养殖废水如何高效处理?15种技术优缺点对比
okmnwtue
okmnwtue Lv.2
2023年07月18日 09:52:49
来自于水处理
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近年来,受新冠疫情影响,国内出现多个进口冷冻肉食品携带病毒的案例,再加上其他国际因素,我国相继提出了扩大内需和加强经济内循环的政策激励,国内养殖业开始快速向规模化、集约化发展。   但与此同时,养殖场所形成的废水量也在不断扩大。   相关数据显示,养殖废水中 COD约为1001万t,NH4+-N约为12万t,TN约为 60万t,TP约为12万t

近年来,受新冠疫情影响,国内出现多个进口冷冻肉食品携带病毒的案例,再加上其他国际因素,我国相继提出了扩大内需和加强经济内循环的政策激励,国内养殖业开始快速向规模化、集约化发展。

 
但与此同时,养殖场所形成的废水量也在不断扩大。   相关数据显示,养殖废水中 COD约为1001万t,NH4+-N约为12万t,TN约为 60万t,TP约为12万t   ,而全国废水COD、NH4+-N、TN、TP的总量分别为2143 万t、96万t、304万t与32万t。

养殖废水污染物质在总水污染物排放量中的占比为 46.71%、12.50%、19.74%与 37.50%。   由此可见,养殖废水已成为全国水污染物排放的主要来源之一,其处理愈发成为不可忽视的问题。
 
根据3月份报道,有关“拆猪场”的消息纷沓而来,全国多地都已经开始拆除养殖场。  
01
养殖业又刮环保风暴,污染整治拒不配合?拆!

1、 累计拆除养殖场 10800余平 福建多地开展生猪养殖污染整治行动
 
近期,针对生猪养殖粪污直排导致交接断面水质超标问题,福建武平集中开展专项整治行动,对28名责任人进行追责问责,依法拆除有关乡镇违法生猪养殖场32宗(处),拆除总面积累计约10800余㎡。
 
无独有偶,福建中堡镇为严厉打击生猪复养行为,切实改善中堡河断面水质。截止2月底,全镇累计清退生猪养殖户60户,清栏生猪3244头。对劝导仍未整改到位的养殖场采取强制拆除。共去功能化猪舍7处,面积达1350平方米。


 
2、罚款约达120余万元,拆除118家违法养殖场!广西玉林大力整治养殖污染
 
3月9日消息,为切实保护南流江广西玉林市博白县博白镇段重点流域水环境,连日来,博白镇积极开展养殖污染整治行动。
 
对于不规范养殖场,发放限期整改通知书,边排查边整改。对于禁养区复养的养殖场坚决依法拆除;对于偷排、直排违法行为动真格,该罚款的罚款。共拆除养殖场28家,罚款62100元,从源头上控制了污染排放。
 
同月,广西博白文地镇在治理水环境过程中,把养殖监管和“河长制”相结合。截至目前,文地镇全镇养殖污染罚没款达110多万元,强拆违法养殖场90家。
 
3、千亿“猪王”被罚28万!产能中国前4、环境违法重罚
 
上面我们看到有污染问题的是“中小猪场”或者散户,但其实也有集团猪企同样存在“污染问题”!2021年曾经有某“猪王”因环保问题惊动中央督导组,2022年又有一位“猪王”因环保问题违法,被重罚28万!
 
据报道,该猪企的子公司有生猪存栏2.9万头,其养殖废水氨氮、总磷浓度均超过《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)中的B级标准。
02
养殖废水如何高效处理?15种技术优缺点对比

1、 物化法 (吸附法、电化学氧化法、絮凝沉淀法、 Fenton氧化法)

 
吸附法   处理废水是指根据固体吸附剂的物理吸附和化学吸附性能,去除废水中多种污染物的过程。虽然操作简单,吸附剂廉价,但是污染物没有被分解,并且吸附后饱和效果会下降。
 
电化学氧化   能去除用生物降解难以去除的污染物,对畜禽养殖废水中的 NH3-N、重金属、抗生素和激素也可以有效地去除,且占地面积小。但是对COD的去除率则比较低
 
