國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖廢水為何排放不達(dá)標(biāo)？原來根源在這里！
發(fā)布日期：2016-12-30 點(diǎn)擊：1858
國(guó)內(nèi)大多數(shù)豬場(chǎng)的廢水處理都是以臺(tái)灣的三段式廢水處理為主。也遭遇到和臺(tái)灣一樣的問題：硬件設(shè)備雖然完善,但由于操作管理不當(dāng), 養(yǎng)殖廢水導(dǎo)致排放不能達(dá)標(biāo)。為此，我把臺(tái)灣曾經(jīng)發(fā)生或目前仍在發(fā)生的問題的解決方法與大家討論。
臺(tái)灣畜牧業(yè)以養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)為主，養(yǎng)豬戶的數(shù)量逐年由94791( 1984 年) 戶,減至17072( 1998 年12月) 戶, 再逐年遞減到12793( 2005 年12 月) 戶。在養(yǎng)頭數(shù)曾由656 萬多頭( 1984 年) 增加到1050 萬多頭( 1995 年10 月底) , 再遞減到653 萬多頭( 1998 年12 月底) 。2002~2005 年12 月, 在養(yǎng)頭數(shù)皆維持在680萬頭左右。由于養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，污染問題開始凸現(xiàn)，1991 年臺(tái)灣訂立《養(yǎng)豬政策調(diào)整方案》, 積極輔導(dǎo)養(yǎng)豬農(nóng)場(chǎng)從事廢水處理及其他污染的防治工作。
在豬場(chǎng)排放水標(biāo)準(zhǔn)方面分兩階段實(shí)施：第一階段為緩沖期( 1998 年1 月- 1999 年12 月31 日) , 標(biāo)準(zhǔn)為BOD80mg/L，COD400 mg/L，SS 150mg/L;第二階段時(shí)標(biāo)準(zhǔn)變得嚴(yán)格( 1999 年12月31 日以后)，為BOD80mg/L，COD250mg/L,SS 150mg/L。目前標(biāo)準(zhǔn)修正為BOD80 mg/L , COD600mg/L, SS150mg/L。
01 三段式廢水處理設(shè)施
調(diào)節(jié)槽的作用是把整個(gè)場(chǎng)的廢水平均分?jǐn)偟?4h, 即如果一個(gè)場(chǎng)一天的廢水是240m3, 則每小時(shí)排放10m3。為什么要平攤呢? 因?yàn)槲覀儾捎玫氖巧锾幚矸? 就像人吃飯一樣, 需要不間斷地補(bǔ)充廢水, 微生物的生物活性才會(huì)好, 效果才能穩(wěn)定。
目前國(guó)內(nèi)使用的表面式曝氣機(jī)，我認(rèn)為并不適合處理養(yǎng)豬場(chǎng)的廢水，因?yàn)樨i場(chǎng)廢水的有機(jī)質(zhì)含量非常高，氮和磷的含量也很高，所以在使用微生物細(xì)菌處理的時(shí)候，需要的溶氧量非常高, 而一般表面曝氣機(jī)只在表層達(dá)到氣液平衡，處理效果不好。
三段式廢水處理設(shè)施中, 厭氣槽的水力停留時(shí)間是10d 以上, 目前調(diào)整到4~6d。原因是水力停留時(shí)間越長(zhǎng)，BOD降得越多，當(dāng)水力停留時(shí)間為10d時(shí), BOD降到80~100mg/L，但COD在600~800mg/L，導(dǎo)致曝氣槽里活性微生物培養(yǎng)不起來。以前錯(cuò)誤的操作方法是當(dāng)曝氣槽里的微生物數(shù)量不夠時(shí), 還將固液分離的廢水排到曝氣槽里, 由于沒有充分處理, 因此排放水很難達(dá)標(biāo)。所以通過調(diào)節(jié)槽把廢水分24h 排進(jìn)來，而不是只有沖洗豬舍時(shí)才有廢水流進(jìn)來。調(diào)整池的水力停留時(shí)間是1.3d, 它的容量為至少能裝一天的廢水( 表1) 。
