王樹德

（宿州市環(huán)境保護監(jiān)測站安徽宿州234000）

規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖廢水厭氧發(fā)酵液處理研究

王樹德

（宿州市環(huán)境保護監(jiān)測站安徽宿州234000）

本文介紹了一種畜禽養(yǎng)殖廢水厭氧發(fā)酵液的處理方法，該方法將新型脫氮除磷技術(shù)和化學(xué)沉淀磷酸鹽回收法結(jié)合，可實現(xiàn)廢水的深度脫氮除磷和高濃度磷酸鹽濃縮液的磷資源回收，具有工藝占地面積小、運行負荷高、效果穩(wěn)定、操作維護方便、出水易達標排放等優(yōu)點。

禽畜養(yǎng)殖；厭氧發(fā)酵液；產(chǎn)沼回收；MAP

1 背景

規(guī)?；B(yǎng)豬場由于廢水排放量大、含有高濃度的COD、TN（主要以NH4+-N形式存在）和TP等特點，養(yǎng)豬場廢水中BOD/ COD普遍在0.4～0.7之間，屬易降解有機廢水，因此生化法是養(yǎng)豬場廢水處理的首選工藝。

規(guī)模化豬場養(yǎng)殖廢水含有高濃度的COD，可利用厭氧生物發(fā)酵產(chǎn)沼回收能源。目前，沼氣池已經(jīng)在國內(nèi)大部分豬場中得到推廣應(yīng)用。盡管厭氧生物發(fā)酵產(chǎn)沼可以去除豬場養(yǎng)殖廢水中大部分COD，但是出水污染物濃度仍然很高，尤其是NH4+-N和TP基本沒有去除,屬于典型的低碳氮比廢水，難以采用傳統(tǒng)脫氮除磷工藝實現(xiàn)達標排放。因此，厭氧生物發(fā)酵產(chǎn)沼往往作為豬場養(yǎng)殖廢水的前處理工藝，其典型自養(yǎng)型厭氧發(fā)酵出水的處理成為了豬場廢水處理的關(guān)鍵[1-3]。

目前脫氮除磷新技術(shù)和新工藝因減少碳源需求、降低曝氣強度、減少污泥產(chǎn)量等優(yōu)勢備受關(guān)注。其中因短程硝化-厭氧氨氧化（Sharon-anammox）反應(yīng)過程中完全自養(yǎng)脫氮，反硝化除磷過程能夠以NO3--N或NO2--N作為電子受體吸磷，實現(xiàn)同步脫氮除磷，因此該類新技術(shù)新工藝發(fā)展最為迅速。同時，由于P資源的匱乏，廢水中磷酸鹽的回收，尤其是鳥糞石（磷酸銨鎂）沉淀法（簡稱MAP）回收磷酸鹽，成為廢水中磷處理的主要研究方向。

因此，若將自養(yǎng)脫氮過程與反硝化除磷工藝耦合，結(jié)合化學(xué)沉淀磷資源回收法用于豬場厭氧發(fā)酵液的處理，利用工藝互補性解決兩種新工藝在應(yīng)用中的關(guān)鍵問題，可以強化工藝優(yōu)勢并實現(xiàn)污染物的深度去除。新型高效低耗自養(yǎng)型廢水生物脫氮耦合反硝化除磷技術(shù)的開發(fā)具有重要的實際應(yīng)用價值。

2 工藝流程介紹

自養(yǎng)脫氮過程與反硝化除磷工藝耦合工藝如圖1所示。

圖1 污水處理工藝流程圖

2.1 將畜禽養(yǎng)殖廢水原水泵入反硝化除磷SBR反應(yīng)器進行厭氧釋磷反應(yīng)；反應(yīng)2h～3h；反硝化除磷SBR反應(yīng)器的運行模式為序批式，半短程硝化反應(yīng)器和厭氧氨氧化反應(yīng)器的運行模式為連續(xù)式，水力停留時間為6 h～8h。

