[发明专利]一种畜禽养殖废水深度脱氮除磷达标处理装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明属于环保废水处理领域，特别涉及一种畜禽养殖废水深度脱氮除磷达标处理装置及其工艺。

背景技术

“十一五”期间，国家对全国受农业面源严重污染的河流进行了综合整治，尤其是在规模化养猪废弃物水污染控制这方面颇有成效，废水COD_Cr浓度基本可以实现达标排放。但是氮磷浓度严重超标，使得区域养殖场受纳水体氮磷负荷过大，造成水体富营养化。“十二五”期间，国家将重点治理规模化养殖业废水氮磷污染，强化废水脱氮除磷，实现区域养殖场养殖排放污染物最小化。随着《畜禽养殖业水污染物排放标准》（2014年二次征求意见稿）出台，废水排放标准将提升到COD_Cr 150 mg/L，氨氮40 mg/L，总氮70 mg/L以及总磷 5 mg/L，而规模化养猪场现有废水处理工艺难以使废水达标排放，急需开发先进的高效低耗畜禽养殖废水处理工艺设施。因此，从提标改造和提升周边区域水环境质量的要求出发，急需对现有工艺和装置进行提标改造，重点提高脱氮除磷效率，以减少养殖场处理尾水对周围生态环境的影响。

目前，厌氧发酵-好氧-氧化塘/人工湿地组合处理工艺是我国规模化猪场养殖废水处理的主流技术，但该工艺的关键问题在于经厌氧发酵处理后的低碳氮比猪场养殖废水消化液，在后续好氧生物处理过程中存在有机污染物去除效果差，脱氮除磷效率低，运行成本高，占地面积大等问题。大量研究表明，SBR工艺、接触氧化法、间歇曝气活性污泥法对猪场养殖废水厌氧消化液的NH₄⁺-N去除率仅为40-68%，TN去除率只有30%。现有实际工程表明，厌氧发酵-好氧-氧化塘/人工湿地组合处理工艺对COD及SS有很好的去除效果，但没有显著的脱氮除磷作用，且资源回收利用率低，难以实现猪场废弃物资源化回收利用和养殖废水的稳定达标排放。为解决规模化猪场养殖废水污染，实现污染物减排，迫切需要开发适用于高浓度氮磷猪场养殖废水的高效低耗处理达标技术。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种畜禽养殖废水深度脱氮除磷达标处理装置，促使对猪场养殖废水处理工艺实施提标改造，强化脱氮除磷，提高资源回收利用率，降低运行成本，实现规模化猪场养殖废水入河污染物最小化。

本发明采用的具体技术方案是：

一种畜禽养殖废水深度脱氮除磷达标处理装置包括：原水集水罐、UASB反应器、配水罐、前置反硝化池、微氧曝气池、沉淀池和混凝结晶除磷澄清器，原水集水罐出水口管道分两路，一路经过格栅与UASB反应器进水口相连，另一路与UASB反应器的出水口汇合后与配水罐进水口相连，配水罐依次与前置反硝化池、微氧曝气池、沉淀池和混凝结晶除磷澄清器相连；沉淀池底部设有污泥回流管，污泥回流管另一端连接前置反硝化池；配水罐、前置反硝化池及混凝结晶除磷澄清器中均设有搅拌装置；前置反硝化池中部设有填料，底部设有布水装置；微氧曝气池底部设有曝气装置。

作为优选，所述的曝气装置为微孔曝气管，所述的填料采用弹性填料。

本发明的另一目的是提供一种使用所述装置的畜禽养殖废水深度脱氮除磷达标处理工艺，包括以下步骤：

1) 畜禽废水原水经过固液分离后，泵入UASB反应器，经过厌氧发酵产生沼气；

2) 经步骤1）处理后的废水与原水以（0.8-1.2）:1进行配水，配水后泵入微氧曝气同步脱氮除碳反应器，在反应器中依次流经前置反硝化池、微氧曝气池和沉淀池；在前置反硝化池中，反硝化菌利用易降解碳源作为电子供体，从沉淀池回流的硝态氮和亚硝态氮则作为电子受体，通过反硝化作用进行脱氮；在微氧曝气池中，控制废水的溶氧浓度在0-0.15mg/L，使废水中的微生物进行短程硝化和同步硝化反硝化作用；在沉淀池中，废水进行泥水分离，污泥部分回流至前置反硝化池，为反硝化细菌提供硝态氮和亚硝态氮作为电子受体，剩余污泥定期排放；

3）步骤2）中泥水分离后的上清液排入混凝结晶除磷澄清器，往澄清器内加入PFS和PAM，与废水混合均匀进行深度脱氮除磷，处理后的清水达标排放。

作为优选，所述的步骤1）中得到的沼气经过收集、纯化处理后用作发电，生产的电能给步骤2）中的设备供能。

作为优选，所述的步骤1）中厌氧发酵产生的沼渣和所述的步骤4）中深度脱氮除磷产生的结晶固体一起作为生产有机肥的原料。

作为优选，所述的步骤1）中UASB反应器的水力停留时间为15天。