廢水處理槽水力停留時(shí)間( HRT)計(jì)算:
HRT= 廢水處理槽有效容積( m3) /每日進(jìn)流廢水量( m3/d)
例如 ：有一個(gè)廢水處理池, 長(zhǎng)度為6 m, 寬度為5 m，深度為3.5 m( 實(shí)際建廢水處理槽時(shí)為4~4.5 m，尤其是曝氣槽, 因?yàn)槎鞎?huì)產(chǎn)生很多氣泡) 。處理池的長(zhǎng)、寬、深均是指內(nèi)徑。假如每天廢水量是10.5m3, 則HRT=6 ×5 ×3.5/10.5 =10d, 水力停留時(shí)間為10d。如果畜牧場(chǎng)的在養(yǎng)頭數(shù)固定不變, 每日廢水量維持穩(wěn)定, 當(dāng)水力停留時(shí)間越長(zhǎng)，廢水處理的有效容積越大，表示廢水處理槽的槽體越大。我們建議養(yǎng)豬場(chǎng)在設(shè)計(jì)廢水處理槽的時(shí)候占地面積盡量小，處理槽不要埋得太深，曝氣槽的水深不要超過3.5m，否則鼓風(fēng)機(jī)所需要的功率會(huì)非常大，會(huì)非常耗電。養(yǎng)豬場(chǎng)廢水厭氧處理槽一定要加裝一個(gè)恒壓裝置,因?yàn)樵谂_(tái)灣夏天溫度達(dá)到30℃，氣體熱脹，所以要有一個(gè)恒壓裝置平衡內(nèi)外的壓力。厭氧恒壓裝置的入水口一定要在水面下，出水口在水面上，高度根據(jù)厭氧池內(nèi)維持的壓力而定，高度越大厭氧槽內(nèi)的壓力越大(圖2) 。
三段式廢水處理設(shè)施
02 三段式廢水處理設(shè)施的操作管理實(shí)務(wù)
三段式廢水處理設(shè)施的第一段是固液分離槽，第二段是厭氧槽，第三段是曝氣槽加最終沉淀池。為什么設(shè)備剛建好時(shí)排出的廢水能夠達(dá)標(biāo)，幾年后就無法達(dá)標(biāo)了呢? 這就是操作管理過程中出現(xiàn)了問題。
1. 廢水固液分離的重要性
(1) 避免糞尿廢水在儲(chǔ)糞池中分解成糞泥，降低固液分離效率。
(2) 減少現(xiàn)有廢水處理設(shè)施的負(fù)荷，可獲得較好的放流水水質(zhì)。
(3) 可將廢水中難處理的化學(xué)需氧量(COD) 問題，轉(zhuǎn)變成固體廢棄物處理問題(堆肥處理) 。
(4) 可依現(xiàn)有豬場(chǎng)的情況，自行設(shè)計(jì)修改成可分離糞尿與廢水的設(shè)施或是處理流程，以達(dá)到糞尿與廢水分離的目的。裝2部固液分離機(jī)作2次固液分離是有必要的，過濾網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑是0.3~0.5 mm，有的甚至為0.15 mm，其中一部固液分離機(jī)的濾網(wǎng)孔徑比較小。原則上豬場(chǎng)廢水處理設(shè)備的有效容積都是固定的，如果能讓進(jìn)入曝氣池和厭氧池里的水的有機(jī)質(zhì)越低，臟東西越少，則處理的效果就越好。厭氧池里的厭氧微生物和曝氣池里的好氧性微生物都是靠吃水里的有機(jī)質(zhì)(即BOD) 生長(zhǎng)的，微生物數(shù)量越多，清理污泥的成本會(huì)越高。
2. 厭氧槽的管理重點(diǎn)
污泥要定時(shí)抽出以維持厭氧槽的有效容積。如果是新建的廢水處理設(shè)施，建議每半年抽1 次，每次抽1/3~1/4的污泥。如果是已經(jīng)建好的廢水處理設(shè)施，當(dāng)發(fā)現(xiàn)出流水中已經(jīng)夾帶污泥時(shí),表示厭氧槽內(nèi)的污泥量已經(jīng)淤積到出流口高度，應(yīng)及時(shí)抽出污泥，并記錄日期以推算厭氧槽清除污泥的頻率。污泥量的控制方法：每周或每月定時(shí)抽除定量的厭氧槽污泥, 以污泥脫水機(jī)處理, 再送堆肥場(chǎng)。各個(gè)豬場(chǎng), 甚至同一個(gè)豬場(chǎng)每一天的廢水的BOD和COD的含量都是不一樣的。
