近年畜禽养殖业的发展和菜篮子工程的实施,集约化规模化畜禽养殖业迅速发展崛起。为了减轻水环境日趋严重的污染问题,畜禽粪便废水的处理显然极其必要。畜禽粪便废水有机物浓度高、氨氮浓度高、恶臭严重,对其处理目前尚缺乏成功的经验。该类废水的处理难度较高,常规的厌氧—好氧处理难以实现氨氮达标排放。的特点总结如下:处理出水水质稳定;处理设备占地面积小;处理效率高,抗有机负荷冲击能力强;动力消耗低;由于活性污泥不会流失,因此不会出现污泥膨胀影响正常运行的现象;操作管理简单。
本文主要介绍膜生物技术处理养猪场排放废水。
废水处理工艺流程
畜禽粪便废水具有高COD和高NH3—N的特点,要实现去除COD和去除NH3—N的目的,必须采用具有硝化-反硝化功能的生物脱氮系统,理论上来说采用生化厌氧+好氧处理较适合。但以下几点因素限制了厌氧处理技术在畜禽粪便废水处理中的应用:1)厌氧处理对温度、pH等环境因素很敏感,对操作人员要求高,不适用于畜牧场;2)畜禽粪便废水氨氮浓度高,实际操作中容易造成系统酸化;3)厌氧处理会产生一定量的沼气,由于沼气收集系统造价高、操作要求高,若直接排放存在安全隐患。
因此,厌氧+好氧处理不是最合适的选择。而单一的好氧处理对氨氮没有很好的处理效果。为了达到稳定脱氮的效果,设计采用处理能力大、净化功能高的膜生物废水处理技术。废水首先经过螺旋式固液分离机预处理后,清液进入调节池,均衡水质水量后用泵打入处理池,处理后通过单元的水排放,处理过程产生的污泥排入污泥干化池。
技术原理及特点
生物处理池中关键的膜分离单元,以一定间隔放置在池后端,池内的活性污泥对废水中的有机物进行降解。降解后的水通过中空丝状膜排放。膜孔孔径为0.1μm,颗粒性物质及活性污泥不能通过该膜孔而被分离。 细菌等不会通过膜孔而流失,而是附着后形成生物膜,随着时间的增加,生物膜上能生长世代时间较长、增殖速度慢的硝化菌。由于微生物附着生长并使生物膜具有较少的含水率,单位处理池容积内的生物量可比普通活性污泥高5~20倍,因而具有较大的处理能力。又由于硝化菌的生产繁殖,使处理池不仅能有效地去除有机污染物,且具有一定的硝化脱氮功能。
生物处理池采用微孔曝气器曝气,部分污泥回流至池前端,回流比最高可达到9:1。在膜分离装置前,高浓度活性污泥与废水充分混合,有机物在被微生物降解的同时,NH3—N也被亚硝酸菌氧化成NH3-,再回流至池前端利用进水的有机物碳源进行反硝化,最终使NH3-还原成为N2,达到脱氮的作用。在正常运转后,处理池中活性污泥浓度可达8000~12000mg/L。
采用膜生物技术的处理工艺与普通活性污泥法相比较,膜生物处理池通过膜分离单元将清水直接抽出,不参加回流的部分污泥可直接被分离,不需要再设置二沉池进行固液分离。这样池内的活性污泥及微生物不会流失,可保持高浓度的微生物菌类,这样保证了稳定的有机物降解率和NH3—N去除率,同时由于处理池中的活性污泥浓度是普通活性污泥法污泥浓度的3~4倍,使其占地面积只有普通活性污泥法处理池的1/4~1/3。