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基于濃稀分流的豬場糞便污水處理方法

文檔序號:4809516閱讀:630來源:國知局
專利名稱:基于濃稀分流的豬場糞便污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)境工程廢水處理領(lǐng)域,主要用于規(guī)?;i場糞便污水的處理。
背景技術(shù)
對于豬場糞便污水,一般直接采用沼氣發(fā)酵工藝進(jìn)行厭氧 消化處理,去 除絕大部分有機(jī)污染物,同時(shí)回收能源——沼氣。濃污水厭氧消化出水用作農(nóng)田肥料,或者 經(jīng)過后處理以后達(dá)標(biāo)排放。一方面,由于規(guī)?;i場沖洗水量大,平均每頭豬的沖洗水達(dá)15-25L,使得豬場糞 便污水濃度不是很高,TS在左右,總氮(TN)含量在0. 左右。由于水量大,升溫保 溫困難,只能采用常溫沼氣發(fā)酵工藝對豬場糞便污水進(jìn)行厭氧消化,處理負(fù)荷低,沼氣產(chǎn)量 低,特別是冬季幾乎不產(chǎn)沼氣,全年平均池容產(chǎn)氣率只有0. 3m3/m3. d左右。結(jié)果沼氣發(fā)酵裝 置容積大,投資高。另外,由于水量大,氮磷養(yǎng)分含量低,沼液利用價(jià)值低,使得沼液還田利 用困難,只有經(jīng)過后處理以后達(dá)標(biāo)排放。另一方面,對于高NH/-N、較高COD的豬場糞便污水,經(jīng)過厭氧消化以后,絕大部分 COD被降解,但是NH4+-N基本沒有去除。結(jié)果厭氧消化出水成為一種高氮低碳的廢水。如果 再對這種高氮低碳的豬場廢水厭氧消化出水進(jìn)行好氧后處理,效果都比較差,COD去除率僅 10% 40%,TKN 去除率 47. 2% 64. 6% (Jung-jeng-Su 1999),NH4+_N 去除率 68. 7% (Ng WunJern 1987),55% 57. 3% (楊虹2000),不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。其好氧后處理效果差的 關(guān)鍵問題是由于其低BOD5高NH/-N,不能滿足反硝化作用所需的碳源,因此反硝化作用弱, 硝化作用消耗的堿度不能得到回補(bǔ),致使處理系統(tǒng)“酸化”,微生物性能惡化(Ng Wun Jern 1987,楊虹2000,鄧良偉2002)。加堿(楊虹等,2000)或添加外源有機(jī)物質(zhì)(Obaja等2003) 是人們通常采用的改進(jìn)方法,但是加堿或添加外源有機(jī)物質(zhì)大大增加了處理設(shè)施、運(yùn)行費(fèi) 用和操作強(qiáng)度,在工程上難以實(shí)施?;诖?,對于豬場糞便污水,一些研究者放棄厭氧前處 理,直接進(jìn)行好氧處理(Liao 等 1991,F(xiàn)ernandes 等 1991,Bortone 等 1992,Su Jung-Jeng 等1997,Edgerton 2000,寇建朝等2004)。盡管直接進(jìn)行好氧處理能取得較好的有機(jī)污染 物和NH/-N去除效果,但是由于豬場糞便污水的污染物濃度很高,采用好氧工藝進(jìn)行直接 處理時(shí),一般需要對污水進(jìn)行稀釋或采用較長的水力停留時(shí)間(HRT),兩者都會(huì)加大反應(yīng)器 容積和供氧能耗。對原污水進(jìn)行稀釋,還會(huì)增加因稀釋水所致的成本。發(fā)明內(nèi)容建立一種豬場糞便污水優(yōu)化處理新方法豬場糞便污水首先通過沉淀 處理進(jìn)行濃稀分離,沉淀池將糞便污水沉淀分離為上層清液(稀污水,TS <0.5%)和底層 沉淀物(濃污水,TS > 3. 0% )。