豬場(chǎng)廢水具有有機(jī)物、懸浮物濃度高，富含氮磷且沖擊負(fù)荷大等特點(diǎn)，一般先采用厭氧進(jìn)行處理，降解廢水中大部分有機(jī)物，但其出水（沼液）中的有機(jī)物、氮磷濃度仍然很高，需進(jìn)一步處理，且碳氮比較低，處理難度大〔1, 2, 3, 4, 5〕。有必要探索一套技術(shù)及經(jīng)濟(jì)均可行的新型豬場(chǎng)沼液處理工藝并進(jìn)行工程示范，為豬場(chǎng)沼液治理奠定基礎(chǔ)。1 工程概況江西省某規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)的廢水排放量為150 m3/d，之前已建有厭氧設(shè)施：升流式固體厭氧反應(yīng)器（USR）及沼氣池，為進(jìn)一步保護(hù)周邊環(huán)境，啟動(dòng)廢水深度處理工程，使出水滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）。1.1 廢水的水質(zhì)水量該養(yǎng)豬場(chǎng)主要來源于沖欄水、豬糞尿等，具體水質(zhì)水量及相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)見表 1。

1.2 工藝流程依據(jù)實(shí)驗(yàn)室中試結(jié)果，總結(jié)另一豬場(chǎng)廢水治理示范經(jīng)驗(yàn)〔6〕并結(jié)合該豬場(chǎng)實(shí)際情況，筆者確定采用以下工藝流程，見圖 1。

圖 1 豬場(chǎng)廢水處理工藝流程 Study area and Sampling sites of Liuduzhai Reservoir注：固液分離、勻漿池、USR、沼氣池為原有處理設(shè)施。豬場(chǎng)沼液****入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，經(jīng)泵提升后，由穿孔管噴灑到接觸氧化池未曝氣區(qū)（反硝化區(qū)），進(jìn)行水解酸化及反硝化，隨后進(jìn)入曝氣區(qū)（硝化區(qū)）進(jìn)一步去除有機(jī)物并進(jìn)行硝化反應(yīng)，再經(jīng)溢流堰自流入SBBR池，經(jīng)過缺氧—好氧—沉淀等過程，出水流入中間水池，經(jīng)恒液位給水設(shè)備勻速自流入BAF池，進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)物、氮、磷和懸浮物，**后流入人工濕地進(jìn)行深度處理并**終達(dá)標(biāo)排放。USR及SBBR池產(chǎn)生的污泥定期排入污泥干化床進(jìn)行干化處理，并與固液分離產(chǎn)生的糞渣共同出售。

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 調(diào)節(jié)池

半地下式磚混結(jié)構(gòu)，尺寸20 m×9.5 m×4.0 m，有效水深1.8 m，有效容積342 m3，水力停留時(shí)間54.72 h，用于收集厭氧出水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，同時(shí)進(jìn)行水解酸化，降低好氧處理部分的負(fù)荷，內(nèi)設(shè)2臺(tái)（1用1備）污水提升泵，型號(hào)為50WQ15-12-1.1。

2.2 生物接觸氧化池

1座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸8.3 m×4.0 m×5.5 m，內(nèi)設(shè)4道隔墻將池體區(qū)分為硝化區(qū)、反硝化區(qū)，其尺寸分別為4.5 m×4.0 m×5.5 m、2.8 m×4.0 m×5.5 m，停留時(shí)間分別為16.32、9.79 h，有效水深5.1 m，氣水比為1∶25。池底安裝72套D 215 mm膜式微孔曝氣器，空氣流量1.5～3 m3/h，服務(wù)面積0.3～0.7 m2，氧轉(zhuǎn)移效率20.4%～33.7%，阻力損失18～280 mmH2O，池內(nèi)添設(shè)組合生物填料，高度為3.5 m，填料體積120 m3。

2.3 SBBR池

2座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，單池尺寸8.0 m×4.0 m×5.0 m，在傳統(tǒng)池型上增設(shè)2道隔墻，分為硝化區(qū)、反硝化區(qū)，其尺寸分別為8.0 m×1.9 m×5.0 m、8.0 m×1.6 m×5.0 m，排水比為1∶4，潷水深度1.2 m，潷水器型號(hào)為PS-50。池底安裝60套D 215 mm膜式微孔曝氣器，其余參數(shù)同生物接觸氧化池，有效水深4.5 m，池內(nèi)添設(shè)組合生物填料，高度為3.0 m，填料體積96 m3。周期為12 h，具體為曝氣4 h、缺氧2 h、曝氣4 h、沉淀1 h、排水1 h。

2.4 中間水池

1座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，用于貯存SBBR池出水，以保證后續(xù)處理工段連續(xù)運(yùn)行，尺寸為8.3 m×2.0 m×4.0 m，有效水深3.3 m，水力停留時(shí)間為8.77 h。

2.5 BAF池

2座，半地下式鋼混結(jié)構(gòu)，單池尺寸3.0 m×2.0 m×5.0 m，有效水深4.5 m，內(nèi)設(shè)直徑為3~5 mm陶粒，濾料高度為2.5 m，底下設(shè)240個(gè)單孔膜曝氣器，空氣流量0.24~0.43 m3/h，服務(wù)面積0.20～0.28 m2，氧轉(zhuǎn)移效率22.6%，阻力損失<2 500 Pa，反沖洗采用氣水聯(lián)合沖洗，反沖洗廢水排至調(diào)節(jié)池，反沖洗水水泵型號(hào)100WQ100-10-7.5。

2.6 人工濕地

人工濕地分三級(jí)，**級(jí)人工濕地屬表面流人工濕地，尺寸14.0 m×8.0 m×1.0 m，種植植物為酸模、菖蒲；第二、三級(jí)人工濕地屬潛流人工濕地，尺寸分別為11.7 m×8.0 m×1.0 m，16.0 m×8.0 m×1.0 m，種植菖蒲及黃花鳶尾、水芹菜和水生美人蕉。

