郭曉峰
摘要:氧消化技術(shù)是當(dāng)下畜禽糞污處理的常用手段,針對經(jīng)厭氧消化處理后形成的沼液需再行處理應(yīng)用。文章主要探究穩(wěn)定塘、人工濕地和人工砂濾系統(tǒng)三種自然處理工藝在畜禽糞污厭氧消化液領(lǐng)域中的應(yīng)用狀況及取得的效果,以供同行參考。
關(guān)鍵詞:畜禽糞污;厭氧消化液;自然處理;技術(shù)應(yīng)用
近些年,國家對畜牧業(yè)的扶持力度持續(xù)增大,畜禽養(yǎng)殖規(guī)模也有不斷拓展趨勢。但畜禽養(yǎng)殖企業(yè)建設(shè)規(guī)模參差不齊,配置的糞污處理設(shè)施欠缺完善性,畜禽污染問題逐漸暴露出來,對飲水安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,畜禽糞污無節(jié)制性排放是很多地區(qū)尤其是農(nóng)村的主要污染源之一。厭氧消化技術(shù)有能耗量低、工藝成熟度高等優(yōu)勢,為當(dāng)下處理畜禽糞污的常用技術(shù)類型,但該工藝應(yīng)用階段會(huì)形成較多沼液,若不達(dá)標(biāo)就排放到外界,則會(huì)污染、破壞生態(tài)環(huán)境。自然處理技術(shù)有成本低廉的特征,可在廣大農(nóng)村地區(qū)用于處理糞污厭氧消化液。
1穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘(SPA)又被稱為生物塘,是通過天然或者人工修整后形成的一種池塘,依賴菌藻的協(xié)同作用處理污水的構(gòu)筑物。穩(wěn)定塘處置污水階段,在污物被分解過程中起到?jīng)Q定性作用。針對穩(wěn)定塘內(nèi)氧氣的來源以大氣復(fù)氧及藻類光合作用過程為主。有機(jī)廢水會(huì)在穩(wěn)定塘內(nèi)停滯較長時(shí)間,污物通過以水內(nèi)微生物代謝活動(dòng)過程為載體被降解。大部分狀況下,穩(wěn)定塘僅被作為人工濕地的預(yù)處理單元,廢水被處理后,有機(jī)污物濃度下降,溶解氧含量提升。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,針對沒有經(jīng)嚴(yán)格厭氧處理的畜禽廢水,一般會(huì)把穩(wěn)定塘內(nèi)的一級處理工藝設(shè)為厭氧或兼性穩(wěn)定塘[1],用其將常規(guī)厭氧消化罐取而代之,這樣很多有機(jī)物歷經(jīng)厭氧消化過程后便會(huì)被去除,而后步入至下一級別處理工序中。有學(xué)者采用多類型穩(wěn)定塘處理豬場廢水結(jié)果表明,進(jìn)水COD 15,899mg/L、GOD5 10,840mg/L、NH4+-N 1,283mg/L,出水水質(zhì)COD、GOD5、NH4+-N含量分別為71.5mg/L、23mg/L、66.5mg/L,污染物處理后實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放[2]。
2人工濕地
人工濕地(CWs)是上個(gè)世紀(jì)70年代末期發(fā)展起來的一種廢水處理技術(shù),依照流動(dòng)方式的不同可以將人工濕地分為表面流濕地(FWSCW)和潛流濕地(SSFVW),后者又有水平潛流(HSSFCW)和垂直潛流(VSSFCW)之分。人工濕地技術(shù)主要是利用自然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的理化、物化及生化作用等去凈化污水,通過吸附、沉淀、微生物降解及植物吸收過程等剔除污水內(nèi)有機(jī)物、氮、磷及部分重金屬等物質(zhì)[3],能取得良好的處理成效,具有較高的脫氮除磷能力、成本偏低且對負(fù)荷波動(dòng)過程的適應(yīng)性能強(qiáng)。
將人工濕地系統(tǒng)用于厭氧消化液的處理領(lǐng)域中,其在去除廢水內(nèi)氮、磷、懸浮物等方面表現(xiàn)出良好效能。有學(xué)者采用SSFCW處理豬場廢水厭氧發(fā)酵出水,統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn),SS、SOD、TN、TP的平均去除率依次是96%~99%、77%~84%、10%~24%和47%~59%。在工程運(yùn)用階段,常規(guī)做法聯(lián)合使用個(gè)人工濕地系統(tǒng),進(jìn)而提升污水處理效果。另有學(xué)者采用兩個(gè)VSSFCW與一個(gè)HSSFCW人工濕地整合工藝去處理牛糞厭氧消化液,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)進(jìn)水符合達(dá)到50L/d與200L/d時(shí),以上工藝對COD、GOD5、NH4+-N及TP的去除率依次達(dá)到76%與86%、87%與87%、88%與73%、98%與99%;此外,于VSSFCW人工濕地系統(tǒng)內(nèi)栽種香蒲與燈心草,其對污物的去除率無顯著差異[4]。
3人工砂濾系統(tǒng)
該系統(tǒng)是以傳統(tǒng)快速滲濾系統(tǒng)(RI)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,利用滲透性較好且有一定陽離子交互容量的天然河砂作為滲濾介質(zhì),將進(jìn)水投放配置至砂濾系統(tǒng)的表層,促使其在向下滲透階段歷經(jīng)差異化的物理、生物以及化學(xué)作用,最后實(shí)現(xiàn)凈化水質(zhì)的目標(biāo)。人工砂濾系統(tǒng)屬于土地處理系統(tǒng)的一種類型,有水力負(fù)荷偏高、占地面積小等優(yōu)勢,并且可以采用集水管網(wǎng)回收應(yīng)用系統(tǒng)出水,其現(xiàn)實(shí)工程在丹麥、瑞士等地區(qū)有較廣泛應(yīng)用。填料堵塞是該系統(tǒng)應(yīng)用階段最常見的問題[5],多發(fā)生在系統(tǒng)和進(jìn)水相觸及的初始區(qū)段,并且伴隨深度的拓展,堵塞程度會(huì)有降低趨勢,部分懸浮物截留與吸附是發(fā)生堵塞問題的主要原因,不利于系統(tǒng)正常運(yùn)作[6]。
有研究表明利用分層砂濾池處理擬化了高濃度奶牛場廢水處理過程,歷經(jīng)342d試驗(yàn)研究后,進(jìn)水COD、TSS、TKN分別符合在14、3.7、2.1g/m2·d條件下,砂濾池水去除率依次是99%、100%、86%。
4結(jié)束語
針對同一廢水,使用不同的自然處理系統(tǒng)處理時(shí)均表現(xiàn)出一定優(yōu)勢,并且在水力負(fù)荷、有機(jī)負(fù)荷及費(fèi)用支出等方面也存在較大差異。為更好的滿足不同畜禽養(yǎng)殖廢水處理的現(xiàn)實(shí)需求及所屬地氣候條件等的差異性,現(xiàn)實(shí)工程中一般會(huì)對不同自然處理工藝進(jìn)行組合優(yōu)化,進(jìn)而將自然處理技術(shù)效能充分發(fā)揮出來。█
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