规模化畜禽养殖废水厌氧发酵液处理研究

王树德

（宿州市环境保护监测站安徽宿州234000）

规模化畜禽养殖废水厌氧发酵液处理研究

王树德

（宿州市环境保护监测站安徽宿州234000）

本文介绍了一种畜禽养殖废水厌氧发酵液的处理方法，该方法将新型脱氮除磷技术和化学沉淀磷酸盐回收法结合，可实现废水的深度脱氮除磷和高浓度磷酸盐浓缩液的磷资源回收，具有工艺占地面积小、运行负荷高、效果稳定、操作维护方便、出水易达标排放等优点。

禽畜养殖；厌氧发酵液；产沼回收；MAP

1 背景

规模化养猪场由于废水排放量大、含有高浓度的COD、TN（主要以NH4+-N形式存在）和TP等特点，养猪场废水中BOD/ COD普遍在0.4～0.7之间，属易降解有机废水，因此生化法是养猪场废水处理的首选工艺。

规模化猪场养殖废水含有高浓度的COD，可利用厌氧生物发酵产沼回收能源。目前，沼气池已经在国内大部分猪场中得到推广应用。尽管厌氧生物发酵产沼可以去除猪场养殖废水中大部分COD，但是出水污染物浓度仍然很高，尤其是NH4+-N和TP基本没有去除,属于典型的低碳氮比废水，难以采用传统脱氮除磷工艺实现达标排放。因此，厌氧生物发酵产沼往往作为猪场养殖废水的前处理工艺，其典型自养型厌氧发酵出水的处理成为了猪场废水处理的关键[1-3]。

目前脱氮除磷新技术和新工艺因减少碳源需求、降低曝气强度、减少污泥产量等优势备受关注。其中因短程硝化-厌氧氨氧化（Sharon-anammox）反应过程中完全自养脱氮，反硝化除磷过程能够以NO3--N或NO2--N作为电子受体吸磷，实现同步脱氮除磷，因此该类新技术新工艺发展最为迅速。同时，由于P资源的匮乏，废水中磷酸盐的回收，尤其是鸟粪石（磷酸铵镁）沉淀法（简称MAP）回收磷酸盐，成为废水中磷处理的主要研究方向。

因此，若将自养脱氮过程与反硝化除磷工艺耦合，结合化学沉淀磷资源回收法用于猪场厌氧发酵液的处理，利用工艺互补性解决两种新工艺在应用中的关键问题，可以强化工艺优势并实现污染物的深度去除。新型高效低耗自养型废水生物脱氮耦合反硝化除磷技术的开发具有重要的实际应用价值。

2 工艺流程介绍

自养脱氮过程与反硝化除磷工艺耦合工艺如图1所示。

图1 污水处理工艺流程图

2.1 将畜禽养殖废水原水泵入反硝化除磷SBR反应器进行厌氧释磷反应；反应2h～3h；反硝化除磷SBR反应器的运行模式为序批式，半短程硝化反应器和厌氧氨氧化反应器的运行模式为连续式，水力停留时间为6 h～8h。

2.2 反硝化除磷SBR反应器的排水进入MAP沉淀池进行磷酸盐结晶回收，至回收率大于90%；厌氧阶段充分释磷后的高浓度含磷浓缩液在MAP反应池内化学沉淀实现磷酸盐的回收，并去除部分有机物和氨氮。释磷后的高浓度含磷浓缩液较猪场废水厌氧发酵液更易沉淀回收，回收成本更低。

2.3 将畜禽养殖废水厌氧发酵液和MAP沉淀池出水泵入半短程硝化反应器，将氨氮转化为亚硝态氮同时去除COD，至氨氮转化率为40%～60%，COD去除率达到90%以上；其中，畜禽养殖废水厌氧发酵液和MAP沉淀池出水的体积比为5：1～8：1。

2.4 半短程硝化反应器出水进入厌氧氨氧化反应器进行深度脱氮，至总氮去除率大于85%；

2.5 厌氧氨氧化反应器出水再泵入反硝化除磷SBR反应器进行缺氧反应，反应3 h～4h后，曝气，沉淀排水。本步骤是将半短程硝化—厌氧氨氧化过程出水作为反硝化除磷SBR反应器缺氧吸磷段进水进行深度脱氮除磷，自养脱氮过程产生的NO3-和剩余的NO2-可作为反硝化除磷缺氧吸磷过程的电子受体，结合短时间后曝气吹脱氮气并进一步好氧除磷，实现出水的达标排放。

3 结语

3.1 以新型脱氮除磷理论技术为基础，形成旨在降低成本并实现深度脱氮除磷的循环式自养脱氮耦合反硝化除磷工艺。通过将畜禽养殖废水原水首先进入反硝化除磷SBR反应器，通过厌氧反应去除COD并充分释磷；高浓度含磷厌氧出水进入MAP反应池进行磷酸盐结晶回收；废水厌氧发酵液和MAP沉淀池出水连续进入半短程硝化反应器脱碳和部分氨氮转化；半短程硝化反应器出水进入厌氧氨氧化反应器脱氮；厌氧氨氧化反应器出水进入反硝化除磷SBR进行缺氧段的深度脱氮除磷，反应结束后排水排泥。

3.2 本工艺利用生物厌氧释磷过程将废水中的磷酸盐变为厌氧磷酸盐浓缩液，更经济有效地实现了废水中磷资源的回收；利用自养生物脱氮过程去除废水中的氮素，解决自养型废水碳源不足问题并降低生物脱氮过程的曝气需求；利用反硝化除磷以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体的缺氧反应过程实现同步脱氮除磷和深度脱氮除磷，并节约除磷过程的曝气需求。工艺可解决低碳氮比废水处理难达标问题，并大大节约曝气量，实现低碳氮比废水的经济高效去除。

3.3 采用本方法的方法获得的出水水质好：COD、氨氮、总氮、总磷等指标均可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（二次征求意见稿）的排放要求，工艺高效稳定，运行费用大大降低，有很好的推广利用价值。

[1]陈蕊,高怀友,傅学起,等.畜禽养殖废水处理技术的研究与应用[J].农业环境科学学报,2006,25:374-377.

[2]杜祥君,秦继华.HCR工艺改进及其用于养殖废水处理的中试研究[J].污染防治技术,2014,27(2)：18-20．

[3]田延威,沙德宏,高峰,等.改性硅酸钙用于养殖废水厌氧处理过程中除磷研究[J].工业水处理,2015,35(5)：67-70.

王树德（1973—），汉族，安徽宿州人，大专，工程师，主要从事环境监测工作。