浅析ABR处理养殖废水

马源　武荣芳　刘忠　古贵州

【摘 要】本文从ABR的工艺原理、性能、处理工艺、生化反应动力学等几方面阐述了ABR污水处理工艺在养殖废水处理上的应用。

【关键词】ABR；养殖废水；废水

畜禽养殖场废水主要有尿液、残余的粪便、饲料残渣和冲洗水等组成，有的厂区还包括生产过程中产生的生活废水。主要特征是：有机物浓度高、悬浮物多、色度深、氨氮和有机磷含量高，并含有大量的细菌。这些污染物如不进行适当处理， 一旦进入天然水体、农田就会导致严重的环境污染。规模化养殖场每天排放的废水量大、集中，并且废水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，因此如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染。

废水沼气化处理工艺能够实现养殖场粪污的综合利用，减少对环境的污染，目前沼气化处理工艺的种类较多，ABR折流式厌氧反应器是其中的一种。

1 ABR的工艺原理

ABR即厌氧折流板反应器（Anaerobic Baffled Reactor）的简称，由美国Stanford大学的RLMcCarty教授及Bachmaim等人于1982年在厌氧生物转盘反应器（RBC）的基础上改进开发出来的一种新型高效厌氧污水生物处理技术。该反应器集上流式厌氧污泥床（UASB）和分阶段多相厌氧反应器（SMPA）技术于一体，通过在反应器中加装竖向挡板，将反应器分成几个串联的反应格室，使反应器在整体上为推流式（PF），局部区域内为完全混合式（CSTR）。通过废水的上下折流及降解过程中的产气作用，使得基质与污泥的接触机会及接触时间增多，提高了反应器的处理效率。同时由于折流板的阻挡和污泥自身的沉降性，污泥沿着反应器水平方向的移动速度很慢，加之各上下向格室的宽度不等，故大量的厌氧活性污泥被留在反应器内而不易流失。并且由于竖向挡板的隔离作用，使原来生存于同一反应器中的两大菌群分隔在不同反应格室中，这大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效率，并使其稳定性和对不良因素的适应性大为增强。

2 ABR反应器具有以下性能特征

①投资少，工艺简单，运行费用低：ABR法设计简单，没有活动部件，同传统的厌氧消化池相比，无需机械搅拌装置，也不需要设计复杂的三相分离器。②独特的隔室结构使反应器内物料经多次折流作用，延长了反应物料在反应器内的路径，提高了反应物与微生物的混合接触能力；③由于折流挡板的挡流作用使各隔室内菌体得到有效阻挡，减少了反应微生物的流失；④反应物沿轴向运动过程中不断降解，使反应器内沿流程方向的物质性质发生改变，促使各阶段与反应物相应的优势微生物的生长，提高处理效率；⑤反应器产物的依次后移和排出可以减少产物抑制效应；⑥上下隔室截面变化可以改变反应物的流态形式，达到自搅拌效果；⑦反应器整体流态形式上接近推流式，保证了高效的处理效率；⑧良好的水利学特性可有效减少反应死区，提高容积利用率；⑨水力停留时间短；可以间歇运行；具有非常强的抗水力负荷冲击能力；对进水中所含有的有毒物质具有较强的缓冲适应能力；可以长时间运行而不必担心污泥会大量流失；对有机负荷冲击具有非常强的承受能力。

3 ABR粪污水处理工艺

本工程污染治理详细工艺描述如下：

格栅池：主要目的经格栅截取颗粒杂质，如塑料、玻璃、生活杂物等。

集水池：主要目的为减轻后续工艺负荷，减少投资；通过物理方法去除杂质，实现减量化，均衡水质、水量。

固液分离机：固液分离技术是养殖业废水处理与处置必不可少的环节，用以减轻后续处理环节的负担。固液分离技术一般包括筛滤、离心、过滤、沉降、沉淀、絮凝等工序。现采用固液分离机对畜禽养殖废水进行预处理。禽畜粪便固液分离机通过无堵浆液泵将粪水抽送至主机，经过挤压螺旋绞龙将粪水推之主机前方，物料中的水分在边压带滤的作用下挤出网筛，流出排水管，分离机连续不断地将粪水推至主机前方，主机前方压力不断增大，当大到一定程度时，就将卸料口顶开，挤出挤压口，达到挤压出料的目的，通过主机下方的配重块，可根据用户需求调节工作效率和含水率。

水解调节池：完成污水的水解酸化，为厌氧菌的快速生长创造有利条件，能够将大分子有机物质降解。

ABR反应器：其不仅生物固体截留能力强，而且水力混合条件好。

根据《升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范》（HJ2013-2012），厌氧反应器宜采用保温措施，式反应器内的温度保持在适宜温度内，如不能满足温度要求，应设置加热装置。加热方式可采用池外加热和池内加热，池外加热有加热池和循环加热两种方式，池内加热宜采用热水循环加热方式。保温宜采用池（罐）外保温措施。

ABR池体为全地下式，周围土壤有一定的保温作用，故不再设置池外保温措施，建议利用沼气作为ABR池体加热的热源。具体加热方式为：沼气经脱硫净化后，经一台沼气综合利用锅炉燃烧产生热水，作为ABR反应池的热源，通过热水管将热水通入池内，采用热水循环加热方式给ABR反应池提供热源，保证ABR反应罐的常温消化正常进行。评价预测冬季发酵温度可维持在20℃以上，满足工艺要求，沼气处理设施可正常运行。

4 ABR涉及5个生化反应动力学过程

（1）可降解颗粒有机物胞外水解为可发酵有机物；

（2）可发酵有机物被产酸菌消耗，并生成挥发性脂肪酸；

（3）挥发性脂肪酸被产甲烧菌消耗，并生成甲焼和二氧化碳；

（4）产酸菌的增殖与衰亡；

（5）产甲烧菌的增殖与衰亡，衰亡的微生物仍以颗粒有机物的形式保留在系统内，并再次进入循环。

经过上述工艺的处理，出水达到中华人民共和国国家标准《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）中的标准限值和地方要求限值。

【参考文献】

[1]朱冬亚，李适宇，张培坚，等.规模化畜禽业污染对环境的影响及防治措施[J].家畜生态，2004，25（4）：193一19.

[2]郭静斐.生物接触氧化工艺处理高含盐废水实验研究[D].长安大学环境工程系，2008.

[责任编辑：张涛]