2021年4月23日跟踪数据(数据发在本文最后一段,有附图)
下面以一个存栏3000头的猪场的污水处理工程为例来加以说明A/O工艺处理的流程等;
一、第一部分:预处理:猪场集污+干湿分离
首先猪场内要做到雨污分流,看下图,很显然,这个猪场没有做到,他的粪污是通过猪场围墙外面的一条沟渠出来的,沟渠上方并没有遮雨挡水的棚(或采用封闭式的排污管道),这是不合规的,需要进行改进;
集污沟渠流下来的粪污,进入一个带有搅拌机的集污井中,再用污水泵抽到左边的干湿分离机房中,那里有固液分离机械进行操作,将固体粪便分离出来,而尿水粪水则通过一根白色的PVC管,进入最右边的“干湿分离后的污水井中);
上图为猪场集污和干湿分离房布局
上图为干湿分离机房
二、第二部分:厌氧发酵:沼气发酵+贮沼气的罐
干湿分离机出来的粪污,然后进入CSTR沼气发酵罐中,这是一种全混合厌氧反应器(continuous stirred tank reactor),简称CSTR(其实也可以适用于不用干湿分离的粪污),更先进的是UASB沼气发酵罐,也叫上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB);在沼气罐前端加入“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
反硝化细菌”(厌氧反硝化细菌)3-5克/立方米(按沼气罐体积计算用量),每周使用一次,或显着帮助脱除粪污中的硝基氮,因了降低了总氮,使得沼气罐中粪污的C/N比增加,从而又促进了甲烷菌的繁殖和产气量,所以,沼气产气量也会增加,从而COD在厌氧发酵中降低的幅度也越大;
在沼气罐中添加“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
反硝化细菌”,极为有利于降低出水的COD,和氨氮水平;从而极大的缓解了后续A/O工艺生化池中的罗茨鼓风机功率要求,减少了A/O工艺的处理压力;
旁边是沼气贮气罐,可用于发电和烧水,以及可作为A/O工艺冬天加热用的热源;
我认为,在猪场粪污处理工程中,厌氧发酵这一步是必须的,除非您用氧化塘的粪污处理工艺(但那个只适用于小规模的猪场,或者您的猪场附近确实有一个非常大的地方,有一个非常大的池塘,如10-50亩的池塘,以适用于不同的规模猪场),实际上既使用氧化塘工艺,也建议预处理时,有一个厌氧发酵工序(沼气发酵罐),可以极大的减少氧化塘的压力,氧化塘的工艺资料看这里:http://www.hl99cn.com/Oxidation-pond.asp
污水处理工程为什么必须要有厌氧沼气发酵这环节呢,一是这可以极大的减少A/O工艺生化池的压力,二是可以降低一大半的COD数据,猪场的污水的COD往往高达12000,BOD高达7000,氨氮高达1500等,特别是COD和BOD特别高,这可能造成A/O工艺池中硝化池的压力太大,COD过高也会造成异养细菌过于旺盛,而大量的异养细菌会强烈抑制好氧池中硝化细菌的活力,从而造成硝化作用显着减弱;
A/O工艺中,曝气池(硝化池)中的硝化作用,最适合于硝化作用的COD和BOD应该控制在1800PPM左右,BOD/TN(即碳氮比)在3/1左右是最好的,最适合于硝化反应的碳氮比,而猪场粪污,恰好能在沼气罐发酵之后,恰好能将COD降低到1800ppm左右甚至更低,COD的厌氧发酵降解率高达80%(还有其他如沉淀池、调节池的辅助作用);而总氮经过充分的厌氧发酵后,也可以降到600ppm左右;
这样,沼气罐 经过深度发酵(至少30天的停留时间以上为深度发酵,最好能达到50天),则沼气罐出水的COD大概降低为1800ppm,而氨氮降低到600ppm左右,这样,就比较适合于生化池A/O工艺池400立方米总容积,来处理存栏猪3000头(约每天产生粪污水30吨或立方米)的要求;具体A/O工艺生化池看下图;
上图的A/O工艺池,长20米宽10,面积为200平方米,水深为3米,有600立方米容积
三、第三部分:A/O工艺生化池工程(看上图)
具体看上图所示:从CSTR沼气厌氧发酵罐出来(猪场一天出粪污水30立方,沼气罐容积为1000立方米,停留时间为30天,为相对深度的厌氧发酵),沼气罐出水的COD大概应该在1800ppm(猪场粪污原水COD12000),而氨氮降低到600ppm左右(猪场粪污原水1500);
1、A/O工艺生化池罗茨鼓风机功率需求计算:
A/O生化池需氧量计算:COD为1800ppm,一天30立方米水,则一天的COD耗氧量为:1.8*30=54公斤溶氧/天;
