1、. .; 膜生物技術(shù)在豬糞廢水處理中的應(yīng)用膜生物技術(shù)在豬糞廢水處理中的應(yīng)用 1 1 前言前言 近年來(lái)，隨著上海市畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和菜籃子工程的實(shí)施，集約化、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅速崛起。據(jù)估算1，2，全市畜禽廢棄物年排泄量相當(dāng)于 1700 萬(wàn)人口的排泄量之多，若按 BOD5估算，全市畜禽 BOD5的排泄量相當(dāng)于 3000 萬(wàn)人口的排泄規(guī)模。為了減輕市郊水環(huán)境日趨嚴(yán)重的污染問(wèn)題，畜禽糞便廢水的處理顯然極其必要。畜禽糞便廢水有機(jī)物濃度高、氨氮濃度高、惡臭嚴(yán)重，對(duì)其處理目前尚缺乏成功的經(jīng)驗(yàn)。該類(lèi)廢水的處理難度較高，常規(guī)的厭氧好氧處理難以實(shí)現(xiàn)氨氮達(dá)標(biāo)排放。本文介紹膜生物技術(shù)處理某養(yǎng)豬場(chǎng)排放廢水，取得了很好

2、的效果。 2 2 處理設(shè)施概況處理設(shè)施概況 奉賢蘆涇飼養(yǎng)場(chǎng)廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)水量為 60m3/h, 經(jīng)實(shí)地取樣分析，進(jìn)水水質(zhì)如表 1。 表表 1 1 奉賢蘆涇飼養(yǎng)場(chǎng)廢水處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)和排放要求奉賢蘆涇飼養(yǎng)場(chǎng)廢水處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)和排放要求 污染物名稱(chēng) 污染物濃度（mg/L） 排放標(biāo)準(zhǔn)要求3（mg/L） 化學(xué)耗氧量（CODCr） 10000 400 生化耗氧量(BOD5) 5000 200 固體懸浮物(SS) 1000 150 氨氮（NH3-N） 500 100 3 3 工藝選擇及工藝流程工藝選擇及工藝流程 畜禽糞便廢水是一種高 COD 和高 NH3N 的廢水，要實(shí)現(xiàn)去除 COD 和去除 NH3N

3、 的目的，達(dá)到排放的要求，必須采用具有硝化反硝化功能的生物脫氮系統(tǒng)，理論上來(lái)說(shuō)采用生化厭氧+好氧處理較適合。但以下幾點(diǎn)因素限制了厭氧處理技術(shù)在畜禽糞便廢水處理中的應(yīng)用：1）厭氧處理對(duì)溫度、pH 等環(huán)境因素很敏感，對(duì)操作人員要求高，不適用于畜牧場(chǎng)；2）畜禽糞便廢水氨氮濃度高，實(shí)際操作中容易造成系統(tǒng)酸化；3）厭氧處理會(huì)產(chǎn)生一定量的沼氣，由于沼氣收集系統(tǒng)造價(jià)高、操作要求高，若直接排放存在安全隱患。 因此，厭氧+好氧處理不是最合適的選擇。而單一的好氧處理對(duì)氨氮沒(méi)有很好的處理效果。為了達(dá)到穩(wěn)定脫氮的效果，設(shè)計(jì)采用處理能力大、凈化功能高的膜生物廢水處理技術(shù)。廢水首先經(jīng)過(guò)螺旋式固液分離機(jī)預(yù)處理后，清液進(jìn)入調(diào)

4、節(jié)池，均衡水質(zhì)水量后用泵打入處理池，處理后通過(guò)膜分離單元的水排放，處理過(guò)程產(chǎn)生的污泥排入污泥干化池。該工藝流程如圖 1。 4 4 工藝原理及特點(diǎn)工藝原理及特點(diǎn) . .; 生物處理池中關(guān)鍵的膜分離單元，以一定間隔放置在池后端，池內(nèi)的活性污泥對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解。降解后的水通過(guò)中空絲狀膜排放。膜孔孔徑為 0.1m,顆粒性物質(zhì)及活性污泥不能通過(guò)該膜孔而被分離。 細(xì)菌等不會(huì)通過(guò)膜孔而流失，而是附著后形成生物膜4，隨著時(shí)間的增加，生物膜上能生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)、增殖速度慢的硝化菌。由于微生物附著生長(zhǎng)并使生物膜具有較少的含水率，單位處理池容積內(nèi)的生物量可比普通活性污泥高 520 倍，因而具有較大的處理能力

