厌氧+二级A/O+MBR工艺在猪场废水处理中的应用研究

雷婷 ，邱俊 ，王一跃

（1.江西省环境保护科学研究院，江西 南昌 330046；2.南昌大学资源环境与化工学院；3.新建区农产品质量安全监测站）

畜禽养殖业随着人们物质生活水平的提高得到了不断的发展。畜禽养殖过程中产生的养殖废水含有较高浓度的CODcr、NH3-N、TP、SS以及病虫卵等污染物，若不经处理直接排入环境，其含有的高浓度污染物不仅会污染地表水，还会造成农业面源污染，同时污染物随着地表水的下渗将污染地下水环境[1～3]。

江西省某生态养殖场临近绵江河流域，若将未经处理的养殖废水随意排放，会严重影响绵江河的河流水质。因此采用“厌氧+二级A/O+MBR”处理工艺对猪场养殖废水进行无害化处理，使之达标排放，在不影响经济收益的同时也有效解决了环境污染问题。

1 废水水质及排放标准

该生态养殖场位于江西省瑞金市，场内生猪存栏量3 500头，产生废水量为50 m3/d，主要废水来源为猪场栏舍冲洗废水，进水水质：pH为6～9、CODcr含量为 3 127～3 552 mg/L、NH3-N 含量为 359～396 mg/L、TP 含量为 56～60 mg/L、SS含量为2 826～2 988 mg/L。处理后的水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）排放至就近河流。

2 工艺原理与工艺设计

2.1 工艺流程

图1 污水处理工艺流程

2.2 工艺原理

该生态养殖场属于中小规模养殖场，本着经济适用原则，采用以上工艺处理猪场冲洗废水，冲洗废水中含有大量的猪粪、猪尿等有机物质，这些排泄物进一步恶化养殖废水进水水质。工艺设置固液分离机，将粪渣与污水分离，可减小后续工艺的处理负荷[2]，粪渣收集后可用做有机化肥，提高废物资源利用率。

经固液分离后的废水进入沼气池，即折流式厌氧污泥反应池（ABF），该池最大优势为造价低，废水停留时间为7.6 d。经厌氧发酵后的废水进入调节池后自流进入水解酸化池，在水解酸化池中有组合式多孔环填料，通过在池中设置填料，为微生物提供附着床，优化其生长环境，提高污水处理效率。

二级A/O池分为厌氧段和好氧段，二级A/O池有效深度3.0m，其中厌氧段的容积为15 m3，占总体积的25%，厌氧段停留时间为7.2 h，厌氧处理工艺可将废水中的高分子有机物转化为低分子有机物。好氧段的容积为45 m3，占总体积的75%，好氧段停留时间为21.6 h，气水比高达50～65:1。二级A/O工艺，经过一定的反应时间，使含氮化合物在硝化菌和反硝化菌的作用下转化成N2而释放，总磷在聚磷菌的作用下经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出[1]。

沉淀池中采用气提污泥回流，通过多点污泥回流，回流量达到200%～300%，大比例的污泥回流提高污泥中微生物的利用率，防止微生物流失，减少剩余污泥的排放，降低污泥处置的成本。采用气提回流可有效提高污泥浓度、减小系统的运行能耗。经过二级A/O+沉淀技术可有效去除废水中的氮磷污染物。

废水在MBR池内进行好氧处理，可将污水中的微生物截留在二级A/O系统内，提高污水处理系统中的活性微生物浓度，进而提高污水的处理效率。同时，真空纤维膜的使用可有效去除废水中的悬浮物，从而使出水清澈、洁净[3,4]；MBR池内的活性污泥通过气提污泥回流系统回流至前段水解酸化池，确保污水处理系统中的微生物动态平衡。

2.3 构筑物参数(见表1)

3 调试与运行

3.1 工艺调试

工艺调试包括清水实验以及进水调试，各方法如下：

（1）清水实验：工程建设竣工后，向工艺中各构筑物分批次灌入清水。检查污水提升泵、沼渣泵、剩余污泥泵、产水泵、反冲洗泵、罗茨风机、紫外线消毒器能否正常运行，检查各构筑物以及管道是否存在漏水、漏气的现象。在污水处理工艺灌满清水运行24 h后，若工艺无问题出现证明清水实验成功。

（2）进水调试：清水实验结束后，逐渐向工艺构筑物中引入养殖废水，依据正常设计参数开启工艺设备，经3个月的调试，工艺出水水质出现逐渐由清水水质变为较差水质，最后水质再提高的现象，当出水水质稳定后，完成工艺调试，工艺可进入工作状态。

3.2 工艺运行

本工艺经3个月的调试后正常运行，设备稳定运行且出水水质效果较好。出水水质均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》的中华人民共和国国家标准。表2为本工艺处理后的畜禽废水进出水水质以及平均去除效率。

表2 畜禽废水进出水水质以及去除效率

3.3 经济效益分析

本项目总投资为75万元，包括42万的土建工程和33万的设备工程。其中：土建工程包括池体土建、设备间土建以及配电间土建。设备工程包括设备及材料、安装以及调试；具体工艺的土建及设备工程投资分别如下：（1）土建工程投资：池体土建1套，660.75 m3，钢砼结构，总价39万。设备间，20 m2，砖混结构，总价3万。（2）设备工程投资：设备及材料包括污水提升泵、沼渣泵、剩余污泥泵、产水泵、反冲洗泵、紫外线消毒器、罗茨风机、组合式多孔填料、溢流堰等总价31万。安装以及调试总价2万。

表3 耗电费用表

本工艺运行能耗见表3，工艺设计污水处理能力为50 m3/d，运行能耗为133.5 kW·h，农业用电为0.6元/kw·h，折合废水处理能耗费为80.1元/d，1.6元/m3废水。本污水处理工艺为自动化运行，无须专人看管，不计人工费。

4 结论

该工艺应用于畜禽养殖废水处理效果显著，处理后的废水水质均能达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001），对CODcr的去除效率为93.07%、NH3-N的去除效率为83.93%、总磷的去除效率为89.1%以及SS的去除效率为95.71%。土建和设备安装总计75万元，运行简单，无需人工值守，运行费用仅1.6元/m3。