每硝化处理1克氨氮需要耗氧4.6克,进生化池的污水氨氮600ppm,则一天耗氧量为0.6*30*4.6=82.8公斤溶氧/天;
每天一共需要的耗氧量为:54+82.8=136.8公斤溶氧/天;
每产生1公斤溶氧,需要耗电1.25度电,则一天需要耗电量为136.8*1.25=171度电;每天的电费为大概103元/天;
以每天24小时开罗茨鼓风机为例,则需要罗茨鼓风机的功率为171/24=7.126千瓦,取整数建议罗茨风机功率为7.5千瓦 ;
如果沼气罐出来的COD和氨氮,不止上面的数据,即COD1800,氨氮600,如果超过以上数据,则生化池的功率会不足,需要增加溶氧或增氧设备功率等;
2、A/O工艺生化池的总容积要求
一般要求能达到每天进入的粪污水量的10天以上,即总停留时间在10天以上;上图中的生化池总长20米,总宽10米,面积为200平方米,深度为3米深,总体积600立方米,每天的粪污水量为30立方米,所以,水力停留时间有20天,是足够的;
3、A/O工艺生化池要求缺氧池是好氧池的两倍左右
本案例很显然没有做到,看图可见:左边第一行中,上格是好氧池,下格是缺氧池;然后从左边开始第二行,第三行,以及第四行的上格,都是好氧池或曝气池,下格就是沉淀池了;第四行都是沉淀池和终沉池了;
所以,我们建议,如果采用外拖其他猪场污水工程中的活性污泥来做菌种,则第二行,第三行等好氧池,采用间歇式曝气模式,设定曝气时间4小时,停气2小时,或将左起第三行曝气池,改成不曝气的缺氧池处理即可;
如果采用“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”作为菌种补充,则可以维持再状,即左起第一行的上格,和第二行,第三行等,均可做为曝气池,利用“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”中的好氧反硝化细菌,硝化细菌等,充分的脱去总氮,和COD等,因为大多是好氧池,自然界凡是好氧的效率,都是远远高于厌氧的效率的,因为好氧状态下,微生物获得能量的效率更高(高3.5倍以上)(一个葡萄糖分子在充分的好氧状态下可迅速获得38个能量ATP分子,而在厌氧状态下只能获得8个左右的ATP能量分子,且产生副产物),这得益于“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”中的best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
好氧反硝化细菌,一种能在有氧状态下进行反硝化细菌脱硝基氮的菌株;
“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”的用量为10-20克/吨粪污,以每天进入A/O生化池中的粪污为计算基础,则本案例一天要进沼气罐出来的沼液30吨/天左右,则“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”一天要用300-600克/天;使用成本其实是非常低的;
4、回流工艺
活性污泥回流到第一个曝气池(左起第一行上格),从左起第五行的沉淀池中回流硝化液,到左起第一行下格的缺氧池,当然,实际上若天天使用“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”的话,基本上无所谓回流,或不用特意考虑回流,因为“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”中含有三株硝化细菌、两株好氧反硝化细菌(这是重点),还有硫化氢氧化细菌(脱臭鸡蛋气味)和粪肠球菌(分解粪污颗粒和除去氨臭味),也有缺氧反硝化细菌在产品中,所以叫做“全价活性污泥菌”
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董事长钟总在考察该猪场污水处理A/O生化池
5、氧化塘
在A/O生化池出水端,还设置了两级氧化塘,总面积仅有3亩左右,水深1.5米深,总容积3000立方米,每天生化池出水30吨的话,则氧化塘的停留时间为100天,如果说,若按畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-2001,能达标到氨氮80,COD400以内的话,这个氧化塘还是能足够应对的,种植一些浮游植物(如狐尾藻,美人蕉,千屈菜、黄菖蒲)等,以及必须放置至少一台叶轮式增氧机(1.5-3.0千瓦),基本上可以应对,同时可天天使用“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”500-1000克/亩,或“景观湖河道污泥垃圾菌剂”50-100克/亩;即可;
