探讨生猪养殖企业污水处理的工艺组合

韩晓双

（南京市江北新区建设和交通工程质量安全监督站，江苏 南京 210000）

1 生猪养殖企业养殖场污水现状

随着国家对环保的要求越来越严格以及企业自身社会责任感的提高，生猪养殖企业会在养殖场内建设污水处理系统，用于处理养殖污水和场区生活污水。根据调查数据显示，养殖场生猪存栏量在20万头时，其污水量约为1 000 m³/d。目前，生猪养殖场污水处理系统存在工艺落后，水质处理不达标的情况，没有达到相应的处理效果。所以，只有选择一种适合企业本身的生猪养殖污水处理工艺组合，才能有效改变企业当前的环保困境[1]。

2 养殖场污水管理

只有加强场区内用水和收水的管理，才能保证污水处理系统的有效运行。首先，对场区实施雨水、污水分离工程，提高污水井的顶标高，防止雨水进入，同时，使雨水进入雨水管网外排，而不是从污水管网进入污水处理系统；其次，做好污水管网建设，不要让地下水渗入到管网中；最后，控制用水资源，提倡节水，以免浪费。需要注意的是，在生产中对排水要进行合理安排，避免大水量、高浓度的污水对处理系统造成冲击；还要加强消毒水的排放管理，避免集中排放，造成处理系统崩溃。另外，养殖场对生猪的固体粪便要做好收集管理，使进入污水系统的固体粪便量尽可能少。

3 养殖场污水处理设计

在污水处理系统的设计上，要遵循应用技术较为成熟、功能比较齐全、运行比较稳定的原则。①好氧处理工艺设计，其原理是采用多廊道好氧消化池，污水在好氧池内呈推流状态流动，从而消除污水的返混问题，保证好氧出水都是经过彻底的好氧消化，以此提高污水的好氧消化率。②除磷工艺设计，其原理是第一次进行混凝沉淀、微生物吸收消耗磷，第二次进行终凝沉淀达到有效除磷，最后确保出水达标排放。③消毒工艺设计，其原理是采用臭氧消毒技术，在杀灭病原微生物的同时去除COD、氧化氨氮，以及脱色处理。

另外，在污水处理系统的设计上，可预先设置一些结构，争取在不进行任何增建、改造的条件下仅通过添加填料形成MBBR工艺，以此适应将来水量增加或出水水质提标的要求。系统运行条件：①在控制上尽量采用全自动控制方式，减少人工消耗，以降低运行成本，但同时应具备手动操作的功能；②尽量采用液位、压力等多重保护措施，以提高设备运行的稳定、安全、可靠性；③在设备选型上，尽量采用国产、优质、成熟的产品，在设备配置上，关键设备要设置冷备，以保证污水处理系统运行的连续性、稳定性；④要做好备品、备件的采购，如药品、试剂、工具等，保证仓库有一定的库存量；⑤细化标识，每个产品均设置明确的说明牌，同时将设备的名牌也要逐一标注，以及每根管道的水流方向及流量区间范围都要写明；⑥提供详细的培训材料，对工艺操作、电工、机修工、安全员等污水处理站配置人员全部进行细化培训，确保他们熟练掌握污水处理系统的运行[2]。

4 污水处理系统的工艺选择

生猪养殖场污水处理系统采用“预处理+黑膜池厌氧+泥水分离（物理处理）+两级A／O+二次沉淀+臭氧消毒”的技术模式。养殖场污水处理系统的总体流程图如图1所示。

4.1 预处理工艺

养殖场污水经地埋污水管或明渠流入格栅池，通过格栅池中的机械格栅将废水中的塑料袋、扫帚的脱落物、等大的杂物进行排除，再通过人工细格栅进行二次分离，确保流入集水池的污水不含杂物或含有少量杂物；然后，通过入固液分离机将集水池中的类似猪粪的大颗粒物、树枝树叶、场区垃圾杂物等进行分离，分离出来的固体落入固粪暂存池，分离之后的污水自流进入黑膜沼气池[3]。

4.2 黑膜沼气池厌氧处理工艺

将黑膜沼气池水体中的有机污染物通过厌氧菌进行水解，水解后形成小分子，这些小分子转化为挥发性有机酸，继而又转化为沼气；其中，经黑膜沼气池处理后的污水，自流进入中间水池。

4.3 物理处理工艺

向中间水池内加入除磷剂，在其与污水搅拌混合反应后，经中间水池提升泵打入第一级的混凝沉淀池，同时在混合池和混反池加入混凝剂和助凝剂，污水在混凝剂和助凝剂的作用下可以有效的减少SS和TP，经沉淀后的污水会进入调节池。然后，用污泥泵把混凝沉淀池底部的泥浆打入污泥池，泥浆经污泥泵打入泥水分离机进行泥水分离，泥水分离后的污水自流进入调节池。其中，经泥水分离形成的泥饼会掉落至固定暂存池。需要说明的是，调节池的作用是将水质不稳定的污水进行中和、调节，以控制后续处理部分的水质、水量；然后经提升泵打入缺氧池，也就是两级A／O中的第一个缺氧池进行缺氧处 理[4]。