2.2 反硝化除磷SBR反應(yīng)器的排水進入MAP沉淀池進行磷酸鹽結(jié)晶回收，至回收率大于90%；厭氧階段充分釋磷后的高濃度含磷濃縮液在MAP反應(yīng)池內(nèi)化學(xué)沉淀實現(xiàn)磷酸鹽的回收，并去除部分有機物和氨氮。釋磷后的高濃度含磷濃縮液較豬場廢水厭氧發(fā)酵液更易沉淀回收，回收成本更低。

2.3 將畜禽養(yǎng)殖廢水厭氧發(fā)酵液和MAP沉淀池出水泵入半短程硝化反應(yīng)器，將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮同時去除COD，至氨氮轉(zhuǎn)化率為40%～60%，COD去除率達到90%以上；其中，畜禽養(yǎng)殖廢水厭氧發(fā)酵液和MAP沉淀池出水的體積比為5：1～8：1。

2.4 半短程硝化反應(yīng)器出水進入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器進行深度脫氮，至總氮去除率大于85%；

2.5 厭氧氨氧化反應(yīng)器出水再泵入反硝化除磷SBR反應(yīng)器進行缺氧反應(yīng)，反應(yīng)3 h～4h后，曝氣，沉淀排水。本步驟是將半短程硝化—厭氧氨氧化過程出水作為反硝化除磷SBR反應(yīng)器缺氧吸磷段進水進行深度脫氮除磷，自養(yǎng)脫氮過程產(chǎn)生的NO3-和剩余的NO2-可作為反硝化除磷缺氧吸磷過程的電子受體，結(jié)合短時間后曝氣吹脫氮氣并進一步好氧除磷，實現(xiàn)出水的達標排放。

3 結(jié)語

3.1 以新型脫氮除磷理論技術(shù)為基礎(chǔ)，形成旨在降低成本并實現(xiàn)深度脫氮除磷的循環(huán)式自養(yǎng)脫氮耦合反硝化除磷工藝。通過將畜禽養(yǎng)殖廢水原水首先進入反硝化除磷SBR反應(yīng)器，通過厭氧反應(yīng)去除COD并充分釋磷；高濃度含磷厭氧出水進入MAP反應(yīng)池進行磷酸鹽結(jié)晶回收；廢水厭氧發(fā)酵液和MAP沉淀池出水連續(xù)進入半短程硝化反應(yīng)器脫碳和部分氨氮轉(zhuǎn)化；半短程硝化反應(yīng)器出水進入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器脫氮；厭氧氨氧化反應(yīng)器出水進入反硝化除磷SBR進行缺氧段的深度脫氮除磷，反應(yīng)結(jié)束后排水排泥。

3.2 本工藝利用生物厭氧釋磷過程將廢水中的磷酸鹽變?yōu)閰捬趿姿猁}濃縮液，更經(jīng)濟有效地實現(xiàn)了廢水中磷資源的回收；利用自養(yǎng)生物脫氮過程去除廢水中的氮素，解決自養(yǎng)型廢水碳源不足問題并降低生物脫氮過程的曝氣需求；利用反硝化除磷以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體的缺氧反應(yīng)過程實現(xiàn)同步脫氮除磷和深度脫氮除磷，并節(jié)約除磷過程的曝氣需求。工藝可解決低碳氮比廢水處理難達標問題，并大大節(jié)約曝氣量，實現(xiàn)低碳氮比廢水的經(jīng)濟高效去除。

3.3 采用本方法的方法獲得的出水水質(zhì)好：COD、氨氮、總氮、總磷等指標均可達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）的排放要求，工藝高效穩(wěn)定，運行費用大大降低，有很好的推廣利用價值。

[1]陳蕊,高懷友,傅學(xué)起,等.畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2006,25:374-377.

[2]杜祥君,秦繼華.HCR工藝改進及其用于養(yǎng)殖廢水處理的中試研究[J].污染防治技術(shù),2014,27(2)：18-20．

[3]田延威,沙德宏,高峰,等.改性硅酸鈣用于養(yǎng)殖廢水厭氧處理過程中除磷研究[J].工業(yè)水處理,2015,35(5)：67-70.

王樹德（1973—），漢族，安徽宿州人，大專，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測工作。