如果排放到氧化塘的粪污水常常不能达标,或污泥非常严重的,则最好氧化塘中的水,还是要回流一部分到A/O生化池中来进行处理后,再排放到氧化塘,也可以在氧化塘边上,设置一个占氧化塘面积至少5%容积的曝气池(里面有生物填料),进行曝气处理,不断抽入这个曝气生化池中,并不断的再流回到氧化塘中,进行处理;当然,同时也要最好天天添加“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”或“景观湖河道污泥垃圾菌剂”,添加量同上;
注意事项:
在生化池中使用“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”为主时,可能会出现曝气池中泡沫短时间增加很多,这是因为其中的异养细菌和好氧反硝化细菌起作用,脱除COD和脱除NO2和NO3等硝基氮的过程中,释放出二氧化碳CO2和氮气N2的结果,大量产气,自然泡沫短时间剧烈增加;
您可以利用上面的喷淋器,使用聚醚消泡剂或污水工程专用消泡剂来喷淋使用,如下图;
同时,在有时会发生生物填料的挂膜减少或有脱落的现象,但也不要紧,这是best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
专业的脱氮菌和好氧反硝化细菌进行的一个置换的短暂的过程,之后又会重新挂膜的;并重新形成新的以best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
专业脱氮菌为主的挂膜,同时活性污泥量也可能(只是可能)在短时间内有所变化,但都能很快恢复正常运行,并达到稳定的出水指标;
曝气池上有喷淋系统,可喷淋消泡剂时使用 |
6、本猪场跟踪数据结果
在2021年4月17号开始,best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
技术服务人员上门,在干湿分离机后面的集污池中,加入“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
反硝化细菌”10公斤(按他们的沼气发酵罐1000立方米容量,按10克/立方米计算用量为10公斤用量,一周用一次)
2021年4月17号,同时在生化池中开始加入“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”5公斤/天,他们的生化池总容量是500立方米,头一周,按每天总容量每立方米添加10克/立方的“best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
全价活性污泥菌”,则一共要5公斤/天,以后稳定数据后,则只按每天进入的污水量的10克-20克/立方米来添加;
即2021年4月24号后,可按每天进入污水量(他们每天产生粪污水30吨),则稳定以后,每天只需要添加300-600克/天即可;
7、从4月17号下best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
菌剂之后,到4月23号今天,过了一周,我们去检查和取样检测
据猪场人员讲:用过best365官网登陆_365bet体育投注在线_beat365在线平台网址
的产品之后几天,曝气池生化池中的水,从黑色先变成了褐黄色到现在的浅黄色,取样如下图
上图:左边是原水(干湿分离机后的水),中间是曝气池中的水(图中为沉淀10分钟时),右边为出水端
上图为沉淀了30分钟后,中间瓶子的SV30检测情况(沉淀物占25%左右)
2021年17日-23日处理结果:各阶段废水中COD/氨氮含量变化
|
原水ppm
|
曝气池污水ppm
|
出水ppm
|
排放标准
|
COD
|
5825
|
338.5
|
221.975
|
400
|
氨氮
|
1372
|
78.4
|
16.76
|
40
|
总磷
|
|
1480ppm
|
194.6ppm
|
8
|
PH值
|
7.48
|
7.47
|
7.23
|
6~9
|
其中磷远远不达标,没有做除磷处理,看PH出水端为7.23,所以有空间,可以添加生石灰处理,需要在最终沉淀池后端添加生石灰250克/立方米来处理看效果,后面还有一排沉淀池用来处理沉淀后的磷酸钙,同时用生石灰也有澄清水质的效果,并再除去一部分COD和氨氮的作用;后续会跟进处理总磷这一块;