[发明专利]沼气池—生物膜反应器—人工湿地处理猪场废水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程技术领域，特别涉及规模化猪场废水处理达标排放的组合工艺。

背景技术

规模化养猪废水处理工艺目前主要有自然处理、还田处理、工业化处理三种模式。比如，序批式生物膜反应器技术(SBBR)以占地面积小，处理效率高，操作简单而广泛应用于高浓度、难降解污水的处理中，尤其对有机物、悬浮固体的去除效果较好。人工湿地技术以其价格低廉、较高的N、P去除率、易于管理、环境效益好等诸多优势得到广泛应用。但无论哪种方法处理效果都不理想，或是出水水质达不到排放要求，或是成本太高无法在我国推广应用，因此单一的污水处理技术难以满足规模化猪场废水处理经济、高效的要求。

发明内容

本发明的目的，主要针对规模化养猪场废水经沼气池厌氧消化后，营养元素比例失调、氨氮含量高的缺点，同时考虑深度脱氮、深度去除有机物的问题，提供沼气池-序批式生物膜反应器-多级人工湿地组合工艺。养猪废水在经过处理后，水质达到GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》要求。

本发明的技术方案是：利用沼气池、序批式生物膜反应器(SBBR)和多级人工湿地三位一体综合处理猪场废水。即在SBBR之前依次设置水解酸化池、沼气池、沉淀池，在SBBR之后依次建立水生挺水植物塘和水生经济作物塘二级人工湿地，猪场废水从水生经济作物塘流出达到排放标准。

具体工艺过程如下：

猪场废水经污水收集管网收集并经机械格栅截留，去除污水中的大颗粒污染物质和漂浮物，进入水解酸化池；

水解酸化池内的厌氧环境使有机废物发生生物降解，同时起到对养猪废水水质水量调节的作用，水解酸化池设置为地下式；

水解酸化池出来的废水流入地下沼气池，经过高效厌氧消化，在去除大部分COD并获得沼气后，溢流进入沉淀池，由于SBBR反应器为间歇式进水，沉淀池能起到调节水质水量的作用，同时可以回流部分污泥；

SBBR反应器的进水从沉淀池泵入，经过好氧/兼氧硝化反硝化后，进一步去除废水中的COD、氨氮和磷等污染物；SBBR运行工况及工艺条件是：进水1小时，厌氧3小时，好氧7小时，沉淀0.5小时，排水0.5小时；

SBBR反应器的出水再经过多级人工湿地，即水生挺水植物塘和水生经济作物塘，利用不同的植物对N、P吸收效果差异，人工湿地系统中基质-水生植物-微生物的物理、化学、生物三重协同作用，通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化，同时也可以根据人工湿地的处理能力，适当调整SBBR反应器的曝气量，使SBBR反应器运行效果与能耗量达到最优组合；

将部分水解酸化池的水引入SBBR反应器，以提高脱氮效率。

本发明的有益效果是：

利用原有的地下沼气池去除了废水中大量的有机物和悬浮物，后续的SBBR好氧工艺的生物量相对减少很多，总容积不到单独好氧工艺容积的一半，明显减少占地面积；

剩余污泥量比单独好氧工艺少，厌氧环境下污泥产率远小于好氧。此外厌氧消化可以获得生物质能，实现废水资源化；

提高了装置的抗冲击负荷能力和处理能力。此外将部分水解酸化池的水引入SBBR池，为反硝化补充碳源，提高了脱氮效率；

充分利用多级人工湿地不同植物的不同处理效能，进行深度脱氮除磷，同时起到降低SBBR系统的能耗作用。

废水经综合处理后达到GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》要求。

附图说明

附图为沼气池-生物膜反应器-人工湿地处理猪场废水工艺流程图。

具体实施方式

日处理量为150m3/d的猪场废水，原水水质：COD 5000～10000mg/L，NH4+-N 400～1500mg/L TP30～100mg/L。原水进入水解酸化池，再进入沼气池，利用异养菌的代谢功能将难生物降解有机物分解成易生物降解的小分子有机物，并且同时矿化有机氮，降解去除大部分易生物降解有机物。但厌氧部分并没有去除NH4+-N，TN反而增加，沼气池出水COD 500～1000mg/L，NH4+-N 400～1500mg/L TP 50～150mg/L；沼气池出水流入SBBR反应器，SBBR运行工况及工艺条件：进水1小时、厌氧3小时、好氧7小时、沉淀0.5小时、排水0.5小时，SBBR出水COD 300～400mg/L，NH4+-N 40～80mg/L TP 5～8mg/L。SBBR反应器出水再经过水生挺水植物塘茭白、昌蒲的深度处理，水生经济作物塘芹菜的深度处理后，综合出水水质COD100～200mg/L，NH4+-N 30～60mg/L TP 4～8mg/L。