生物活性酶技术处理畜禽养殖污水工艺
1、前言
我国畜禽养殖业已从传统的庭院式养殖向集约化、规模化方向发展，畜禽养殖业的迅猛发展产生了严重的环境问题，其中畜禽粪尿及畜舍冲洗污水的污染最为突出，成为制约全国各地畜禽养殖业发展的重要影响因素。有关资料表明，一个万头猪场的年产粪便量约为3600吨，年产尿量约5400吨。此外，还需要耗费约5~10万吨猪舍冲洗水。畜禽粪尿排泄物及污水中含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌，是农业面源污染最主要的来源之一。由此，从环境保护和农业可持续发展角度，畜禽养殖业污水治理工作已成当务之急。现有的处理方法有：混凝－脱氨－好氧生化、沼气池－生物塘等大多数处于实验研究阶段。因为畜禽养殖污水属于高氮磷、高有机物含量污水，且水质不稳定，经常受到消毒剂的冲击等，现有的处理方法多数运行费用高、处理效果不稳定，出水不能达标排放。上海万业生物环保科技有限公司针对这种情况，研制出了“生物活性酶(降氨除臭净化剂)” ，突破传统方法，适应治理畜禽尿液污水的需要，以此药剂为添加剂，通过特定的工艺流程进行污水处理，使治理后尿液及冲棚水水质达到国家排放标准。
2、工程概况
以上海市嘉定曹王养猪场为例，年出栏肉猪1万头，排放污水主要来源于冲棚水和猪尿液水，每日排放两次，日排放量60吨左右，设计水量72吨/天，处理后出水执行《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。工程的设计进水水质和排放标准见表1。
3、工艺流程
3.1 设计进水水质和排放标准
表1 设计进水水质和排放标准
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3.2 工艺流程
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3.3 工艺特点
根据养殖业污水的特点，在添加生物活性酶的基础上本工艺采用了厌氧－厌氧过滤－接触氧系统，养殖场废水的排放是间歇行的，以及受季节性影响，水质水量排放不稳定，设置集水池来均衡水量，均匀水质，保证后续处理设施的正常运行。污水首先通过固液分离机，把污水中含有的粗饲料和一些纤维类杂质分离掉，分离出水添加生物活性酶反应1.5小时后经板框压滤机过滤， 进一步把大颗粒物质和胶质去除，出水进入厌氧池，脱氮除磷降低有机物浓度，以及提高污水可生性，经过生物滤池的污水进入接触氧化池，经过好氧处理后的出水进一步的降低COD、BOD值，沉淀后出水经砂滤池达标排放。
3.4 主要装置
(1)细格栅 用来去除废水中的较大的悬浮物和杂质等。
(2)集水池 集水池是该废水处理过程中必须的构筑物，来均衡水量，均匀水质，保证后续处理设施的正常运行，地下式钢砼结构，尺寸为3×3.5×3，有效容积为31.5m3，停留时间3.5小时。
(3)固液分离机 用于去除污水中的饲料残渣、猪毛、猪粪以及其他可以堵塞或磨损管道和水泵的物质。选用LK－60型设备一台。
(4)加药池 在该池添加生物活性酶，曝气半小时，以保证药和污水混合均匀。其为钢砼结构，尺寸2.5×2. 5×3 ，有效容积18.75m3，停留时间2.08小时。
(5)板框压滤机 用于去除水中淀粉状悬浮颗粒以及胶质。选用大团500型设备一台。
(6)厌氧池 利用厌氧菌的作用，将水中固体物质降解为可溶性物质，将大分子有机物降解为小分子物质，去除大部分有机物，并进行反硝化脱氮除磷，为后续生化法处理打下基础。其为钢砼结构，尺寸4.0×4.0×4.5 ，有效容积72m3，停留时间24小时。
(7)厌氧生物滤池 截流厌氧池出水携带的污泥，并继续发挥厌氧作用。其为钢砼结构，尺寸4.0×4.0×3.0，有效容积48m3，最短停留时间3.5小时。
