本發(fā)明涉及改良上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、兩級(jí)缺氧/好氧(兩級(jí)A/O)和混凝綜合處理豬場(chǎng)沼液系統(tǒng),屬于環(huán)保水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，我國(guó)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，在促進(jìn)增收和提高人民生活水平的同時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放污染已成為我國(guó)農(nóng)村面源污染的主要因素之一，也成為繼工業(yè)廢水和生活污水的第三大污染源。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2010年全國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的化學(xué)需氧量（COD）已達(dá)到1268.26萬(wàn)t,其中集約化養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的高濃度的廢水占到了主要地位?，F(xiàn)階段，我國(guó)的規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)廢水治理基本完成了厭氧處理，即完成了沼氣池等厭氧構(gòu)筑物的建設(shè)。經(jīng)過(guò)厭氧的酸化和甲烷化兩階段，豬場(chǎng)廢水高濃度的有機(jī)物基本得到控制，去除了70%以上的COD并殺滅了大部分的致病菌。但發(fā)酵后產(chǎn)生的大量沼液中仍然含有較高濃度的COD和大量氨、磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果不進(jìn)一步處理，直接排放將對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境形成嚴(yán)重的破壞。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)豬場(chǎng)沼液處理研發(fā)了多種工藝，主要有好氧處理、厭氧處理、自然處理和還田作肥等。豬場(chǎng)沼液仍屬于高氨氮的有機(jī)廢水，直接好氧處理，能耗過(guò)大，運(yùn)行費(fèi)用高。合適的方案應(yīng)該是先厭氧后好氧的組合處理工藝，但現(xiàn)階段仍缺乏經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟的組合工藝處理此類(lèi)廢水。因此,尋找一種脫氮除磷效果好、投資和運(yùn)行成本低,因地制宜、操作管理簡(jiǎn)單,并能產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的組合工藝,對(duì)解決規(guī)模化養(yǎng)豬廢水造成的環(huán)境污染問(wèn)題尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)豬場(chǎng)沼液含有高濃度的COD、氮、磷、懸浮物等污染物，沼液水質(zhì)隨時(shí)間波動(dòng)大，碳氮比嚴(yán)重失衡，可生化性差，處理難度大等特點(diǎn)，提出了一種UASB-兩級(jí)A/O-混凝綜合處理豬場(chǎng)沼液系統(tǒng)，豬場(chǎng)沼液經(jīng)過(guò)該組合工藝處理后出水指標(biāo)均符合《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596-2001）要求。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：利用UASB反應(yīng)器、一級(jí)缺氧/好氧（一級(jí)A/O）、二級(jí)缺氧/好氧（二級(jí)A/O）和混凝四位一體綜合處理豬場(chǎng)沼液。豬場(chǎng)沼液最后從消毒池經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)排放口流出，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

所述系統(tǒng)組成為:調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)器、一級(jí)缺氧池、一級(jí)好氧池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)好氧池、中沉池、混凝池、二沉池、消毒池、標(biāo)準(zhǔn)排放口依次連接；UASB、污泥濃縮池、板框壓濾機(jī)依次連接；中沉池、二沉池和混凝池與污泥濃縮池連接,使三池的污泥排入污泥濃縮池；

所述系統(tǒng)工作過(guò)程如下:

(1）豬場(chǎng)沼液由管網(wǎng)收集后經(jīng)過(guò)粗格柵去除大顆粒糞渣后自流入調(diào)節(jié)池中進(jìn)行均衡水質(zhì)和水量；

（2）調(diào)節(jié)池出水由提升泵提升至UASB反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧處理，沼液經(jīng)過(guò)二次水解酸化，大幅度降低有機(jī)物濃度，減輕系統(tǒng)后續(xù)工藝的處理負(fù)荷；

（3）UASB反應(yīng)器出水在重力作用下自流入兩級(jí)A/O生物處理系統(tǒng)，兩套A/O工藝前后串聯(lián)，好氧段設(shè)置回流泵將部分混合液回流至各自的缺氧段；第一級(jí)A/O采用活性污泥法工藝，通過(guò)縮短污泥泥齡和水力停留時(shí)間，促進(jìn)聚磷菌生長(zhǎng)，最后利用排泥法除磷；第二級(jí)A/O采用生物膜法工藝，延長(zhǎng)了污泥泥齡，有利于世代時(shí)間長(zhǎng)的脫氮菌的繁殖，促進(jìn)脫氮效果；

（4）兩級(jí)A/O池出水自流入中沉池，利用重力沉降作用進(jìn)行固液分離，進(jìn)一步去除懸浮物和前段工藝中脫落的生物膜，保障出水水質(zhì)；

（5）中沉池上層清液溢流入混凝池，并向混凝池中投加適量的PAC、PAM和除磷劑熟石灰等藥劑使廢水中的懸浮物形成絮體，同時(shí)進(jìn)一步降低COD和TP的濃度；

(6）混凝池出水進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離后上清液進(jìn)入消毒池，投加進(jìn)NaClO進(jìn)行消毒，殺滅大腸桿菌、致病細(xì)菌及部分病毒。最終確保出水符合要求達(dá)標(biāo)排放；

(7）組合工藝中污泥濃縮池主要收集調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)器、中沉池、混凝池和二沉池的剩余污泥，污泥濃縮后經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)降低污泥含水率，隨后污餅外運(yùn)進(jìn)行處理處置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:

