畜禽養(yǎng)殖廢水工程,養(yǎng)殖沼液污水處理設(shè)備
污廢水處理基本方法
畜禽養(yǎng)殖廢水處理的原則是將污廢水中所含的各種污染物質(zhì)與水分分離或加以分解，使其變質(zhì)而失去污染物質(zhì)的特性。因此，要想了解畜禽養(yǎng)殖廢水處理方法的概況，就必須了解污染物質(zhì)是以何種形態(tài)在水中存在以及它們的物理化學(xué)性質(zhì)。一般，污染物質(zhì)可分三種形態(tài)，即：懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解性物質(zhì)。但嚴(yán)格劃分很困難，通常是根據(jù)污染物質(zhì)粒徑的大小來(lái)劃分。懸浮物粒徑為1~100μm，膠體粒徑為1nm~1μm，溶解性物質(zhì)粒徑小于1 nm。
養(yǎng)殖廢水處理時(shí)，污染物質(zhì)粒徑大小的差異，對(duì)處理難易有很大的影響。一般來(lái)說(shuō)，易處理的是懸浮物，而粒徑較小的膠體和溶解性物質(zhì)比較難處理。也就是說(shuō)，懸浮物易通過(guò)沉淀、過(guò)濾與水分離，而膠體物質(zhì)和溶解性物質(zhì)則必須利用特殊的物質(zhì)使之凝聚或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使其增大到懸浮物的程度，再利用生物或特殊的膜，經(jīng)吸附、過(guò)濾與水分離。
養(yǎng)殖廢水處理的基本方法，就是采用各種技術(shù)手段，將污廢水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使水得到凈化。
現(xiàn)廢水處理技術(shù)，按原理主要分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類。
1）物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。方法有：篩濾法、沉淀法、上浮法、氣浮法、過(guò)濾法和反滲透法等。
2）化學(xué)處理法：利用化學(xué)反應(yīng)的作用，分離回收污廢水中處于各種形態(tài)的污染物質(zhì)（包括懸浮的、溶解的、膠體的等）。主要方法有中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附、離子交換和電滲析等。上述兩種方法合并成為物理化學(xué)處理法。
3）生物化學(xué)處理法：利用微生物代謝作用，使污廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)。主要方法可分為兩大類，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厭氧微生物作用的厭氧法（厭氧還原法）。前者廣泛用于處理城市污水及有機(jī)性生產(chǎn)污水，其中有活性污泥法和生物膜法兩種；后者多用于處理高濃度有機(jī)污水與污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，現(xiàn)在也開(kāi)始用于處理城市污水與低濃度有機(jī)污水。
養(yǎng)殖污水特征
畜禽養(yǎng)殖廢水處理工藝
根據(jù)廢水的排放特點(diǎn)、水質(zhì)特點(diǎn)及要求的排放要求，確定工藝分三個(gè)部分：首先是預(yù)處理，去除水中的懸浮物和浮油，降低后續(xù)處理的負(fù)荷并防止后續(xù)處理（尤其是生化處理）單元堵塞而影響處理效果，采用物化的方法；二是生化處理，這是整個(gè)處理工藝的核心，通過(guò)微生物的新陳代謝作用，分解廢水中溶解性有機(jī)物；三是深度處理，采用物化方法，進(jìn)一步除去水中的污染物，以保證出水達(dá)標(biāo)排放。

1、預(yù)處理
畜禽養(yǎng)殖污水無(wú)論以何種工藝或綜合措施進(jìn)行處理，都要采取一定的預(yù)處理措施。通過(guò)預(yù)處理可使廢水污染物負(fù)荷降低，同時(shí)防止大的固體或雜物進(jìn)入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，造成設(shè)備的堵塞或破壞等。針對(duì)廢水中的大顆粒物質(zhì)或易沉降的物質(zhì)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)采用過(guò)濾、離心、沉淀等固液分離技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，常用的設(shè)備有格柵、沉淀池、篩網(wǎng)等。格柵是污水處理的工藝流程中*的部分，其作用是阻攔污水中粗大的漂浮和懸浮固體，以免阻塞孔洞、閘門和管道，并保護(hù)水泵等機(jī)械設(shè)備。沉淀法是在重力作用下將重于水的懸浮物從水中分離出來(lái)的處理工藝， 是廢水處理中應(yīng)用較廣的方法之一。目前，凡是有廢水處理設(shè)施的養(yǎng)殖場(chǎng)基本上都是在舍外串聯(lián)2至3個(gè)沉淀池，通過(guò)過(guò)濾、沉淀和氧化分解將糞水進(jìn)行處理。篩網(wǎng)是篩濾所用的設(shè)施，廢水從篩網(wǎng)（120目）中的縫隙流過(guò)，而固體部分則憑機(jī)械或其本身的重量，截流下來(lái)，或推移到篩網(wǎng)的邊緣排出。常用的畜禽糞便固液分離篩網(wǎng)有固定篩、振動(dòng)篩和轉(zhuǎn)動(dòng)篩。此外，還有常用的機(jī)械過(guò)濾設(shè)備如自動(dòng)轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)、轉(zhuǎn)輥壓濾機(jī)、離心盤式分離機(jī)等。