4.4 两级A／O工艺

缺氧进水流量是通过电磁流量计来实时显示污水流量，可通过阀门控制其运行流量。污水处理系统降解COD、脱氮主要是在缺氧池内实现。其处理过程是：污水经第一级缺氧池处理后进入第一级好氧池；在好氧池内安装曝气器，采用罗茨风机将空气打入好氧池曝气器中，提供氧气；第一级好氧池末端的污水混合液回流至第一级缺氧池，剩余的自流进入第二级缺氧池；第二级好氧池末端的污水混合液经回流至二级缺氧池，其余自流进入二沉池。好氧池回流流量也采用电磁流量计，可以实时显示管道内水流流量，如流量不在设计范围内，可通过调节阀门控制其运行流量。另外，在好氧池内，污水经硝化反应后流入第二级沉淀池，这时污水中的COD和磷都得到了有效降低，大部分有机物也得以有效去除。

4.5 终沉和消毒工艺

二沉池中沉淀的污泥通过回流方式一部分会进入调节池，另外一部分进入一级缺氧池补充微生物，多余的污泥经污泥泵打入污泥池进行干化处理。同样，外回流流量依然采用电磁流量计显示流量，通过阀门控制流量，经沉淀后的污水自流进入除磷池、混合池、混反池，再自流进入终沉池，然后依次加入除磷剂、混凝剂、助凝剂等溶液，起到进一步降低COD、SS、TP的目的。最后，将沉淀在终沉池底部的污泥经污泥泵打入中间水池，经终沉后的污水会进入消毒池，再接触具有强氧化作用的臭氧，将剩余的COD进行有效去除，同时还可以杀灭病原微生物，而接触臭氧后的污水也得到了脱色，水质颜色更加透明，经消毒之后的出水自流进入生态塘，部分回用，其余用于农灌[5]。

5 黑膜池厌氧工艺选择及优势分析

黑膜沼气池产沼气的原理同传统沼气池是一样的，它是用两层HDPE膜制作的密闭空间，来储藏养殖场的污水。由于HDPE膜具有防渗、防漏的优点，所以先进行基坑开挖，然后在挖好的基坑里面铺设下层HDPE膜，接着在池内安装进水口和出水口、排泥管和沼气收集装置，最后再加盖上层HDPE膜，通过热熔焊接进行密封，黑膜四周做好固定，使得上下两层膜之间形成一个密闭的整体，这就是污水处理系统所需要的厌氧空间。

黑膜沼气池有很多优势，它比普通的沼气池防水效果好，不会因为渗漏而污染地下水。场区内粪便、污水可以及时存储，也可以随时使用，而且HDPE膜抗老化与抗紫外线能力较为突出，还具有抗分解能力和抗刺穿能力。HDPE膜是一种无毒的环保材料，在整个施工和后续使用过程不会产生有毒物质，不会影响土地再利用，且安装施工周期短、方便、安全，成本低，效益高。

6 两级A/O工艺选择及优势分析

近年来，生物反硝化技术发展迅速，得到了研究者的广泛应用。研究人员在传统的活性污泥生物法的基础上，为了能够提高脱氮效率、降低后期运行成本、减少污水处理系统的用地面积，同时还要兼顾便于操作、节能减排、避免污染周围环境等方面考虑，开发设计了许多各具特色的脱氮工艺，如A/O改进工艺、A²/O、两级A/O等。

一级A/O实现短程硝化-反硝化，但污水中亚硝根会增加，从而导致污水中的COD升高，而且，亚硝根有一定的毒性，不利于整个污水处理系统。两级A/O法实现强化处理，如果营养合适，在A池中进行脱氮反应，出水TN可以控制在10 mg/L以下。例如，在O池中进行脱碳反应，出水BOD可以控制在10 mg/L以下，两级A/O不仅能减少反应里程、加速反硝化速率，而且可以节省水池容量从而降低建设成本。在污水回流过程充分利用了反亚硝化产生的碱度，可节省25%的耗碱量，提高NH3-N及TN脱除效率，如营养合适，污水中NH3-N去除率在95%以上，同时还可以去除80%的TN。这样既降低了好氧处理过程污泥的产量，还可以在硝化过程减少产30%左右的污泥量，而反硝化过程可以少产近50%的污泥量。

7 污水处理系统使用效果分析

生猪养殖场污水处理系统主要通过集水池、固液分离、气浮、调节池、厌氧反应器、缺氧池、好氧池、消毒池、生态塘等，可有效去除生猪养殖污水中含有的COD、NH3-N、TP、大肠杆菌等污染物质，同时可以淡化水质颜色。因此，采用“预处理+黑膜池厌氧+泥水分离（物理处理）+两级A／O+二次沉淀+臭氧消毒”的技术模式处理生猪养殖污水，可以有效的去除污水中的污染物质，使出水达到国家排放标准，实现保护环境的目的。