3. 曝氣槽的管理重點(diǎn)
(1) 污泥量(SV30) : 15% ~30%( 即150~300 ml) 。每日定時(shí)定量回流與廢棄少量污泥。判斷曝氣槽內(nèi)適當(dāng)活性污泥量的方法( 圖3、4) :
量筒里靜置沉淀30 min，沉淀的污泥量達(dá)到150~300 ml 為合適。根據(jù)BOD值判斷可以培養(yǎng)多少的污泥量, 有多少BOD就有多少的活性污泥量。新的廢水處理設(shè)施污泥量比較少, 當(dāng)污泥培養(yǎng)到一定量時(shí)，SV 達(dá)到180~190 ml，如果沒有廢棄污泥，SV 就會(huì)開始往上飚，達(dá)到200~210 ml。一般曝氣槽污泥量維持在180 ml，每個(gè)場(chǎng)的情況不一樣，需要每天測(cè)量，最后測(cè)出豬場(chǎng)污泥量一個(gè)維持量。
如何分辨正常與不正常的污泥? 不合格的污泥沉降性不好, 像細(xì)沙一樣呈現(xiàn)松散, 上清液是暗紅褐色。合格的污泥呈大的顆粒狀比較扎實(shí), 上清液是淺黃褐色。
(2) 溶氧量：最好在1 mg/L以上，絕不可以低于0.5 mg/L。否則微生物的消耗作用將不進(jìn)行。判斷溶氧量的方法：一是氨氣的味道; 二是水色為黑色。
(3) pH：正常值為7.0~8.0。管理不當(dāng)?shù)呢i場(chǎng)放流水pH 值會(huì)達(dá)到8.5 以上。一個(gè)簡(jiǎn)單的了解pH 值的方法: 當(dāng)你聞到水里有氨氣的味道時(shí), 這時(shí)的pH值一定超過8.5 以上, 表示曝氣槽的消化作用不完善。pH 值變高有時(shí)是由于污泥量不夠, 厭氧槽太大, BOD 太低。
4. 曝氣槽與終沉淀池的操作方式
最終沉淀池和曝氣槽之間一定要做一個(gè)污泥回流，因?yàn)槲勰嗖蝗苡谒畱腋≡谄貧獠劾�，所以水流到最終沉淀池的時(shí)候，污泥會(huì)沉淀下來，排放出比較干凈的水。如果不做污泥回流，可能會(huì)發(fā)生曝氣槽里沒有污泥的情況。污泥管理的最佳方式：每日廢棄定量的污泥至污泥濃縮槽( 這些污泥是多余的，需丟棄掉) ; 每日定時(shí)回流定量的污泥回曝氣槽( 指污泥回流) 。如何防止曝氣槽的污泥老化? 曝氣槽污泥老化的原因就是沒有新的污泥進(jìn)來。最終沉淀池內(nèi)加裝水泵和定時(shí)器, 每小時(shí)抽15~20 min，把污泥回流到曝氣槽。水泵把水抽上來后通過閥門流到兩邊，一邊是污泥濃縮池，一邊是曝氣池，通過閥門調(diào)節(jié)曝氣池和污泥廢棄的污泥量，但不能關(guān)掉污泥廢棄的閥門，一定要讓每天有一定的污泥廢棄掉( 圖5、6) 。
5.定期清理
定期清除養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理設(shè)施中的污泥厭氧槽與曝氣槽的污泥應(yīng)定期清理, 以免因長(zhǎng)期污泥累積使廢水處理槽的有效容積減少, 而直接影響到處理效果。在臺(tái)灣有2 種污泥處理方法: 一是污泥曬干, 由于受到天氣的影響, 最好不要使用; 二是污泥脫水, 污泥脫水前先污泥濃縮。建議豬場(chǎng)內(nèi)設(shè)置污泥脫水機(jī)或污泥曬干床, 先將廢棄污泥的含水率降低, 再送至堆肥場(chǎng)處理。
如何降低養(yǎng)豬場(chǎng)放流水中的懸浮固體? 見圖7。
最終沉淀池內(nèi)污泥擋板裝置的作用:(1) 阻擋污泥;(2) 減慢流速。
溢流堰裝置的作用:(1) 阻擋更細(xì)的污泥;(2) 更加減慢流速。終沉淀池的池底是斜面的, 并做抽除污泥的裝置。
6 . 改善放流水COD 的建議方法
COD：化學(xué)需氧量。廢水里的所有有機(jī)物質(zhì)的量, 包括微生物可以分解利用的和不能分解利用的有機(jī)質(zhì), 所以COD>BOD。
BOD：生化需氧量。廢水里能被微生物分解利用的物質(zhì)。
SS：懸浮固形物。與COD有密切關(guān)系。