畜禽養(yǎng)殖廢水工程,養(yǎng)殖沼液污水處理設(shè)備
2、生化處理
1）好氧處理技術(shù)
好氧處理的基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機(jī)物，同時(shí)合成自身細(xì)胞(活性污泥)。在好氧處理中，可生物降解的有機(jī)物終可被*氧化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。該方法主要有活性污泥法和生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、序批式活性污泥法、A/O及氧化溝等。采用好氧技術(shù)對(duì)畜禽廢水進(jìn)行生物處理，這方面研究的較多的是水解與SBR 結(jié)合的工藝。SBR工藝，即序批式活性污泥法，是基于傳統(tǒng)的Fill- Draw系統(tǒng)改進(jìn)并發(fā)展起來(lái)的一種間歇式活性污泥工藝，它把污水處理構(gòu)筑物從空間系列轉(zhuǎn)化為時(shí)間系列，在同一構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等周期循環(huán)。SBR與水解方式結(jié)合處理畜禽廢水時(shí)，水解過(guò)程對(duì)CODCr 有較高的去除率，SBR對(duì)總磷去除率為74.1%，高濃度氨氮去除率達(dá)97%以上。此外，其他好氧處理技術(shù)也逐漸應(yīng)用于畜禽廢水處理中，如間歇式排水延時(shí)曝氣(IDEA)、循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)(CASS)、間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法(ICEAS) 。
2）厭氧處理技術(shù)
20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了厭氧接觸法工藝，此后隨著厭氧濾器AF和上流式厭氧污泥床UASB的發(fā)明，推動(dòng)了以提高污泥濃度和改善廢水與污泥混合效果為基礎(chǔ)的一系列高負(fù)荷厭氧反應(yīng)器的發(fā)展，并逐步應(yīng)用于禽畜污水處理中。厭氧處理特點(diǎn)是造價(jià)低，占地少，能量需求低，還可以產(chǎn)生沼氣，而且處理過(guò)程不需要氧，不受傳氧能力的限制，因而具有較高的有機(jī)物負(fù)荷潛力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分進(jìn)行有機(jī)物降解。
常用的方法有：*混合式厭氧消化器（CSTR）、厭氧接觸反應(yīng)器、厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、升流式固體反應(yīng)器（USR）等。目前國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理主要采用的是上流式厭氧污泥床及升流式固體反應(yīng)器工藝。
3）自然處理技術(shù)
自然處理法是利用天然水體、土壤和生物的物理、化學(xué)與生物的綜合作用來(lái)凈化污水。其凈化機(jī)理主要包括過(guò)濾、截留、沉淀、物理和化學(xué)吸附、化學(xué)分解、生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，分層多級(jí)截留、儲(chǔ)藏、利用和轉(zhuǎn)化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)機(jī)制等。這類方法投資省、工藝簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗少，但凈化功能受自然條件的制約。自然處理的主要模式有氧化塘、土壤處理法、人工濕地處理法等。
氧化塘又稱為生物穩(wěn)定塘，是一種利用天然或人工整修的池塘進(jìn)行污水生物處理的構(gòu)筑物。其對(duì)污水的凈化過(guò)程和天然水體的自凈過(guò)程很相似，污水在塘內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)污染物通過(guò)水中微生物的代謝活動(dòng)而被降解，溶解氧則由藻類通過(guò)光合作用和塘面的復(fù)氧作用提供，亦可通過(guò)人工曝氣法提供。作為環(huán)境工程構(gòu)筑物，氧化塘主要用來(lái)降低水體的有機(jī)污染物，提高溶解氧的含量，并適當(dāng)去除水中的氮和磷，減輕水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度。
