畜禽养殖废水深度处理工艺
养殖污水处理_煤矿印染污水处理设备厂家
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申请日 20180322
公开（公告）日 20201106
IPC分类号 C02F9/14; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种畜禽养殖废水深度处理工艺，针对畜禽养殖废水水质特点，将处理工艺分为预处理、生化处理和深度处理三个阶段，首先通过化学絮凝去除大颗粒悬浮物，在三维电化学中通过电氧化脱氮除磷，将难降解有机物转化为易降解的有机物，后将废水通入由ABR池、三段生物接触氧化池组成的生化处理系统，最后经过化学芬顿出水可以满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)中的城市绿化的标准。作为高氨氮废水，本发明没有考虑吹脱工艺，仅根据电氧化和生物脱氮原理将化学处理系统和生化处理系统有机组合即可出水氨氮达标，既解决了该类废水出水达标难的问题，又达到了回收利用的目的。
权利要求书
1.一种畜禽养殖废水深度处理工艺，该工艺包括以下步骤：
S1、一级处理：将畜禽养殖废水依次通过絮凝池、沉淀池，将废水中的大颗粒悬浮物去除，并收集污泥至污泥池，出水通过三维电化学反应器改善废水的可生化性后进入生化处理系统；
S2、二级处理①：经过步骤S1后的出水通入ABR厌氧池，降低COD与悬浮物含量并将有机氮化合物转化为氨态氮；
S3、二级处理②：经过步骤S2后的出水通过三段生物接触氧化池净化水质，去除COD的同时脱氮，所述三段生物接触氧化池内设置有活性污泥和悬浮式的蜂窝填料，且所述三段生物接触氧化池内蜂窝填料填充率为20％～30％；
S4、深度处理：经过步骤S3后的出水通过回流装置回流至三维电化学反应器重复步骤S1、S2进行二次脱氮，再将经过二次脱氮的出水直接进行化学芬顿处理；
所述ABR厌氧池一共有6个隔室，沿水流方向的第1个隔室长度为第2个隔室的两倍，第2到第5个隔室体积相同，所述ABR厌氧池设有出水管的侧壁与水平方向的夹角为75°；
所述ABR厌氧池中沿水流方向的第1到第5个隔室内部设置有PVC材料的带孔板，所述第1到第5个隔室内部位于带孔板下方放置厌氧活性污泥，位于带孔板上方放置纤维滤料，所述纤维滤料高度为隔室高度的1/3；
步骤S4所述化学芬顿处理在化学芬顿反应罐内进行，化学芬顿反应罐底部进水，上部出水，底部进水口安装有管道混合器，硫酸溶液、亚铁离子溶液和双氧水溶液依次经管道混合器加入；所述化学芬顿反应罐设置体外循环，将化学芬顿反应罐上部分的反应液通过回流泵注入底部，回流比为500％；
步骤S4所述回流装置的回流比为100％～300％。
2.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水深度处理工艺，其特征在于：所述三维电化学反应器，反应器为PVC材料方形反应池，所述反应池内部放置活性炭粒子电极，反应池池中设置有一块阳极板，所述阳极板两侧设置有阴极板，所述阳极板采用DSA电板，阴极板采用钛板。
3.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水深度处理工艺，其特征在于：所述絮凝池、沉淀池的池体为PP材料的圆形池体，所述化学芬顿采用的反应罐为PP材料的圆形罐体。
4.根据权利要求1所述的畜禽养殖废水深度处理工艺，其特征在于：所述絮凝池的停留时间为0.3～0.7h，沉淀池的停留时间为1～2h，三维电化学反应器停留时间为0.3～0.7h，ABR 厌氧池 停留时间为2.5～3d，三段生物接触氧化池停留时间为45～50h，芬顿反应处理时间为1～2h。
说明书
畜禽养殖废水深度处理工艺
技术领域
本发明涉及化学和生物组合的污水处理领域，具体涉及一种畜禽养殖废水深度处理工艺。
背景技术
现今，随着全国各地猪场拆迁，养殖业正面临一场艰难的环保革命，养殖业的污染已经不容回避。以养猪废水为例，以往污水的处理工艺大致分为两种，分别为沼液还田与深度处理。其中沼液还田需要大量的土地消纳，中小型规模的养猪场不适用，且沼液中有可能重金属等污染物含量超标，导致土地中的作物不适于食用，从而严重影响人们的健康与作物的经济价值；由于环保法规愈来愈严，对于养猪废水的深度处理技术，目前在养猪场刚刚兴起，但根据实际调研，发现大部分养猪场深度处理出水不达标、工艺不完善、运行成本很高。
畜禽养殖废水COD、氨氮、悬浮物等含量高，处理难度大，同时在工艺设计中还需综合考虑投资及运行成本等诸多因素。
发明内容
本发明在无参考方案可以借鉴的情况下，针对该类废水水质特点进行合理地分析，并结合各类生物处理工艺的优缺点进行工艺优选，同时针对性加入独创性元素制定出整套畜禽养殖废水深度处理方案并在工厂实际应用，投资及运行成本低、效果理想。有鉴于此，研究并设计出畜禽养殖废水深度处理工艺在解决该类污水处理问题的同时对于扩展可再生资源利用领域的资料文献也发挥着重要的作用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种畜禽养殖废水深度处理工艺，包括以下步骤：