采用沼氣發(fā)酵工藝對濃污水進(jìn)行厭氧消化處理并生產(chǎn)沼 氣,沼氣用于發(fā)電,發(fā)電余熱或者燃燒沼氣用于濃污水沼氣發(fā)酵過程升溫保溫,保證濃污水 沼氣發(fā)酵溫度達(dá)到中溫或近中溫。采用序批式反應(yīng)器(SBR)對稀污水進(jìn)行好氧處理,或者 采用常溫沼氣發(fā)酵工藝對稀污水進(jìn)行厭氧消化處理并生產(chǎn)沼氣,然后采用人工濕地、氧化 塘等自然處理方法對厭氧消化出水進(jìn)行后處理,處理出水達(dá)標(biāo)排放。濃污水濃污水厭氧消 化出水用作農(nóng)田肥料,或者進(jìn)入稀污水處理系統(tǒng)與稀污水一道進(jìn)行處理。本發(fā)明的新穎性表現(xiàn)在以下幾方面(1)通過沉淀池將豬場糞便污水沉淀分離為稀污水和濃污水,稀污水體積占總體積的80%左右,COD量只占總COD量40%左右,TS < 0. 5% ;而濃稀污水體積占20%,COD 量卻占總COD量60%左右,TS > 3. 0%。由于濃污水水量大大減少,升溫保溫相對容易, 利用沼氣發(fā)電余熱或沼氣直接燃燒產(chǎn)生的熱可以將濃污水厭氧消化過程升溫保溫至中溫 (35°C),近中溫(25-30°C)。因此,可以提高厭氧消化處理以及沼氣生產(chǎn)效率,保證冬季正
常產(chǎn)氣。(2)由于濃污水水量大大降低,大部分氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)仍然在濃污水中,因此,厭 氧消化處理的沼液養(yǎng)分含量高,單位養(yǎng)分的運(yùn)輸成本降低,沼液還田利用變得更加容易。(3)采用序批式反應(yīng)器(SBR)對稀污水進(jìn)行好氧處理時(shí),由于稀污水中仍然保留 有40%左右的C0D,有利于反硝化作用,從而增加堿度,回補(bǔ)硝化階段消耗的堿度,維持處 理系統(tǒng)正常的PH值。(4)與采用好氧工藝直接處理豬場糞便污水相比,本發(fā)明方法的投資、能耗以及運(yùn) 行費(fèi)用大大降低;(4)與以往的常規(guī)厭氧一好氧工藝豬場糞便污水相比,本發(fā)明的方法處理效果顯 著改善,對污染物的去除率提高,出水污染物濃度降低,并且不需要添加外源有機(jī)碳,也不 用加堿維持系統(tǒng)堿度。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明包括糞便污水濃稀分離裝置、濃污水厭氧消化系統(tǒng)、稀污水 處理系統(tǒng)以及沼液利用系統(tǒng)等。根據(jù)不同規(guī)模化豬場的污水水量水質(zhì)特點(diǎn),在本方法之外 視具體情況增加前處理系統(tǒng)(格柵、調(diào)節(jié)池等)以及污泥脫水系統(tǒng)等。厭氧消化系統(tǒng)包括 厭氧消化反應(yīng)器、沼氣貯存、凈化與利用。厭氧消化反應(yīng)器根據(jù)廢水特性可采用厭氧接觸反 應(yīng)器(AC)、厭氧濾池(AF)、上流式厭氧污泥床(UASB)等。厭氧消化過程的加熱可以采用沼 氣發(fā)電余熱,或者沼氣燒鍋爐產(chǎn)生熱水用于厭氧消化過程加熱。本發(fā)明的實(shí)施步驟如下(1)經(jīng)過前處理(格柵、調(diào)節(jié)池等)的豬場糞便污水進(jìn)入沉淀池,沉淀池可采用 豎流式或平流式,沉淀池將糞便污水沉淀分離為上層清液(稀污水)和底層沉淀物(濃污 水)。(2)用污水泵將濃污水泵入沼氣發(fā)酵裝置,濃污水在沼氣發(fā)酵裝置中進(jìn)行厭氧 消化并生產(chǎn)沼氣,沼氣經(jīng)過凈化、貯存后用于發(fā)電,發(fā)電余熱或者燃燒沼氣產(chǎn)生的熱水用 于濃污水沼氣發(fā)酵裝置升溫保溫,保證濃污水沼氣發(fā)酵溫度達(dá)到中溫(35°C )或近中溫 (25-30°C )。濃污水厭氧消化出水用作農(nóng)田肥料,或者進(jìn)入稀污水處理系統(tǒng)與稀污水一道進(jìn) 行處理。