改良UASB反應(yīng)器是在傳統(tǒng)UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上增設(shè)了外循環(huán)污泥回流裝置，確保了厭氧污泥不流失。同時(shí)通過(guò)回流來(lái)增加反應(yīng)器內(nèi)液體上升速度，提高厭氧發(fā)酵效率，縮短水力停留時(shí)間（改良UASB實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)為2014200062588）。此外，反應(yīng)器配套了的新型布泥器和布水器，其中布泥器避免了回流污泥直接進(jìn)入反應(yīng)器造成局部污泥濃度過(guò)高，破壞厭氧顆粒污泥的活性（實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)2014200034959）,布水器則起到均勻布水的作用（實(shí)用新型專(zhuān)利號(hào)2014200055279）。經(jīng)過(guò)UASB可去除廢水中大部分的有機(jī)污染物，減小水質(zhì)對(duì)后續(xù)工藝的沖擊負(fù)荷，保證后續(xù)生物處理工藝正常運(yùn)行。

兩級(jí)A/0工藝前后串聯(lián)，分別采用活性污泥法除磷和生物膜法脫氮，針對(duì)聚磷菌和脫氮菌不同的增殖特性，通過(guò)控制污泥泥齡、水力停留時(shí)間、好氧段混合液的回流比等運(yùn)行參數(shù)從而克服了傳統(tǒng)A²/O在脫氮除磷過(guò)程中存在的碳源不足、硝酸鹽干擾、污泥泥齡難以兼顧脫氮菌和聚磷菌的世代時(shí)間等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了高效的脫氮除磷。

混凝池投加了混凝劑PAC、PAM和除磷劑Ca(OH)₂，使得混凝沉淀和化學(xué)除磷形成了協(xié)同作用，提高了污染物去除效果。

廢水處理工藝運(yùn)行費(fèi)用低、處理效果穩(wěn)定，適合規(guī)模化豬場(chǎng)廢水處理和技術(shù)推廣。

沼液經(jīng)過(guò)組合工藝處理后，最終出水水質(zhì)優(yōu)于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596-2001）要求。

附圖說(shuō)明

圖1為UASB-兩級(jí)A/O-混凝處理豬場(chǎng)沼液系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述系統(tǒng)組成為:調(diào)節(jié)池、UASB反應(yīng)器、一級(jí)缺氧池、一級(jí)好氧池、二級(jí)缺氧池、二級(jí)好氧池、中沉池、混凝池、二沉池、消毒池、標(biāo)準(zhǔn)排放口依次連接；UASB反應(yīng)器、污泥濃縮池、板框壓濾機(jī)依次連接；中沉池、二沉池和混凝池與污泥濃縮池連接,使三池的污泥排入污泥濃縮池；

處理量為100m³/d的豬場(chǎng)沼液，沼液水質(zhì)：CODCr 2850～3000mg/L，NH₃-N 750～850mg/L，TP 30～40mg/L，SS 950～1300mg/L。豬場(chǎng)沼液經(jīng)過(guò)粗格柵后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，進(jìn)行水質(zhì)和水量調(diào)節(jié)。然后由提升泵將廢水提升至UASB反應(yīng)器中進(jìn)行厭氧處理，沼液經(jīng)過(guò)二次水解酸化，大幅度降低有機(jī)物濃度。UASB反應(yīng)器出水 CODCr 700～800mg/L，NH₃-N 1100～1200mg/L，TP 25～30mg/L，SS 300～350mg/L。其次廢水在重力作用下自流入兩級(jí)A/O生物處理系統(tǒng)，兩級(jí)A/O工藝前后串聯(lián)，好氧段混合液部分回流至缺氧段。第一級(jí)A/O采用活性污泥法，通過(guò)縮短污泥泥齡和水力停留時(shí)間，促進(jìn)聚磷菌生長(zhǎng)，最后利用排泥法除磷。第二級(jí)A/O采用生物膜法，利用生物膜富集世代時(shí)間長(zhǎng)的脫氮菌，促進(jìn)脫氮效果。兩級(jí)A/O池出水 CODCr 300～400mg/L，NH₃-N 90～110mg/L，TP 8～10mg/L，SS 400～430mg/L。接著廢水進(jìn)入中沉池，進(jìn)行固液分離，進(jìn)一步去除懸浮物（SS），改善出水水質(zhì)。中沉池上層清液進(jìn)入混凝反應(yīng)池，并投加PAC、PAM和熟石灰等藥劑使廢水中的懸浮物形成絮體，同時(shí)進(jìn)一步降低COD和TP的濃度?；炷爻鏊瓹ODCr 180～200mg/L，NH₃-N 50～70mg/L，TP 3～5mg/L，SS 180～200mg/L?；炷爻鏊M(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離后上清液進(jìn)入消毒池，投加進(jìn)NaClO進(jìn)行消毒，最終確保出水符合要求達(dá)標(biāo)排放。最終出水水質(zhì)CODCr 150～180mg/L，NH₃-N 40～60mg/L，TP 2～3mg/L，SS 100～130mg/L。組合工藝中污泥濃縮池主要收集UASB反應(yīng)器、中沉池、混凝池和二沉池的剩余污泥。污泥濃縮后經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)降低污泥含水率,隨后污餅外運(yùn)處理處置。