表1 養(yǎng)雞場(chǎng)廢水產(chǎn)生源強(qiáng)情況表

圖1 養(yǎng)殖場(chǎng)廢污水收集處理系統(tǒng)布置組成示意圖

養(yǎng)殖場(chǎng)采用的SBR工藝主要設(shè)備匯總見(jiàn)表2。

在養(yǎng)殖場(chǎng)雞出欄期，雞舍干清糞后實(shí)行人工清洗，沖洗廢水流入雞舍下方的初期沉淀池，預(yù)處理后的廢水經(jīng)過(guò)隔渣池分離廢水中的固態(tài)物后匯入集水井，由提升泵抽入SBR反應(yīng)器中，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)曝氣（進(jìn)水量低于10t時(shí)，曝氣時(shí)間40min；進(jìn)水10t，曝氣時(shí)間1～2h；進(jìn)水 20t，曝氣時(shí)間 2～4h；進(jìn)水30t，曝氣時(shí)間4～8h），曝氣停止后靜置6～8h，廢水處理達(dá)標(biāo)后經(jīng)過(guò)消毒后用于雞舍沖洗、場(chǎng)區(qū)綠化和綠化隔離帶灌溉。

因雞場(chǎng)的廢水產(chǎn)生有一定的周期性，會(huì)造成一定時(shí)期的枯水期。為了保證反應(yīng)器內(nèi)細(xì)菌的活性，枯水期進(jìn)行如下操作管理：（1）保證枯水期時(shí)SBR反應(yīng)器內(nèi)液位是2個(gè)反應(yīng)艙連通的，曝氣周期約為30min/d。（2）曝氣時(shí)應(yīng)投加煮熟后的面粉糊，投加量為共2.5kg/次/周。（3）每周加入一些生活污水，如沒(méi)有生活污水，適量投加一些氮肥和磷肥，投加量為氮肥0.25kg/次/周，磷肥0.1kg/次/周。（4）曝氣時(shí)應(yīng)觀察細(xì)菌的情況，如果細(xì)菌生長(zhǎng)趨勢(shì)慢慢降低，且達(dá)不到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，適當(dāng)增加以上藥劑的投加量。

3.處理效果

嘉吉公司委托第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)于2017年7～9月對(duì)各雞場(chǎng)污水處理站出水進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，SBR進(jìn)水水質(zhì)為COD432mg/L、氨氮25.8mg/L，出水水質(zhì)為COD40mg/L、氨氮1.1mg/L。COD和氨氮的去除率分別達(dá)到90.7%和95.7%，經(jīng)SBR處理系統(tǒng)處置后的廢水滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005）旱作標(biāo)準(zhǔn)。

養(yǎng)殖場(chǎng)所使用的消毒劑有普菌殺（主要成分為苯扎溴銨、復(fù)合季銨鹽）、安滅殺（主要成分為戊二醛、季胺鹽），消毒廢水中含有少量消毒劑成分，青年雞場(chǎng)、繁育雞場(chǎng)和肉雞場(chǎng)的消毒污水產(chǎn)生量分別占總污水量的0.9%、0.3%和2%。以肉雞場(chǎng)為例，消毒使用的普菌殺濃度為0.25%，其中有效成分苯扎溴銨比例為4%，消毒劑揮發(fā)量按85%計(jì)算，而消毒污水量占總污水量的2%，則污水中苯扎溴銨含量約0.3ppm。消毒使用的安滅殺濃度為0.67%，其中有效成分戊二醛比例為10%，則污水中戊二醛含量約2ppm。根據(jù)《化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)》，稀釋到 10 ppm 以下的戊二醛對(duì)環(huán)境或廢物處理系統(tǒng)沒(méi)有有害影響，稀釋產(chǎn)品能很快被生物降解，苯扎溴銨的生物降解能力為容易降解。

多年的運(yùn)營(yíng)情況表明養(yǎng)殖過(guò)程產(chǎn)生的消毒廢水的量和濃度不會(huì)對(duì)活性污泥產(chǎn)生明顯的抑制作用。

三、廢水處理技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性

SBR工藝是國(guó)內(nèi)企業(yè)廣泛認(rèn)同和采用的一種污水處理技術(shù)，它以構(gòu)筑物數(shù)量少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和處理后出水水質(zhì)好，特別是在難生化降解的廢水處理中尤其有效。國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖企業(yè)大量的應(yīng)用逐漸證明SBR工藝是穩(wěn)定可行，且經(jīng)濟(jì)的。

表2 單座養(yǎng)雞場(chǎng)SBR工藝主要設(shè)備表

養(yǎng)殖場(chǎng)廢水特點(diǎn)是間歇來(lái)水，因此，采用間歇式活性污泥法工藝有其靈活性。進(jìn)水采用連續(xù)式進(jìn)水方式，根據(jù)水量，水質(zhì)間斷式曝氣，生產(chǎn)結(jié)束后，曝氣機(jī)再充氧一定時(shí)間，進(jìn)行沉淀約1h，潷水裝置排水。排完水后的SBR池處于休閑階段，利于兼性微生物的生產(chǎn)和對(duì)殘余有機(jī)物的分解，同時(shí)也利于減少剩余污泥的排出量。

總體來(lái)說(shuō)，對(duì)于小規(guī)模的有機(jī)廢水處理，特別是非連續(xù)排放的生產(chǎn)廢水，采用SBR工藝是經(jīng)濟(jì)、有效的。SBR工藝運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，其COD平均去除率達(dá)90%以上，且污泥產(chǎn)量低，減少固液分離和污泥處理設(shè)施。該工程采用SBR一體化污水處理系統(tǒng)在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是適合、可行的。

四、廢水處理排放方式

嘉吉公司來(lái)安縣半塔鎮(zhèn)的各個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)均建設(shè)有一套養(yǎng)殖場(chǎng)沖洗廢水收集系統(tǒng)和SBR污水處理系統(tǒng)。企業(yè)日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，養(yǎng)殖場(chǎng)SBR污水處理系統(tǒng)處理后的尾水水質(zhì)均滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005）旱作標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)廢水消納能力分析及雞養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，青年雞場(chǎng)處理后的尾水可全部用于場(chǎng)內(nèi)綠化灌溉，不外排；對(duì)于繁育雞場(chǎng)和商品代肉雞養(yǎng)殖場(chǎng)，尾水優(yōu)先場(chǎng)區(qū)綠化，場(chǎng)內(nèi)消納不完的尾水采用以下處理方式：（1）儲(chǔ)存后回用于雞舍沖洗；（2）與臭氣處理措施相結(jié)合，在養(yǎng)殖場(chǎng)外圍建設(shè)綠化隔離帶，用于其灌溉。通過(guò)以上方式使得污水全部資源化處理，實(shí)現(xiàn)污水全部綜合利用，不排放到地表水體。

五、結(jié)語(yǔ)

嘉吉公司針對(duì)單個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)廢污水產(chǎn)排量較小、且間歇性排放和流量變化大的特點(diǎn)，采用SBR工藝進(jìn)行處理。工藝穩(wěn)定可行，出水滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，做到了養(yǎng)殖廢水無(wú)害化處理和資源化利用，對(duì)促進(jìn)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義