( 1 ) 厭氧槽水力停留時(shí)間大于10d, 厭氧處理后的BOD 較易符合標(biāo)準(zhǔn)。
( 2 ) 厭氧槽水力停留時(shí)間小于10d, 厭氧處理后需要配合適當(dāng)?shù)钠貧獠鄄拍芊蠘?biāo)準(zhǔn)，曝氣槽的水力停留時(shí)間不得少于1.5d。
7. 改善放流水COD 的建議方法
(1) 為避免放流水中亞硝酸氮干擾COD 的檢測(cè)值，養(yǎng)豬場(chǎng)的三段式廢水處理設(shè)施的曝氣槽必須維持足夠的污泥量與溶氧，尤其避免使用間歇曝氣(表2) 。
(2) 如果養(yǎng)豬場(chǎng)空間許可將放流水先蓄留一段時(shí)間再放流，可以減少SS 和COD。如果放流水中氨氮低于30ml/L( 聞不到氨的氣味) , 則可以嘗試使用水生植物協(xié)助降低COD( 表3) 。
△ COD=CODi-CODr
COD: 一般分析的化學(xué)需氧量
CODr: 已去除亞硝酸氨的干擾
(3) 選擇增設(shè)其他效率較高的處理系統(tǒng), 例如分批式自動(dòng)化廢水處理系統(tǒng)或其他較經(jīng)濟(jì)有效的三級(jí)處理方式( 例如光觸媒溶凝膠法等) 。
03 堆肥的制作方法
1. 足夠的氧氣
堆肥發(fā)酵關(guān)鍵在送風(fēng)系統(tǒng)的好氣發(fā)酵, 利用送風(fēng)供氧, 將糞肥中蛋白質(zhì)、氨基酸的氨基發(fā)酵分解形成硝基, 作為植物營(yíng)養(yǎng)成分氮源。故送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充足供氧為堆肥發(fā)酵關(guān)鍵所在, 適當(dāng)?shù)乃惋L(fēng)量為每噸每分鐘0.2m3。
2. 適當(dāng)水分
適當(dāng)?shù)暮渴?5% 。水分低于30% , 微生物被抑制; 水分高于70% ,空隙率低空氣不足, 變成厭氧發(fā)酵, 產(chǎn)生惡臭, 發(fā)酵停止。
水分調(diào)整的方法: ①添加稻殼、木屑等有機(jī)纖維物; ②機(jī)械脫水; ③塑膠干燥房干燥; ④添加已經(jīng)腐熟的堆肥。
3. 溫度
堆肥發(fā)酵溫度可達(dá)70~80℃, 高溫時(shí)放線菌繁殖, 中溫時(shí)真菌類繁殖, 真菌分解纖維素、木質(zhì)素的能力約為細(xì)菌類及放線菌類的10~100 倍。真菌生長(zhǎng)的溫度上限為62℃, 故適當(dāng)?shù)臏囟葢?yīng)維持在65℃以下。
4. 碳氮比
非常重要, 微生物增殖活動(dòng)的能源是堆肥成分中的碳供給，如細(xì)胞的形成由氮供給，因此調(diào)整碳氮比是堆肥良好發(fā)酵的關(guān)鍵。適當(dāng)?shù)奶嫉葹?0∶1，豬糞大約是( 10~14) ∶1。
5. 酸堿值
堆肥發(fā)酵微生物喜好堿性, pH 值7~8。一般制作堆肥不必調(diào)整pH 值, 禽畜糞儲(chǔ)存時(shí)間久pH 值會(huì)降低, 可用生石灰調(diào)整pH 值。發(fā)酵3 d 后pH 值可達(dá)8~9。
6. 混合均勻
改善發(fā)酵槽上、中及下層發(fā)酵溫度不均情形, 調(diào)整水分并均質(zhì)化, 可通過混合機(jī)與翻堆機(jī)調(diào)整混合。
7. 堆積高度
適宜的高度為不超過1.5m，機(jī)械翻堆則以1~1.2m最適宜。在堆積高度0.5、1.0 及1.5 m 時(shí)每立方米的容積分別為610、600及710kg。堆積越高，容積重越大，孔隙越小，供氧困難。堆積太薄，發(fā)酵溫度不易達(dá)到, ，水分蒸發(fā)快。
8. 發(fā)酵時(shí)間
豬糞安全發(fā)酵時(shí)間約40d。如添加木屑、稻殼等調(diào)整碳氮比及提高堆肥有機(jī)質(zhì)成分, 則發(fā)酵時(shí)間更長(zhǎng), 堆肥須經(jīng)過充分發(fā)酵腐熟后才可上市。
