申请日2017.05.17
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号C02F9/14; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种规模化养猪场养殖废水处理系统及方法，主要解决现有技术占地面积大，处理效率低、自动化控制程度低的问题。规模化养猪场养殖废水处理系统包括依次连接的预处理系统、厌氧处理系统、好氧处理系统和深度处理系统，深度处理系统包含依次连接的MBR反应池、电氧化脱色装置和清水池。规模化养猪场养殖废水处理方法，包括以下步骤：养猪场废水进入预处理系统、厌氧处理系统、好氧处理系统，再进入深度处理系统，处理后的污水达标排放，处理过程中产生的粪渣、沼气、污泥进行资源化再利用。
权利要求书
1.一种规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于包含依次连接的预处理系统、厌氧处理系统、好氧处理系统和深度处理系统;
所述预处理系统包含依次连接的格栅渠、集水沉淀池、固液分离机和调匀水解池，所述集水沉淀池的入口设有闸阀;
所述厌氧处理系统包含IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器、脱硫曝气池、厌氧沉淀池、热交换器、沼气收集与处置系统和污泥处置系统，所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器的入水口与所述调匀水解池的出水口相连，且连接处设有闸阀;所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器、脱硫曝气池、厌氧沉淀池依次连接，所述热交换器的进水口与所述调匀水解池的出水口相连接，连接处设有闸阀，所述热交换器的出水口与所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器的入水口连接;
所述好氧处理系统包含依次连接的一级A/O池、二沉池和二级A/O池，所述一级A/O的进水口与所述厌氧沉淀池的出水口连接;
所述深度处理系统包含依次连接的MBR反应池、电氧化脱色装置和清水池，所述MBR反应池的进水口与所述二级A/O的出水口连接。
2.如权利要求1所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：所述厌氧处理系统中的沼气收集与处置系统包含依次连接的第一气水分离器、脱硫装置、沼气储柜、第二气水分离器、沼气增压机和蒸汽锅炉，所述污泥处理系统包含依次连接的污泥浓缩池、反应槽、脱水机组成，所述蒸汽锅炉通过输送管道向蒸汽使用点和所述热交换器输送蒸汽。
3.如权利要求1所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：所述预处理系统还包含一种应急排放系统，所述应急排放系统包含依次连接的全封闭厌氧塘、集水池，所述全封闭厌氧塘入口与所述格栅渠出口相连接，且连接处设有闸阀，所述集水池的出水口通过水泵与所述集水沉淀池的入水口连接。
4.如权利要求1、2或3所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器通过管道和所述第一气水分离器相连接，全封闭厌氧塘通过管道和所述第一气水分离器相连接。
5.如权利要求4所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器、厌氧沉淀池、二沉池、MBR反应池的污泥排放口通过排泥泵和所述污泥浓缩池的入口相连接，所述厌氧沉淀池的污泥排放口和IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器的污泥回流口之间通过污泥回流水泵连接，所述二沉池的污泥排放口和一级A/O池的污泥回流口之间通过污泥回流水泵连接，所述MBR反应池的污泥排放口和二级A/O的污泥回流口之间通过污泥回流水泵连接，所述污泥浓缩池出水口和调匀水解池的入口相连。
6.如权利要求1所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：所述MBR反应池内设置有MBR过滤膜组件，所述MBR过滤膜组件下部装有曝气装置，所述MBR反应池池底部设有鼓风机，所述曝气装置的进气口与所述鼓风机的出气口相连接。
