生猪养殖废水处理技术
1工程概况及工艺流程
广东梅州某省重点生猪养殖场地处偏远山区，目前生猪养殖规模为1万头，养猪场废水（猪粪水和猪栏冲洗水）集中排放，其排放水量为100m3/d。针对养猪场废水有机物、氨氮浓度高，水质波动范围大，水力冲击负荷强等水质特点，并结合养猪场周边实际地形和可用地情况，确定采用EGSB（颗粒膨胀污泥床）—A/O—MBR工艺处理，最终出水水质可达广东省地方标准《禽畜养殖业污染物排放标准》（B44/613—2009）。废水水质及排放标准见表1。
本工程主体上采用厌氧结合好氧的处理方式，见图1，养猪废水集中收集进入筛网池去除杂质及大颗粒废渣后进入调节池，利用燃烧沼气将废水加热至35℃，为后续处理创造合适的进水条件；经预处理后的废水进入EGSB反应器，该反应器内部颗粒污泥床处于部分或全部膨胀化状态，采用出水回流技术，反应器内液体具有较高的上升流速，且出水回流可稀释硫酸盐及其他有毒有害物质的浓度，废水与微生物之间可充分接触，能承受较大的有机负荷，有效避免反应器内死角和短流的产生，对于养猪场废水具有容积负荷高、处理效率高等特点。EGSB内废水中的蛋白质等大分子有机物质在厌氧菌的作用下首先分解成小分子物质，然后小分子物质通过甲烷菌的作用降解成CH4等物质；EGSB出水依次进入缺氧池和好氧池，进一步降解有机物。然后废水进入MBR池进行深度处理。MBR池出水进入消毒池，部分污泥回流至缺氧池，经投加二氧化氯消毒后重力流至清水池排放。系统产生的剩余污泥经浓缩、干化后外运堆肥。污泥浓缩池滤液及上清液回流至调节池。
2主要处理构筑物及其设备参数
（1）筛网池。尺寸为长6m×宽3m×高0．7m，有效容积9m3，地下式砖砌结构，HRT2h。设置100目不锈钢筛网1组。
（2）调节池。尺寸为长8．5m×宽5m×高3m，有效容积106m3，地下式钢筋混凝土结构，HRT24h。
（3）EGSB。尺寸为￠3m×H12m，总容积84m3，地上钢结构，HRT17h，COD容积负荷5kg/（m3·d）。EGSB主要包括布水系统、三相分离器、循环系统、气水分离系统以及泥水分离器。
（4）缺氧池。尺寸为长4m×宽1m×高4．5m，有效容积16m3，地上式钢筋混凝土结构，HRT3h。
（5）好氧池。尺寸为长5m×宽4m×高4．5m，有效容积80m3，地上式钢筋混凝土结构，HRT18h。设曝气系统1套，￠150组合填料60m3。
（6）MBR池。尺寸为长4m×宽3m×高4m，地上式钢筋混凝土结构，HRT7h。设平板式MBR膜处理装置1套，处理量为4．2m3/h；出水抽吸泵2台，污泥泵2台，1用1备，单泵Q=5m3/h，H=10m，N=0．75kW。
（7）消毒池。尺寸为长2m×宽1．5m×高4m。半地下式钢筋混凝土结构，HRT2h。设二氧化氯发生器1台，产氯量100g/h，N=1kW。
3工艺调试运行
整个工程调试的关键在于EGSB和MBR池的启动运行效果，因此这两个反应器的启动调试尤为关键。
3．1EGSB调试启动
EGSB调试启动过程可分为接种污泥、污泥驯化、负荷提高和满负荷运行4个阶段。接种污泥取自附近污水处理厂的消化污泥并添入少量颗粒污泥（取自附近养猪场废水处理站稳定运行3个月的EGSB反应器，约占污泥总量的1/6）；污泥驯化期内采用间歇进水，适当投加蔗糖及啤酒等作为碳源，启动负荷为1kgCOD/（m3·d），控制进水水温、pH分别在35℃、6．5～7．5，回流比为1∶1；运行一段时间后，此时反应器对于COD的去除率达到60％，逐步提高进水负荷，依次为2kgCOD/（m3·d）、3kg－COD/（m3·d）、4kgCOD/（m3·d）、5kgCOD/（m3·d）。运行期间定期监测出水COD、VFA等指标。最终反应器COD容积负荷稳定在5kgCOD/（m3·d）左右，进水COD在4500mg/L左右，相应去除率在80％左右。此时观察可知，反应器内颗粒污泥多为黑色，相较于启动初期粒径和密度都有所增加，大部分直径为1．2～4．9mm。