5、。又由于硝化菌的生產(chǎn)繁殖，使處理池不僅能有效地去除有機(jī)污染物，且具有一定的硝化脫氮功能。 生物處理池采用微孔曝氣器曝氣，部分污泥回流至池前端，回流比最高可達(dá)到 9：1。在膜分離裝置前，高濃度活性污泥與廢水充分混合，有機(jī)物在被微生物降解的同時(shí)，NH3N 也被亞硝酸菌氧化成 NH3-，再回流至池前端利用進(jìn)水的有機(jī)物碳源進(jìn)行反硝化，最終使 NH3-還原成為 N2，達(dá)到脫氮的作用。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，處理池中活性污泥濃度可達(dá) 800012000mg/L。 采用膜生物技術(shù)的處理工藝與普通活性污泥法相比較， 膜生物處理池通過(guò)膜分離單元將清水直接抽出，不參加回流的部分污泥可直接被分離，不需要再設(shè)置二沉池進(jìn)行固液分

6、離。這樣池內(nèi)的活性污泥及微生物不會(huì)流失，可保持高濃度的微生物菌類(lèi)，這樣保證了穩(wěn)定的有機(jī)物降解率和 NH3N 去除率，同時(shí)由于處理池中的活性污泥濃度是普通活性污泥法污泥濃度的 34 倍，使其占地面積只有普通活性污泥法處理池的1/41/3。 5 5 調(diào)試及運(yùn)行狀況調(diào)試及運(yùn)行狀況 該廢水處理站 2000 年 3 月開(kāi)始調(diào)試，取松江張澤養(yǎng)豬場(chǎng)好氧活性污泥進(jìn)行接種、馴化。進(jìn)水量在馴化過(guò)程中漸次放大，維持 2 周后投入使用。分 4 個(gè)階段進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)（見(jiàn)表 3）。通過(guò)表 3 可以看到，隨著時(shí)間的推移，池中的硝化作用逐漸增強(qiáng)，NH3-N 指標(biāo)逐漸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其間有由于 NO3-N 累積引起 CODCr超標(biāo)、最

7、后完全達(dá)標(biāo)的過(guò)程。膜生物技術(shù)脫氮作用是通過(guò)硝化菌的不斷繁殖實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)各階段調(diào)試的出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)（見(jiàn)圖 3），2000 年 8 月出水水質(zhì)分析結(jié)果顯示， CODCr=150 mg/L、BOD5=40 mg/L、SS=70 mg/L、NH3-N=1mg/L，都大大低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 上述排放指標(biāo)達(dá)到了上海市畜禽糞便綜合處理工藝技術(shù)方案征集任務(wù)書(shū)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，而且達(dá)到了合流污水接管標(biāo)準(zhǔn)。整套處理設(shè)施占地面積 200 m2，能耗 9.6kW，主要為水泵、鼓風(fēng)機(jī)動(dòng)力消耗，每日開(kāi)啟時(shí)間在 8h 左右，每日耗電量在 80 kWh。 本工藝無(wú)需投加藥劑，因此日常運(yùn)行費(fèi)用主要由電費(fèi)、人工費(fèi)組成。 表表 3 3

8、調(diào)試進(jìn)程調(diào)試進(jìn)程 階段 日期 調(diào)試情況 1 03-1003-20 馴化階段 2 03-2104-08 出水 CODCr 、BOD5 、和 SS 達(dá)標(biāo)，NH3-N 超標(biāo)（無(wú)硝化現(xiàn)象），PH8.5 3 04-0905-27 BOD5 和 SS 達(dá)標(biāo)、CODCr超標(biāo)（NO3-N 累積引起），NH3-N 超標(biāo)（硝化不完全），pH=5.56.5 4 05-2706-06 BOD5 、 NH3-N 和 SS 達(dá)標(biāo)， CODCr超標(biāo) （NO3-N累積引起）,pH=7.47.8 5 06-07 以后 CODCr 、 BOD5 、 NH3-N 和 SS 達(dá)標(biāo)， pH=7.58.5 . .; 6 6 結(jié)論結(jié)論 本處理設(shè)施證明了膜生物膜技術(shù)在針對(duì)高 COD、高 NO3-N 的畜禽糞