絮凝沉淀法   操作流程简单,能有效去除废水中的污染物和重金属,特别是处理畜禽废水时,沉降分离效果好,但是在此过程中会产生大量的污泥,不易处理,也可能会产生新的污染物。
 
Fenton氧化法   对于一些难降解的有机废水具有很好的降解效果,对畜禽废水中的 COD和NH3-N也能明显地去除。虽然对有机物有较好的降解效果,但是在废水处理过程中,Fe2+消耗大且H2O2利用率低。
 
2、厌氧处理技术(ABR、UASB、AF、MFC、IC、EGSB)
 
(1) UASB(升流式厌氧污泥床)
 
UASB主要是利用分离器使污泥停留时间与废水停留时间分离,以此实现废水处理效果。大量实验研究表明,UASB能够去除掉畜禽养殖废水中的COD、磷、氮等污染物质,去除效果分别可达到90%、80%、92%。
 
优点:   水里的停留时间短,有机负荷高,节省造价,避免填料堵塞,无需污泥回流设备。

缺点:   存在短流现象,进水悬浮物不能过高,耐冲击力薄弱。
 
(2) AB R 厌氧折流板反应器
 
ABR主要是利用上下折流板、隔室与反应器对废水进行处理,经过ABR处理后的废水能够去除废水中存在的70%~90% COD,也能去除20%左右的NH4+-N。
 
优点:   污泥产率低,抗冲击负荷能力强,可抵御有毒物质冲击 ; 构造简单, 基建、维护费用低。
 
缺点:   反应器深度不宜过大,均匀配水较为困难,推流状态较难维持。

(3) EGSB(膨胀颗粒污泥床)
 
EGSB主要是在畜禽废水处理中通过增加废水中微生物与有机物的方式来实现废水处理。经过EGSB处理后的畜禽养殖废水中的微生物与有机物数量明显增多,从而可以利用微生物与有机物价值效能与废水中的污染物进行充分接触与反应。
 
通过EGSB处理猪、肉牛、奶牛、蛋鸡废水,COD的去除率可高达80%以上。
 
优点:   高径比大,占地小,机械强度高,沉降性能优异,无断流,堵塞与死角问题,水力负   荷高。
 
缺点:   容易出现污泥流失问题。
 
(4)  其他厌氧处理技术在养殖废水中的应用及优缺点   见下表


3、好氧处理技术(BAF、SBBR、MBBR、SBR、A/O)
 
(1) SBR(序批式活性污泥法)
 
SBR相较于EGSB能够增加畜禽养殖废水中的微生物与有机物数量,可以稀释废水中抑制微生物与有机物的物质。
 
SBR不仅能够有效控制活性污泥膨胀,其脱氮除磷效果也十分优异。以猪养殖废水为例,经过 SBR 处理后的废水经检测发现,废水中的 COD、TN、NH3-N、SS、BOD等污染物质清除效果良好,去除率可分别达到80%、75%、96%、97%以及90% 。 
 
优点:   基建与维护费用较低,可脱氮除磷,有较强抗冲击负荷能力,可处理高浓度有机污水及有毒废水。
 
缺点:   控制设备复杂,运行维护要求高,容积利用率低,系统流量不均匀。
 
(2) SBBR(序批式生物膜反应器)
 
SBBR对畜禽养殖废水中的污染物去除效果良好,SBBR的作用主要是由于其生物量多,微生物增殖慢、世代时间长,有较长食物链。
 
SBBR在实际应用中能够达到96%的COD去除率,与此同时,还能够在一定程度上去除氮与有机物,此外,在不同填料物质促使下,SBBR的处理效果还可以得到进一步提升。
 