2.7 供氣系統(tǒng)

兩座SBBR池分別采用兩臺(tái)型號(hào)為HC60S的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī)供氣，風(fēng)量為1.71 m3/min，風(fēng)壓為49 kPa，轉(zhuǎn)速為450 r/min，功率為2.2 kW。生物接觸氧化池及兩座BAF池則由兩臺(tái)型號(hào)為BK5003的羅茨風(fēng)機(jī)供氣，風(fēng)量為3.4 m3/min，風(fēng)壓為60 kPa，轉(zhuǎn)速為1 350 r/min，功率為7.5 kW。

2.8 主要特色

（1）在傳統(tǒng)生物接觸氧化池內(nèi)增設(shè)4道隔墻，隔墻底部懸空，將池體分成硝化區(qū)、反硝化區(qū)，廢水由反硝化區(qū)上端噴淋管進(jìn)入，利用污水中的碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)，隨后經(jīng)隔墻底部進(jìn)入硝化區(qū)，由于曝氣作用，廢水會(huì)自流入反硝化區(qū)，為反硝化反應(yīng)提供硝酸鹽，如此形成了一個(gè)無動(dòng)力的內(nèi)循環(huán)，提高了脫氮除磷效果。

（2）在SBBR池內(nèi)增設(shè)2道隔墻，形成內(nèi)循環(huán)，同時(shí)在時(shí)間上將反應(yīng)段分為缺氧-好氧交替，如此設(shè)計(jì)，時(shí)空上的改進(jìn)提升了SBBR脫氮除磷功能。

3 調(diào)試運(yùn)行

3.1 污泥培養(yǎng)馴化

調(diào)試初期，以經(jīng)過稀釋的豬場(chǎng)廢水為底物，并向生物接觸氧化池、SBBR池內(nèi)分別接種7.5、3 m3某城鎮(zhèn)污水處理廠的脫水污泥（含水率約80%）。為了使微生物盡快培養(yǎng)馴化，向污水中投加一定量的營(yíng)養(yǎng)物以補(bǔ)充碳源，污泥經(jīng)過3 d悶曝后，每日定時(shí)排掉池內(nèi)部分廢水，同時(shí)補(bǔ)充新鮮廢水，并逐步提升補(bǔ)充新鮮廢水量，使污泥逐漸適應(yīng)廢水水質(zhì)，需注意曝氣階段強(qiáng)度不宜過大以免沖刷掉已掛在填料上的生物膜，但必須具有一定的攪拌作用以保證活性污泥與填料的充分接觸。一周后，觀察到填料表面附著生長(zhǎng)了一層黃褐色的生物膜，手感黏稠且質(zhì)薄，但生物膜并沒有連片生長(zhǎng)，SV30在15%左右；繼續(xù)提高負(fù)荷，經(jīng)過近三個(gè)月的調(diào)試，生物膜連片生長(zhǎng)，SV30在30%左右，鏡檢發(fā)現(xiàn)存在很多形狀各異的菌膠團(tuán)，系統(tǒng)對(duì)各污染物的去除率穩(wěn)定在較高水平，認(rèn)為系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束。

3.2 系統(tǒng)運(yùn)行效果

由于豬場(chǎng)沼液的碳氮比低，可生化性差，不適合微生物生長(zhǎng)，故定時(shí)向廢水中添加一定量的營(yíng)養(yǎng)物，以提高B/C。系統(tǒng)運(yùn)行至今，各單元處理效果穩(wěn)定，經(jīng)生物接觸氧化、SBBR、BAF、人工濕地處理后，出水水質(zhì)可滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）中的相關(guān)要求，監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2。

3.3 運(yùn)行效果分析

（1）向豬場(chǎng)沼液添加營(yíng)養(yǎng)物后，B/C提升至 0.48，碳氮比提高到2，明顯改善了豬場(chǎng)沼液的可生化性。

（2）調(diào)節(jié)池對(duì)廢水沒有明顯的處理效果，僅由于水解酸化、沉淀作用去除了少部分有機(jī)物及懸浮物。

（3）改進(jìn)后的SBBR池、生物接觸氧化池對(duì)豬場(chǎng)沼液這種低碳氮比廢水有良好的脫氮除磷效果。

（4）人工濕地適用于豬場(chǎng)沼液的深度處理，在進(jìn)一步優(yōu)化出水水質(zhì)的同時(shí)，還具有較好的景觀美學(xué)效果。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本工程總投資101.45萬元，其中土建工程投資45.05萬元，設(shè)備工程投資56.40萬元。本工程裝機(jī)容量30.6 kW，使用功率21.25 kW，每日耗電 280.92 kW·h，則每日電費(fèi)157.31元，系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制，只需一名操作工即可，人工費(fèi)每日60元，定期向廢水中投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)約40 kg，費(fèi)用約99.2元，即運(yùn)行成本為2.11元/（m3·d）。

5 結(jié)論

（1）采用生物接觸氧化—SBBR—人工濕地工藝處理豬場(chǎng)沼液具有良好的效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）中的相關(guān)要求。

（2）改良型的生物接觸氧化池與SBBR池及缺氧—好氧交替的運(yùn)行模式適于處理碳氮比低的豬場(chǎng)沼液，脫氮除磷效果較好。

（3）豬場(chǎng)沼液碳氮比低，調(diào)試運(yùn)行時(shí)可定期向廢水中投加適量營(yíng)養(yǎng)物，增加廢水中的碳源，使廢水碳氮磷比例適宜微生物生長(zhǎng)，提高處理效果。

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