S1、一级处理：将畜禽养殖废水依次通过絮凝池、沉淀池，将废水中的大颗粒悬浮物去除，并收集污泥至污泥池，出水通过三维电化学反应器改善废水的可生化性后进入生化处理系统；
S2、二级处理①：经过步骤S1后的出水通入ABR厌氧池，降低COD与悬浮物含量并将有机氮化合物转化为氨态氮，；
S3、二级处理②：经过步骤S2后的出水通过三段生物接触氧化池净化水质，去除COD的同时脱氮；
S4、深度处理：经过步骤S3后的出水通过回流装置回流至三维电化学反应器重复步骤S1、S2进行二次脱氮，再将经过二次脱氮的出水直接进行化学芬顿处理。
经上述出水水质完全达到COD≤50mg/L，氨氮≤10mg/L，悬浮物≤5mg/L的《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)中的城市绿化的标准。
优选的，所述三维电化学反应器，反应器为PVC材料方形反应池，所述反应池内部放置活性炭粒子电极，反应池池中设置有一块阳极板，所述阳极板两侧设置有阴极板，所述阳极板采用DSA电板，阴极板采用钛板，可有效提升传统单组三维电化学装置的处理效能，通上直流电源后，可显著提高三维电化学的处理效率。
优选的，所述的ABR厌氧池一共有6个隔室，该工艺有机负荷高，出水COD及悬浮物指标大幅下降。所述的ABR厌氧池第1个隔室长度为第2个隔室的两倍，可有效增强悬浮物的截留效果，第2到第5个隔室体积相同，第6个隔室出水方向墙壁制作倾角为75°，即所述ABR厌氧池设有出水管的侧壁与水平方向的夹角为75°，可进一步截留悬浮物，可有效控制所述ABR厌氧池出水的悬浮物指标。
优选的，所述的ABR厌氧池中第1到第5个隔室内设置有采用PVC材料制成的带孔板，所述带孔板设置于隔室内上半部分，将每一个隔室分隔为上下两部分，下面部分放置厌氧活性污泥，上半部分均放置纤维滤料，纤维滤料高度为隔室高度的1/3，有效截留每个隔室活性污泥，保证每隔隔室的污泥浓度的同时，有效增加了每隔室的微生物量。
更加优选的，所述的三段生物接触氧化池内既投入活性污泥，同时放置悬浮式的蜂窝填料，有效保证池中的生物量。
优选的，所述的三段生物接触氧化池蜂窝填料填充率为20％～30％。
优选的，所述的厌氧的出水回流至三维电化学系统，回流装置回流比控制在100％～300％，保证良好的脱氮效果。
优选的，所述的化学芬顿和絮凝沉淀均采用PP材料制作的圆形罐体，化学芬顿反应罐底部进水，上面出水。底部进水口部位装置管道混合器，硫酸溶液、亚铁离子溶液和双氧水溶液，均从管道混合器加入，先加硫酸溶液，后加亚铁溶液，最后加入双氧水溶液。芬顿反应罐设置体外循环，通过回流泵将上部分的反应液通过回流泵注入底部，回流比为500％，使反应罐里面的废水和药剂可以充分混匀。该工艺可使出水的悬浮物、氮、磷等指标大幅度降低。
优选的，所述絮凝池的停留时间为0.3～0.7h，沉淀池的停留时间为1～2h，三维电化学反应器停留时间为0.3～0.7h，ABR池停留时间为2.5～3d，三段生物接触氧化池停留时间为45～50h，芬顿反应处理时间为1～2h。
本发明的有益效果是：本发明在无参考方案可以借鉴的情况下，针对该类废水水质特点进行合理地分析，发现畜禽养殖废水进水COD、氨氮、悬浮物等含量高，同时需要控制投资及运行成本，工艺设计难度大。通过自主研究，本课题组设计出一整套畜禽养殖废水深度处理工艺。
本发明在生化系统前端加入三维电化学处理单元，利用产生的羟自由基来直接氧化氨氮，利用阳极产生的Fe3+，形成含铁的羟基络合物使胶体絮凝，另一方面阴极产生的H2使颗粒物随微小气泡漂浮到溶液表面从而去除磷；同时，将难降解的有机物转化为易降解的有机物，显著改善废水的可生化性，均衡废水中的营养物质，为后续生化处理提高良好的环境条件。在三段生物接触氧化池中同时设置流动态的蜂窝填料，增加了微生物的种类与数量，同时有利于生物膜的更新，大大提升了处理效率。
本发明利用化学絮凝和三维电化学作为预处理，再通过针对该类废水水质特点进行改进后的ABR-复合生化工艺进行生化处理，最后经过化学芬顿和絮凝工艺去除大部分悬浮物、氨氮和总磷进行达标排放，在没有吹脱工艺的前提下将氨氮含量由400～500mg/L降至10mg/L，COD及悬浮物含量也分别降至《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)中的城市绿化的标准，投资及运行成本低、实际运行效果理想，为该类废水的处理也提供了实际参考。
发明人 （戴捷;吴先威;易俊;王燕;谢远莎;吴梦霞;兰天翔;）
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