一種南方規(guī)模化養(yǎng)豬廢水深度處理的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢水處理工藝，具體涉及一種適宜南方規(guī)模化養(yǎng)豬廢水深度處理 的工藝，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)南方尤其是兩廣地區(qū)規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)集約化水平不斷提高，養(yǎng)豬廢水對(duì)環(huán)境的 影響也日趨嚴(yán)重。以廣東省粵西地區(qū)為例，按照環(huán)保部的減排要求，全國(guó)推廣干清糞模式減 排，但由于我國(guó)南北地區(qū)氣候差異，南方年均氣溫高、濕度大，而北方氣溫低、氣候干燥，北 方廣泛采用的干清糞(墊料）模式，在南方地區(qū)卻很難實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前粵西地區(qū)養(yǎng)豬業(yè)基本仍然 采用傳統(tǒng)的水沖糞養(yǎng)殖方式，加之集約化養(yǎng)殖水平較高、養(yǎng)殖量大，導(dǎo)致養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生量驚 人。另外，由于我國(guó)目前養(yǎng)殖廢水標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)較高（C0D和氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)分別是400mg/L和 80mg/L，《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001))，即使各養(yǎng)殖企業(yè)都能達(dá)標(biāo)排放， 尾水排放對(duì)受納水體水質(zhì)影響依然較大。
[0003]目前，我國(guó)養(yǎng)豬廢水處理規(guī)?；B(yǎng)豬廢水處理模式主要有兩種：綜合利用模式和 工業(yè)化處理模式。綜合利用模式又可分為還田模式與自然處理模式：還田模式糞便廢水還 田作肥料是一種傳統(tǒng)的、經(jīng)濟(jì)有效的處置方法，可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán)利用，但需大量土地與養(yǎng) 殖場(chǎng)配套、存在傳播畜禽疾病和人畜共患病的危險(xiǎn)、面源污染及重金屬、抗生素沉積對(duì)土壤 的危害等問(wèn)題；自然處理模式以單純氧化塘和人工濕地為主，存在占地量大、處理效率低等 問(wèn)題，小型養(yǎng)殖企業(yè)多采用綜合利用模式。工業(yè)化處理模式以處理高效、出水穩(wěn)定，已成為 大型養(yǎng)殖場(chǎng)主要的廢水處理方式：N.Bernet等利用ASBR(anaerobic-SBR)工藝（2000)處 理養(yǎng)豬廢水發(fā)現(xiàn)N0x-N去除率與回流比成反比，進(jìn)水時(shí)反硝化、曝氣時(shí)氨氮吹脫會(huì)提高其去 除率，總有機(jī)碳和總凱氏氮去除率分別為81 %~91%，85 %~91% ;夏威夷大學(xué)開(kāi)發(fā)的固 液分離+厭氧+好氧+石濾工藝處理養(yǎng)豬廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)曝氣方式對(duì)處理效果影響較大（P.Y. Yangetal. 1999 );氨結(jié)晶+厭氧+好氧+石灰石處理工藝（P.Y.Yangetal. 2003) 在HRT=30h，曝氣/非曝氣時(shí)間比為1時(shí)處理養(yǎng)豬廢水，結(jié)果表明：TP，COD，TN去處分別為 98%，93. 5%，95. 1%。大型養(yǎng)殖企業(yè)一般采用工業(yè)化處理模式，但由于工業(yè)化廢水處理設(shè)施建 設(shè)成本較高，且需專業(yè)人員維護(hù)與管理，所以一些企業(yè)為減少費(fèi)用支出，廢水處理工程常常 達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或干脆閑置。
[0004] 人工濕地一一即利用基質(zhì)、植物和微生物三者之間的物理、化學(xué)和生物三重協(xié)同 作用一一通過(guò)過(guò)濾、吸附、離子交換、植物吸收和微生物降解等作用實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化(王 世和，2007)。通過(guò)構(gòu)建人工濕地來(lái)進(jìn)行水質(zhì)凈化開(kāi)始于20世紀(jì)中，1996年9月在奧地利 維也納召開(kāi)的第4屆國(guó)際研討會(huì)標(biāo)志著人工濕地系統(tǒng)作為一種獨(dú)特新型廢水處理技術(shù)正 式進(jìn)入水污染控制領(lǐng)域（Brix，1986 ;U.S.EPA，2000)。自此，人工濕地的運(yùn)用越發(fā)廣泛，其 中歐洲及美國(guó)較多采用人工濕地處理畜禽養(yǎng)殖廢水，美國(guó)自然資源保護(hù)服務(wù)組織編制了養(yǎng) 殖廢水處理指南，建議人工濕地B0D5負(fù)荷為73kg/hm2.d，HRT至少12d。在新西蘭，日本，澳 大利亞以及一些非洲國(guó)家，人工濕地處理技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用（楊瓊等，2002)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種適宜南方規(guī)?；B(yǎng)豬廢水深度處理的工藝，該廢水深度 處理工藝投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、處理高效、自動(dòng)化程度高。