(3)在規(guī)?;i場土地足夠污水自然處理的條件下,用污水泵將稀污水泵入常溫 沼氣發(fā)酵裝置,稀污水在常溫沼氣發(fā)酵裝置中進(jìn)行厭氧消化并生產(chǎn)沼氣,所產(chǎn)沼氣與濃污 水產(chǎn)生的沼氣一道處理利用。厭氧消化出水采用人工濕地、氧化塘等自然處理方法進(jìn)行后 處理,處理出水達(dá)標(biāo)排放。(4)在規(guī)模化豬場土地緊張的條件下,稀污水進(jìn)入序批式反應(yīng)器(SBR),采用 具有良好反硝化效果的SBR工藝對稀污水進(jìn)行好氧后處理,SBR的污泥負(fù)荷0. 05 0. 15kg-B0D5/kg-MLSS. d,處理出水達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求
一種用于豬場糞便污水處理的方法,包括糞便污水濃稀分離裝置、濃污水厭氧消化系統(tǒng)、稀污水處理系統(tǒng)以及沼液利用系統(tǒng)等。特征在于豬場糞便污水首先進(jìn)行濃稀分離,采用不同的方法對分離后的濃污水、稀污水分別進(jìn)行處理利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的糞便污水濃稀分離,其特征在于采用沉淀池對豬場糞便污 水進(jìn)行沉淀處理,沉淀池將糞便污水沉淀分離為上層清液(稀污水)和底層沉淀物(濃污 水)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濃污水處理,其特征在于采用沼氣發(fā)酵工藝對濃污水進(jìn)行 厭氧消化處理并生產(chǎn)沼氣,沼氣用于發(fā)電,發(fā)電余熱或者燃燒沼氣用于濃污水沼氣發(fā)酵過 程升溫保溫,保證濃污水沼氣發(fā)酵溫度達(dá)到中溫(35°C )或近中溫(25-30°C )。濃污水厭氧 消化出水用作農(nóng)田肥料,或者進(jìn)入稀污水處理系統(tǒng)與稀污水一道進(jìn)行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述稀污水處理,其特征在于采用序批式反應(yīng)器(SBR)對稀污水 進(jìn)行好氧處理,或者采用常溫沼氣發(fā)酵工藝對稀污水進(jìn)行厭氧消化處理并生產(chǎn)沼氣,然后 采用人工濕地、氧化塘等自然處理方法對厭氧消化出水進(jìn)行后處理,處理出水達(dá)標(biāo)排放。
全文摘要
本發(fā)明系一種規(guī)模化豬場糞便污水處理方法。發(fā)明內(nèi)容包括通過沉淀處理將豬場糞污沉淀分離為上層清液(稀污水)和底層沉淀物(濃污水)。采用中溫或近中溫沼氣發(fā)酵工藝對濃污水進(jìn)行厭氧消化處理并生產(chǎn)沼氣,沼氣用于發(fā)電,發(fā)電余熱或者燃燒沼氣用于濃污水發(fā)酵過程升溫保溫,保證發(fā)酵溫度達(dá)到中溫或近中溫。采用序批式反應(yīng)器(SBR)對稀污水進(jìn)行好氧處理,或者采用常溫沼氣發(fā)酵工藝對稀污水進(jìn)行厭氧消化處理并生產(chǎn)沼氣,然后采用人工濕地、氧化塘等自然處理方法對稀污水厭氧消化出水進(jìn)行后處理,處理出水達(dá)標(biāo)排放。濃污水厭氧消化出水用作農(nóng)田肥料,或者進(jìn)入稀污水處理系統(tǒng)與稀污水一道進(jìn)行處理。本發(fā)明能提高豬場糞污處理以及沼氣生產(chǎn)效率。
文檔編號C02F103/20GK101823806SQ20091005847
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者鄧良偉 申請人:農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所
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