7.如权利要求6所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：设置了自控系统PLC控制所述水泵、鼓风机的运行，设置了在线监控控制所述沼气收集与处置系统、水泵、鼓风机的运行。
8.如权利要求1所述的规模化养猪场养殖废水处理系统，其特征在于：所述电氧化脱色装置内含有可以利用电极氧化还原反应去除废水中有机污染物、使废水脱色的电极板。
9.一种规模化养猪场养殖废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)养猪场废水首先进入预处理系统进行预处理，废水通过格栅渠去除大块的漂浮物后，开启所述格栅渠出口与集水沉淀池入口的阀闸，自流进入所述集水沉淀池通过重力沉降去除部分固体悬浮物后由提升水泵注入固液分离机进行固液分离，得到的固态渣送入粪渣堆场堆肥后运往有机肥厂，废液排入调匀水解池，调节水量、均匀水质并进行初步的水解酸化;
(2)经预处理后的废水进入厌氧处理系统，开启所述调匀水解池和所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器连接后的闸阀，利用提升水泵将所述调匀水解池的不低于20℃的废水注入IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器中，经高效厌氧消化后去除大部分的有机污染物，同时产生沼气和沼液，沼液流入脱硫曝气池氧化脱硫后进入厌氧沉淀池进行泥水分离，沼气进入沼气收集和处置系统进行收集、净化后供给蒸汽锅炉供后续使用，所述厌氧沉淀池的部分污泥通过污泥回流水泵泵入厌氧反应器回用，并定期通过排泥泵将所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器和厌氧沉淀池中老化的污泥排至污泥浓缩池;
(3)经过厌氧处理后的废水进入好氧处理系统处理，依次通过一级A/O、二沉池、二级A/O的生物作用，去除废水中大部分不易降解的有机物和氨氮后进入好氧塘，并向二级A/O的好氧塘中定量投加除磷剂，去除废水中含磷物质，所述二沉池的部分污泥回流入所述一级A/O池回用，定期通过排泥泵将所述二沉池中老化的污泥排至污泥浓缩池;
(4)经过所述好氧处理系统脱氮除磷后的废水进入深度处理系统，首先通过提升水泵将废水注入MBR反应池中，利用鼓风机向曝气装置曝气，一方面为生物膜提供了充足的氧气，另一方面促使生物膜不断抖动，将过厚的污泥层抖落，通过膜的阻流和微生物降解作用进一步清除有机污染物，利用提升水泵将所述MBR反应池处理后的废水注入电氧化脱色装置中，通过电极板的氧化还原作用最终去除未降解的有机污染物、悬浮物及色度排至清水池达标排放或者回用冲栏，其中MBR反应池的污泥利用提升水泵回流至二级A/O池回用，定期通过排泥泵将MBR反应池的老化污泥排至污泥浓缩池;
(5)通过提升水泵将步骤(2)～(4)排放到污泥浓缩池的污泥泵入反应槽中，向反应槽投加阳离子PAM，经絮凝分离后利用脱水机脱水，得到干泥，干泥外运资源化利用，所述污泥浓缩池的上清液回流至所述调匀水解池进行后续处理。
(6)所述步骤(2)中调匀水解池排出的废水温度低于20℃时，开启所述调匀水解池和热交换器连接处的闸阀，排入所述热交换器，利用沼气收集与处置系统中蒸汽锅炉产生的蒸汽对所述热交换器中的废水加热保温，达到20℃以后再排入IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器中进行厌氧消化。
10.如权利要求9所述的规模化养猪场养殖废水处理方法，其特征在于：所述预处理系统还包括一种应急处理方法，开启所述格栅渠出口与全封闭厌氧塘入口连接处的阀闸，废水应急排放进入全封闭厌氧塘后经厌氧发酵后流入集水池，然后再在提升水泵的作用下进入集水沉淀池进行后续处理，此处厌氧发酵产生的沼气送入第一气水分离器处理。
说明书
一种规模化养猪场养殖废水处理系统及方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种规模化养猪场养殖废水处理系统及方法。
背景技术