3．2MBR调试启动
MBR调试启动可分为接种驯化、提高负荷和连续稳定运行3个阶段。接种污泥为附近污水处理厂剩余污泥（含水率约为80％），在MBR池内注满2/3污水，每天适当投加尿素、磷酸盐等营养物质，控制膜池水温在25℃；采用膜通量递增的方式进水，逐步提高至设计负荷。提高负荷阶段应定期观察活性污泥生物相、上清液透明度等情况，定期测定MLSS和进、出水COD浓度，并控制DO在2～4mg/L。经10d调试运行后，最终达到设计要求并开始连续稳定运行。
4运行处理效果
4．1EGSB对COD的去除效果
如图2所示，进水COD在1091～4745．6mg/L变化，波动范围大。废水经EGSB反应器厌氧处理，4月13日COD从进水4745．6mg/L降至出水1497．5mg/L，最高去除率达到68．44％，为后续好氧处理创造了良好的进水条件。该运行结果表明EGSB运行状况良好，具有较佳的处理效果。
4．2MBR对COD的去除效果
如图3所示，进水COD在976．8～1295．5mg/L波动。MBR通过膜分离与生物好氧处理相结合的方式处理废水，4月9日COD从进水1220．5mg/L降至出水508．5mg/L，MBR最大去除率达到58．34％，对COD的去除率较高。
4．3系统运行效果
调试2个月后废水处理系统进入稳定运行状态，运行结果表明系统处理效果良好，最终出水达到《禽畜养殖业污染物排放标准》（B44/613—2009），具体出水指标见表2。
5工程经济成本分析
工程总投资98．5万元，包括处理构筑物土建费用及相关设备费用。EGSB成套设备30万元，MBR处理设备14万元。电价按0．6元/（kW·h）计算，为1．52元/m3（见表3），人工费按0．7元/m3计算，清洗药剂为0．05元/m3，其他费用为0．33元/m3，因此废水处理运行总成本合计为2．6元/m3。
6问题与总结
（1）EGSB运行参数控制。进水水温、HRT和液体上升流速是EGSB稳定运行的关键参数。为保证后续工艺中硝化反硝化的顺利进行并有效减小碳源投加量，运行时将EGSB的COD去除率控制在55％左右。此时进水水温为35℃，液体上升流速为2．3m/h，HRT为17h。
（2）好氧池泡沫。系统运行时好氧池内出现大量粘性泡沫，覆盖整个池面，泡沫厚度达1～2m，起风时泡沫四溢。针对这一现象，主要采取提高好氧池曝气量增加至3．25m3/min，加大排泥量，由4．5t/d提高到5．5t/d，提高污泥负荷等措施并辅以混凝剂聚丙烯酰胺（PAM）、消泡剂的投加，最终很好地控制了泡沫的产生。
（3）膜污染及其清洗。MBR运行一段时间后，膜表面和膜孔内不可避免地被有机或者无机污染物堵塞，导致膜通量不断下降，直至膜池不再出水。故该废水处理工程中每3个月对MBR膜进行清洗，清除其表面积聚的污染层。清洗时，清洗剂采用质量分数为0．3％次氯酸钠溶液。
7结语
（1）EGSB占地面积小，运行费用低，对高浓度有机废水处理效率高。本工艺以EGSB和MBR为核心处理单元，与其他同类型处理工艺相比，在确保处理效果的同时能充分利用周边地形。
（2）采用EGSB—A/O—MBR工艺处理养猪废水，系统稳定运行后各项出水指标良好，最终出水水质满足广东省地方标准《禽畜养殖业污染物排放标准》（B44/613—2009），单位水量处理费为2．6元/m3。
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