土壤處理法不同于季節(jié)性的污水灌溉，是常年性的污水處理方法。將污水施于土地上，利用土壤—微生物—植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行一系列物理的、化學(xué)的和生物凈化過(guò)程，使廢水的水質(zhì)得到凈化，并通過(guò)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分的循環(huán)利用，使綠色植物生長(zhǎng)繁殖，從而實(shí)現(xiàn)廢水的資源化、無(wú)害化和穩(wěn)定化。
人工濕地可通過(guò)沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途徑去除廢水中的懸浮物、有機(jī)物、氮、磷和重金屬等。由于自然處理法投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，在有足夠土地可利用的條件下，它是一種較為經(jīng)濟(jì)的處理方法，特別適宜于小型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的廢水處理。
4）混合處理法
上述的自然處理法、厭氧法、好氧法用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，為了取長(zhǎng)補(bǔ)短，獲得良好穩(wěn)定的出水水質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中加入其他處理單元。混合處理就是根據(jù)畜禽廢水的多少和具體情況，設(shè)計(jì)出由以上3種、或以它們?yōu)橹黧w并結(jié)合其他處理方法進(jìn)行優(yōu)化的組合共同處理畜禽廢水。這種方式能以較低的處理成本，取得較好的效果。
3、深度處理
深度處理為進(jìn)一步處理生化處理未能去除的污染物的凈化過(guò)程。深度處理通常由以下處理單元優(yōu)化組合而成：混凝沉淀、膜技術(shù)等。
1）混凝沉淀法
混凝沉淀法就是向廢水中投加混凝藥劑，使其中的膠體和細(xì)微懸浮物脫穩(wěn)，并聚集為數(shù)百微米以至數(shù)毫米的礬花，進(jìn)而可以通過(guò)重力沉降或其他固液分離手段予以去除的廢水處理技術(shù)。
常用的混凝劑分為兩類，一類是無(wú)機(jī)鹽類混凝劑，目前應(yīng)用較廣的是鐵系和鋁系金屬鹽，包括三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS），還有碳酸鎂、活性硅酸、高嶺土、膨潤(rùn)土等。另一類是有機(jī)高分子類混凝劑，分為陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型。其中，以聚丙烯酰胺（PAM）應(yīng)用較為普遍，其產(chǎn)量占高分子混凝劑總產(chǎn)量的80%。聚丙烯酰胺與常作為助凝劑與其他混凝劑一起使用，可產(chǎn)生較好的混凝效果。聚丙烯酰胺的投加次序與廢水水質(zhì)有關(guān)。當(dāng)廢水濁度低時(shí)，宜先投加其他混凝劑，再投加聚丙烯酰胺，當(dāng)廢水濁度高時(shí)，應(yīng)先投加聚丙烯酰胺，再投加其他混凝劑。
2）膜分離技術(shù)
膜分離法是利用特殊的薄膜對(duì)液體中的成分進(jìn)行選擇性分離的技術(shù)。用于廢水處理的膜分離技術(shù)包括擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾、微濾等幾種。膜分離法的特點(diǎn)是：在分離過(guò)程中，不發(fā)生相變化，能量的轉(zhuǎn)化效率高；一般不需要投加其他物質(zhì)，這可節(jié)省材料和化學(xué)藥品；分離和濃縮同時(shí)進(jìn)行，這樣能回收有價(jià)值的物質(zhì)；可在常溫下進(jìn)行分離，不會(huì)破壞對(duì)熱敏感和對(duì)熱不穩(wěn)定的物質(zhì)；操作及維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
3）膜生物反應(yīng)器（MBR）
膜生物反應(yīng)器工藝（MBR工藝）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)，也稱膜分離活性污泥法。它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使反應(yīng)池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更*，另一方面，由于膜的高過(guò)濾精度，保證了出水清澈透明從而省掉二沉池。因此，膜生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長(zhǎng)、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是目前較有前途的廢水處理新技術(shù)之一。 