优点:   水力停留时间短,维护费用少,脱氮除磷以及处理难降解有机物效果优异,抗冲击负荷能力强。
 
缺点:   不同微生物的成长环境相互影响,运行参数复杂。
 
其他好氧处理技术在畜禽废水中的应用及优缺点   见下表

03
三个典型案例详解,   让你更懂养殖废水处理
 

1、南京某猪场:AE厌氧反应器+两级A/O反应池+高效反应沉淀池

 
该猪场废水处理工程处理水量为120m3/d,预期出水CODCr≤200 mg/L、SS≤100 mg/L、氨氮≤80 mg/L、TP≤8 mg/L,pH为5.5~8.5,出水达到灌溉水质标准的旱作作物排放标准,氨氮、总磷满足畜禽养殖业污染物排放标准要求(GB 18596—2001)。

图源/网络:AE反应器+两级A/O反应池  

AE厌氧反应器结合了第一代厌氧反应器AC和第三代厌氧反应器EGSB的优点。该工程预计运行成本为9.68元/m3,污水处理站建成投产后将减少污水对周边的污染,改善水体水质条件。
 
2、广东某猪厂:EGSB+生物接触氧化池+MBR
 
该猪厂每日产生废水量约100 t,COD、氨氮分别为4042.48、754.1mg/L,处理后出水 COD、氨氮分别为162.36、63.3mg/L,COD、氨氮、BOD5和悬浮物的去除率分别达到95.98%、91.61%、90.78%、92.02%。

  图源   /网络:EOM工艺流程
 
该工程总投资140万元,土建成本44.5万元,设备材料95.5万元,每天的运行费用180元,吨水成本约1.8元;相较于同类型工艺,该工程占地较小、运行费用低,可高效处理高浓度有机废水,出水水质满足广东省地方标准要求(DB 44/613—2009)。
 
3、江西某有机牧场:厌氧消化—UASB—SBR—氧化塘工艺
 
该有机牧场有1000头奶牛,每日产生废水量300t。进水COD为18000~20000mg/L、氨氮为410~510mg/L、SS为4000~6000mg/L时,该工艺对COD去除率为98.1%,SS去除率为97.5%,氨氮去除率为76.1%。

  图源   /网络:UASB+SBR工艺流程

工程总投资386万元,设备投资188万元,土建费用投资198万元,废水处理费用约1.05元/m3;沼气每天发电约160kW·h,沼液可用于农作物灌溉,具有一定经济和社会效益。
 
该工程常温处理效果较好,可供南方地区的养殖废水处理参考。各项出水指标满足GB18596—2001要求,接续氧化塘处理后,出水满足灌溉水质标准要求(GB 5084—2005),可用于农田灌溉。
04
未来养殖废水处理利用技术的三大趋势  

1、 打通沼气利用通道,提升厌氧处理减污降碳协同效应

 
甲烷排放量在全球温室气体排放量中约占20%。在农业行业,畜禽养殖与粪便管理是温室气体排放的主要贡献者。在“碳中和”的形势下,国家有可能出台甲烷限量排放标准,废水厌氧处理产生的沼气直接排放将会受到限制。

2、 总氮去除将会成为畜禽养殖废水达标处理的新要求
 
对于大型、特大型畜禽养殖场,处理后的出水仍然难以完全还田利用。

目前,许多地方要求处理出水达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962)后进入城镇污水处理厂,该标准对总氮有较高要求。另外,一些省市修订的《集约化畜禽养殖业水污染物排放标准》也提出了总氮排放要求。
 
因此,在以后的畜禽养殖废水处理技术研究与应用中,应关注总氮的去除,短程硝化-厌氧氨氧化技术将会是畜禽养殖废水研究与应用的热点。
 
3、 智能化信息技术在废水处理工程中的应用将会更加广泛
 
在废水处理工程中应用智能化信息技术可以减少人工、提高运行稳定性、有效降低费用、提升废水处理效率。利用数据采集、物联网、大数据、无线传输、反馈信号调节等技术提升废水处理自动化、智能化程度,将会是现代畜禽废水处理工程的发展趋势。
免费打赏
yj蓝天
2023年07月19日 07:33:11
2楼

好资料,对于养殖废水处理工程的设计运行有一定参考作用,学习啦,谢谢楼主分享

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