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 一種南方規(guī)模化養(yǎng)豬廢水深度處理的工藝，包括如下步驟： (1) 廢水預(yù)處理：豬排泄物及沖洗水養(yǎng)殖廢水經(jīng)收集管網(wǎng)集中于調(diào)節(jié)池I形成料液，在 池邊設(shè)置固液分離機(jī)，料液經(jīng)分離機(jī)處理后分為固態(tài)的糞便殘?jiān)霞胺蛛x液； (2) 沼液沉淀：分離液進(jìn)入沼氣池，經(jīng)過(guò)7天以上厭氧發(fā)酵，形成沼氣和沼液，沼液進(jìn)入 調(diào)節(jié)池II，經(jīng)1-3天沉淀后，形成浮渣與污泥，浮渣上浮污泥下沉，沼液進(jìn)入生物填料氧化 池； (3) 沼液處理：生物填料氧化池中的沼液，利用活性污泥法進(jìn)行2-4天的處理，底部曝 氣； (4) 凈化水質(zhì)：生物填料氧化池出來(lái)的水進(jìn)入仿生態(tài)氧化塘，塘內(nèi)設(shè)置人工水 草-藻-菌所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化吸收，處理時(shí)間20-30天； (5) 深度凈化：仿生態(tài)氧化塘出來(lái)的水經(jīng)栗提升至垂直潛流人工濕地，濕地采用PVC管 框架式布水模式，濕地植物采用適宜南方種植的美人蕉，濕地出水可直接排放，水力停留時(shí) 間 HRT 2-10 天。
[0007] 步驟（2)所產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電、保育、自用或供周邊農(nóng)戶家庭日用。
[0008] 步驟（3)所述生物填料氧化池的生物填料為黑色聚乙烯遮光網(wǎng)，按照懸掛、下沉等 形式布設(shè)于池中；曝氣裝置設(shè)于底部，曝氣量根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般維持溶解氧濃度 為 2~4mg/L。
[0009] 步驟（4)所述人工水草為聚乙烯遮光網(wǎng)，按照懸掛、下沉等形式懸浮于塘內(nèi)，用于 藻-菌共生的附著基。
[0010] 本發(fā)明的工作原理為： 本發(fā)明的養(yǎng)殖廢水經(jīng)收集后，由管道自流輸送到步驟（1)所述的調(diào)節(jié)池I，預(yù)處理料 液經(jīng)固液分離機(jī)進(jìn)行分離處理后，殘?jiān)什桓哂?0%，TSS、C0D、B0D去除率分別不低于 80%、60%、60% ;同時(shí)使分離后的料液更加勻質(zhì)，利于后續(xù)處理，從系統(tǒng)整體上提高處理效率。
[0011] 在沼氣池中，料液在厭氧微生物的分解作用下，將大分子有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為小分 子，厭氧細(xì)菌分解有機(jī)物，產(chǎn)生沼氣。根據(jù)沼氣發(fā)酵過(guò)程中各類細(xì)菌的作用，沼氣細(xì)菌可以 分為分解菌和甲烷菌：分解菌將復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物和二氧化碳（C0 2);甲烷 菌則把簡(jiǎn)單的有機(jī)物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。有機(jī)氮被轉(zhuǎn)化為NH/-N ;絕大部分有 機(jī)磷則被聚磷菌吸收并以磷酸根形式釋放到料液中，磷酸根再與Ca2+、Mg2+離子結(jié)合最終形 成磷酸鹽沉淀于污泥中；有機(jī)質(zhì)中的硫則被微生物轉(zhuǎn)化為H 2S氣體隨著沼氣排出。
[0012] 沼液排出后進(jìn)入調(diào)節(jié)池II，在池中可形成浮渣與污泥，可減少進(jìn)入生物填料氧化 池的TSS，同時(shí)可自然復(fù)氧。調(diào)節(jié)池II出水進(jìn)入生物填料氧化池后，經(jīng)活性污泥處理可將 NH/-N氧化為N0 3_-N和N02_-N，而NH/-N與NH/-N可直接發(fā)生短程硝化反應(yīng)，將N以隊(duì)或 N 20形式釋放。生物填料氧化池出水進(jìn)入仿生態(tài)氧化塘，污水中污染物質(zhì)在塘內(nèi)的人工水 草-藻-菌所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)所進(jìn)一步轉(zhuǎn)化吸收，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。
[0013] 仿生態(tài)氧化塘出水經(jīng)提升栗抽到人工濕地，并經(jīng)框架式布水管均勻布水，污水由 濕地表面垂直向下流動(dòng)，形成表層好氧、中層兼性、底層缺氧的處理體系。人工濕地利用人 工介質(zhì)、植物、微生物所組成的生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)行物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同凈化，物理沉淀(過(guò) 濾）通過(guò)顆粒間相互引力作用及植物根系的阻截作用，使可沉降及可絮凝固體被阻截而去 除；化學(xué)微生物代謝則利用寄生于植物上的細(xì)菌代謝作用將懸浮物、膠體、可溶性固體分解 成無(wú)機(jī)物，同時(shí)通過(guò)生物硝化-反硝化作用去除氮，將N以隊(duì)或N 20形式釋放。部分微量元 素被微生物、植物利用氧化并經(jīng)阻截或結(jié)合而被去除，細(xì)菌和病毒處于不適宜環(huán)境中會(huì)引 起自然衰敗及死亡，植物根系分泌物對(duì)大腸桿菌和病原體有滅活作用。相當(dāng)數(shù)量的氮和磷 能被植物吸收而去除，多年生植物，每年收割一次，可將氮、磷移出人工濕地系統(tǒng)。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是： 1. 本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、適用性好，可完全滿足南方地區(qū)規(guī)劃化養(yǎng)豬場(chǎng)的廢水處理要求； 2. 處理效率高，經(jīng)工藝系統(tǒng)處理后出水水質(zhì)遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到深度處理要求； 3. 投資成本較低，工藝系統(tǒng)以土工建