近年来随着国民经济的飞速发展，我国畜牧养殖业也逐步壮大，大批集约化、规模化养殖场相继建成，同时也带来了相对集中的环境污染问题。养猪场空气中的甲烷、硫化氢、氨等恶臭气体污染了周边及下风口空气，大量的液体代谢物、猪舍冲洗废水以及部分散落的猪饲料等使得养猪场的废水污染严重。研究显示，规模化养猪场废水中CODcr高达4000～20000mg/L，BOD高达1500～6000mg/L，氨氮浓度450～1500mg/L，TP浓度50～330mg/L，是一种高氮、高磷、高浓度有机物废水，其中还含有大量的未溶解的猪粪等悬浮颗粒物。目前处理技术多为物理过滤+厌氧反应池+好氧反应池+自然处理系统，自然处理系统多采用人工湿地、土地处理和稳定塘技术，该处理技术占地面积大，处理效率低、自动化控制程度低。
发明内容
本发明的目的在于提供占地面积小、处理效率高、自动化控制程度高的一种规模化养猪场养殖废水的处理系统及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种规模化养猪场养殖废水处理系统，包含依次连接的预处理系统、厌氧处理系统、好氧处理系统和深度处理系统;
所述预处理系统包含依次连接的格栅渠、集水沉淀池、固液分离机和调匀水解池，所述集水沉淀池的入口设有闸阀;
所述厌氧处理系统包含IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器、脱硫曝气池、厌氧沉淀池、热交换器、沼气收集与处置系统和污泥处置系统，所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器的入水口与所述调匀水解池的出水口相连，且连接处设有闸阀;所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器、脱硫曝气池、厌氧沉淀池依次连接，所述热交换器的进水口与所述调匀水解池的出水口相连接，连接处设有闸阀，所述热交换器的出水口与所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器的入水口连接;
所述好氧处理系统包含依次连接的一级A/O池、二沉池和二级A/O池，所述一级A/O的进水口与所述厌氧沉淀池的出水口连接;
所述深度处理系统包含依次连接的MBR反应池、电氧化脱色装置和清水池，所述MBR反应池的进水口与所述二级A/O的出水口连接。
所述厌氧处理系统中的沼气收集与处置系统包含依次连接的第一气水分离器、脱硫装置、沼气储柜、第二气水分离器、沼气增压机和蒸汽锅炉，所述污泥处理系统包含依次连接的污泥浓缩池、反应槽、脱水机组成，所述蒸汽锅炉通过输送管道向蒸汽使用点和所述热交换器输送蒸汽。
所述预处理系统还包含一种应急排放系统，所述应急排放系统包含依次连接的全封闭厌氧塘、集水池，所述全封闭厌氧塘入口与所述格栅渠出口相连接，且连接处设有闸阀，所述集水池的出水口通过水泵与所述集水沉淀池的入水口连接。
所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器通过管道和所述第一气水分离器相连接，全封闭厌氧塘通过管道和所述第一气水分离器相连接。
所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器、厌氧沉淀池、二沉池、MBR反应池的污泥排放口通过排泥泵和所述污泥浓缩池的入口相连接，所述厌氧沉淀池的污泥排放口和IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器的污泥回流口之间通过污泥回流水泵连接，所述二沉池的污泥排放口和一级A/O池的污泥回流口之间通过污泥回流水泵连接，所述MBR反应池的污泥排放口和二级A/O的污泥回流口之间通过污泥回流水泵连接，所述污泥浓缩池出水口和调匀水解池的入口相连。
所述MBR反应池内设置有MBR过滤膜组件，所述MBR过滤膜组件下部装有曝气装置，所述MBR反应池池底部设有鼓风机，所述曝气装置的进气口与所述鼓风机的出气口相连接。
所述的规模化养猪场养殖废水处理系统设置了自控系统PLC控制所述水泵、鼓风机的运行，设置了在线监控控制所述沼气收集与处置系统、水泵、鼓风机的运行。