MBR工藝的特點(diǎn)是：能夠高效的進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。 
膜的高效截留作用，使微生物*截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）的*分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。反應(yīng)池內(nèi)的微生物濃度高，可達(dá)到常規(guī)活性污泥法的2～3倍，耐負(fù)荷沖擊。有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖，系統(tǒng)的硝化效率得以提高，運(yùn)行方式的控制亦有脫氮和除磷的功能。泥齡長(zhǎng)。膜分離使污水的大分子難降解的成分在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機(jī)物降解效率。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)基本無(wú)剩余污泥排放。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制。占地面積小，工藝設(shè)備集中。
畜禽養(yǎng)殖廢水處理的三種模式
我國(guó)集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理主要有三種模式，即以獲取沼氣能源、將沼液沼渣進(jìn)行資源化利用為目的的模式Ⅰ、模式Ⅱ工藝和以廢水處理后達(dá)標(biāo)排放為目標(biāo)的模式Ⅲ工藝。畜禽養(yǎng)殖廢水由于其有機(jī)物濃度高及大量致病菌的存在，無(wú)論采取何種處理模式，厭氧應(yīng)是一個(gè)*的處理階段。
1、模式Ⅰ適用范圍及工藝流程
模式Ⅰ適用于非環(huán)境敏感區(qū)，當(dāng)?shù)啬茉葱枨罅看螅凶銐蚩晒┦┯玫耐恋刭Y源的養(yǎng)殖場(chǎng)（區(qū)），該模式工藝要求糞尿全進(jìn)厭氧反應(yīng)器。其典型的工藝流程見(jiàn)圖1。
2、 模式Ⅱ適用范圍及工藝流程
模式Ⅱ適用于座落于非環(huán)境敏感區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)，且沼氣能源需求不大，主要以進(jìn)行污染物無(wú)害化處理、降低有機(jī)物濃度、減少沼液和沼渣消納所需配套的土地面積為目的，周圍具有足夠大的土地面積以全部消納低濃度沼液。廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器之前應(yīng)先進(jìn)行固液（干濕）分離，然后再對(duì)固體糞渣和廢水分別進(jìn)行處理。
3、模式Ⅲ適用范圍及工藝流程
模式Ⅲ主要是基于受當(dāng)?shù)卣託饽茉垂┣髮?shí)際情況的限制，周邊又沒(méi)有足夠的可供消納沼液、沼渣的土地，其厭氧出水（沼液）必須再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理，達(dá)到國(guó)家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)。其典型的工藝流程見(jiàn)圖3。
4、處理模式選擇
1）模式Ⅰ、模式Ⅱ強(qiáng)調(diào)種養(yǎng)結(jié)合，在獲取沼氣能源的同時(shí)，沼液、沼渣應(yīng)*得到消納，實(shí)現(xiàn)糞污“*”。當(dāng)所在地區(qū)不具備全部消納糞污資源的條件
時(shí)，應(yīng)選擇模式Ⅲ工藝。
2）從環(huán)保的角度考慮，干清糞工藝的養(yǎng)殖場(chǎng)不宜采用模式Ⅰ（即糞尿全進(jìn)）處理工藝，固體糞便宜采用好氧堆肥等技術(shù)單獨(dú)進(jìn)行無(wú)害化處理。
3）從技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件綜合考慮，養(yǎng)殖規(guī)模在存欄（以豬計(jì)）2000頭及以下的，應(yīng)盡可能采用模式Ⅰ或模式Ⅱ處理工藝。而當(dāng)存欄（以豬計(jì)）在1萬(wàn)頭及以上的，應(yīng)采取模式Ⅲ處理工藝。這是因?yàn)椋瑥沫h(huán)境安全、二次環(huán)境污染防治角度考慮，存欄（以豬計(jì)）1萬(wàn)頭及以上的養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū)，其周邊通常不會(huì)具有如此大面積的可供利用的土地資源來(lái)消納沼液、沼渣，并且這種大規(guī)模綜合利用工程，一旦發(fā)生緊急事故會(huì)產(chǎn)生巨大的環(huán)境隱患，因此，這種大規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū)應(yīng)有相應(yīng)的環(huán)保達(dá)標(biāo)處理設(shè)施。
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