(8)接触氧化池 大部分有机物通过本处理单元去除，其为钢砼结构，尺寸4.0×4.0×4.0，池容积81m3，内设生物活性酶填料，采用打孔曝气管。最短停留时间6小时。
(9)沉淀池 沉淀接触氧化池的出水，钢砼结构，尺寸2.5×2.5×4.0，有效容积25m3，停留时间2.8小时。
(10)污泥浓缩池 用于浓缩各处理单元排出的污泥，其为半砖式结构，2.5×4×3，有效容积30m3。
(11)污水提升泵两台，选用WQD5－15－1.1
(12)污泥回流泵一台，选用WQD6-12-0.55
(13)鼓风机2台，选用HSR型
4 运行调试及效果
该工程于2003年3月开工建设，2003年6月建成运行。工程调试经历了：负荷提高期和满负荷运转期两个阶段。启动初期，厌氧池满负荷运转，厌氧滤池的进水COD控制在2500以下，启动效果良好，负荷逐渐提高和满负荷运转期流量逐渐增加。经过2个月的试运行，上海市环境监测中心对该工程进行了验收监测，监测结果见表2。从表2可以看出污水经处理后，外排水质能够达到国家《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。
表2 监测结果(2003年8月27日)
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5 运行成本
本工程造价为85万元，设计处理能力为72吨/天，装机功率17KW,运行成本为1.8元/m3。
6 结论与展望
生物活性酶配套处理工艺系统处理畜禽养殖污水，经过两年多的运行，处理系统运行稳定，处理效果好，各项出水水质都符合国家标准。具体特点如下：
1.1性能稳定、处理效果好
生物活性酶(降氨除臭净化剂)是由中草药提取，药性稳定，对有机物降解力强，不怕各种消毒剂攻击，不受气温变化影响，对污水水质变化适应性强，只要根据污水浓度掌控好药剂的添加量，即可保证治理后的水质达到国家允许的排放标准。
1.2运行费用低
用生物活性酶(降氨除臭净化剂)治理畜禽尿液污水，主要是依靠药剂的催化、降解作用消除有机物质及氮磷等，无须大量耗氧，能耗大大降低。据多家养猪场实际运行测算，处理每吨污水运转费用(人工、能耗、药剂)只需1.8元左右(每头猪的费用约为4-5元)，比其他处理方法的费用下降了一半多。
1.3一次性投资少
用生物活性酶(降氨除臭净化剂)治理畜禽尿液污水，治污设施装置占地少、造价低。以上上海市万头规模的养猪场为标准测算，新建一座治污工程项目，总投资约需85万元左右，比前几年上海同类工程的投资额可节省20%以上。
1.4工艺简单，易于操作及维护
用生物活性酶(降氨除臭净化剂)治理畜禽尿液污水，操作比较简便。在治污设施装置正常运转中，只要根据每天排放尿液污水的水质、水量掌控调整药剂的添加量即可。养猪场一般工作人员，经上岗培训一至两周，即可掌握运转要领，自行操作和维护。
1.5废水可以回用，有利于循环经济的建设
经生物活性酶(降氨除臭净化剂)治理后的畜禽尿液污水已经达到国家允许的排放标准，水质较清，无臭、无毒，如果再经适当消毒后，可以用作畜禽场的冲棚用水或水产养殖等，有利于节省水资源、降低处理费用。鉴于以上的几个特点，本工艺可在较广的范围内使用，具有较高的推广价值。
畜禽养殖污水属于高浓度有机物和高氨氮废水，如果沿袭“先污染后治理”的老路会造成两种严重后果：一是污染给正常的水产养殖和自然水生生态系统造成严重的损失，如富营养化造成的海水赤潮、湖泊蓝藻大爆发等；二是处理这些污染投资巨大，而效果甚微，如滇池国家已投入大量的资金治理，仍未见明显效果。所以，从这个意义上讲，本技术所带来的无形的经济、社会及生态效益是非常巨大的。
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