所述电氧化脱色装置内含有可以利用电极氧化还原反应去除废水中有机污染物、使废水脱色的电极板，所述电极板采用合金板、低碳板、铝板或其结合制成，效果稳定使用寿命长，该电氧化设备中安装工业废铁屑及焦炭填料，废水进入电氧化设备后与所述填料内的低价铁发生微电解反应，使填料低价铁释放出Fe2+，同时在设备的高压溶氧的催化作用下，Fe2+转化成Fe3+，新生的Fe2+和Fe3+都是良好的絮凝剂，具有较高的吸附絮凝活性功能，絮凝后的氢氧化亚铁和氢氧化铁的絮凝体大部分在高压溶解氧的作用下上浮于液面之上经撇渣机自动撇除，有部分进入自然沉淀区静沉、然后自动排泥至设备的污泥池。
一种规模化养猪场养殖废水处理方法，包括以下步骤：
(1)养猪场废水首先进入预处理系统进行预处理，废水通过格栅渠去除大块的漂浮物后，开启所述格栅渠出口与集水沉淀池入口的阀闸，自流进入所述集水沉淀池通过重力沉降去除部分固体悬浮物后由提升水泵注入固液分离机进行固液分离，得到的固态渣送入粪渣堆场堆肥后运往有机肥厂，废液排入调匀水解池，调节水量、均匀水质并进行初步的水解酸化;
(2)经预处理后的废水进入厌氧处理系统，开启所述调匀水解池和所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器连接后的闸阀，利用提升水泵将所述调匀水解池的不低于20℃的废水注入IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器中，经高效厌氧消化后去除大部分的有机污染物，同时产生沼气和沼液，沼液流入脱硫曝气池氧化脱硫后进入厌氧沉淀池进行泥水分离，沼气进入沼气收集和处置系统进行收集、净化后供给蒸汽锅炉供后续使用，所述厌氧沉淀池的部分污泥通过污泥回流水泵泵入厌氧反应器回用，并定期通过排泥泵将所述IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器和厌氧沉淀池中老化的污泥排至污泥浓缩池;
(3)经过厌氧处理后的废水进入好氧处理系统处理，依次通过一级A/O、二沉池、二级A/O的生物作用，去除废水中大部分不易降解的有机物和氨氮后进入好氧塘，并向二级A/O的好氧塘中定量投加除磷剂，去除废水中含磷物质，所述二沉池的部分污泥回流入所述一级A/O池回用，定期通过排泥泵将所述二沉池中老化的污泥排至污泥浓缩池;
(4)经过所述好氧处理系统脱氮除磷后的废水进入深度处理系统，首先通过提升水泵将废水注入MBR反应池中，利用鼓风机向曝气装置曝气，一方面为生物膜提供了充足的氧气，另一方面促使生物膜不断抖动，将过厚的污泥层抖落，通过膜的阻流和微生物降解作用进一步清除有机污染物，利用提升水泵将所述MBR反应池处理后的废水注入电氧化脱色装置中，通过电极板的氧化还原作用最终去除未降解的有机污染物、悬浮物及色度排至清水池达标排放或者回用冲栏，其中MBR反应池的污泥利用提升水泵回流至二级A/O池回用，定期通过排泥泵将MBR反应池的老化污泥排至污泥浓缩池;
(5)通过提升水泵将步骤(2)～(4)排放到污泥浓缩池的污泥泵入反应槽中，向反应槽投加阳离子PAM，经絮凝分离后利用脱水机脱水，得到干泥，干泥外运资源化利用，所述污泥浓缩池的上清液回流至所述调匀水解池进行后续处理。
(6)所述步骤(2)中调匀水解池排出的废水温度低于20℃时，开启所述调匀水解池和热交换器连接处的闸阀，排入所述热交换器，利用沼气收集与处置系统中蒸汽锅炉产生的蒸汽对所述热交换器中的废水加热保温，达到20℃以后再排入IC高效厌氧反应器或ACS高效厌氧反应器中进行厌氧消化。
所述预处理系统还包括一种应急处理方法，开启所述格栅渠出口与全封闭厌氧塘入口连接处的阀闸，废水应急排放进入全封闭厌氧塘后经厌氧发酵后流入集水池，然后再在提升水泵的作用下进入集水沉淀池进行后续处理，此处厌氧发酵产生的沼气送入第一气水分离器处理。
本发明与现有技术比较具有以下有益效果：
(1)本发明处理后出水水质稳定达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)中的污染物排放限值，可用于繁殖冲栏、水产养殖或者排入地表三类水体;
(2)本发明无二次污染，粪渣、沼气、污泥均收集回用，产生的沼气通过蒸汽锅炉向热交换器供热使厌氧消化反应不受低温环境限制，经济及生态环保效益突出;
(3)本发明的废水处理系统占地面积小、自动化程度高、处理效率高，适应性广。
