國內養(yǎng)殖廢水為何排放不達標？原來根源在這里！
發(fā)布日期：2016-12-30 點擊：1887
國內大多數豬場的廢水處理都是以臺灣的三段式廢水處理為主。也遭遇到和臺灣一樣的問題：硬件設備雖然完善,但由于操作管理不當, 養(yǎng)殖廢水導致排放不能達標。為此，我把臺灣曾經發(fā)生或目前仍在發(fā)生的問題的解決方法與大家討論。
臺灣畜牧業(yè)以養(yǎng)豬產業(yè)為主，養(yǎng)豬戶的數量逐年由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，1991 年臺灣訂立《養(yǎng)豬政策調整方案》, 積極輔導養(yǎng)豬農場從事廢水處理及其他污染的防治工作。
在豬場排放水標準方面分兩階段實施：第一階段為緩沖期( 1998 年1 月- 1999 年12 月31 日) , 標準為BOD80mg/L，COD400 mg/L，SS 150mg/L;第二階段時標準變得嚴格( 1999 年12月31 日以后)，為BOD80mg/L，COD250mg/L,SS 150mg/L。目前標準修正為BOD80 mg/L , COD600mg/L, SS150mg/L。
01 三段式廢水處理設施
調節(jié)槽的作用是把整個場的廢水平均分攤到24h, 即如果一個場一天的廢水是240m3, 則每小時排放10m3。為什么要平攤呢? 因為我們采用的是生物處理法, 就像人吃飯一樣, 需要不間斷地補充廢水, 微生物的生物活性才會好, 效果才能穩(wěn)定。
目前國內使用的表面式曝氣機，我認為并不適合處理養(yǎng)豬場的廢水，因為豬場廢水的有機質含量非常高，氮和磷的含量也很高，所以在使用微生物細菌處理的時候，需要的溶氧量非常高, 而一般表面曝氣機只在表層達到氣液平衡，處理效果不好。
三段式廢水處理設施中, 厭氣槽的水力停留時間是10d 以上, 目前調整到4~6d。原因是水力停留時間越長，BOD降得越多，當水力停留時間為10d時, BOD降到80~100mg/L，但COD在600~800mg/L，導致曝氣槽里活性微生物培養(yǎng)不起來。以前錯誤的操作方法是當曝氣槽里的微生物數量不夠時, 還將固液分離的廢水排到曝氣槽里, 由于沒有充分處理, 因此排放水很難達標。所以通過調節(jié)槽把廢水分24h 排進來，而不是只有沖洗豬舍時才有廢水流進來。調整池的水力停留時間是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間( HRT)計算:
HRT= 廢水處理槽有效容積( m3) /每日進流廢水量( m3/d)
例如 ：有一個廢水處理池, 長度為6 m, 寬度為5 m，深度為3.5 m( 實際建廢水處理槽時為4~4.5 m，尤其是曝氣槽, 因為冬天會產生很多氣泡) 。處理池的長、寬、深均是指內徑。假如每天廢水量是10.5m3, 則HRT=6 ×5 ×3.5/10.5 =10d, 水力停留時間為10d。如果畜牧場的在養(yǎng)頭數固定不變, 每日廢水量維持穩(wěn)定, 當水力停留時間越長，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)豬場在設計廢水處理槽的時候占地面積盡量小，處理槽不要埋得太深，曝氣槽的水深不要超過3.5m，否則鼓風機所需要的功率會非常大，會非常耗電。養(yǎng)豬場廢水厭氧處理槽一定要加裝一個恒壓裝置,因為在臺灣夏天溫度達到30℃，氣體熱脹，所以要有一個恒壓裝置平衡內外的壓力。厭氧恒壓裝置的入水口一定要在水面下，出水口在水面上，高度根據厭氧池內維持的壓力而定，高度越大厭氧槽內的壓力越大(圖2) 。
三段式廢水處理設施
02 三段式廢水處理設施的操作管理實務
三段式廢水處理設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。為什么設備剛建好時排出的廢水能夠達標，幾年后就無法達標了呢? 這就是操作管理過程中出現了問題。
1. 廢水固液分離的重要性
(1) 避免糞尿廢水在儲糞池中分解成糞泥，降低固液分離效率。
(2) 減少現有廢水處理設施的負荷，可獲得較好的放流水水質。
(3) 可將廢水中難處理的化學需氧量(COD) 問題，轉變成固體廢棄物處理問題(堆肥處理) 。
(4) 可依現有豬場的情況，自行設計修改成可分離糞尿與廢水的設施或是處理流程，以達到糞尿與廢水分離的目的。裝2部固液分離機作2次固液分離是有必要的，過濾網的網孔直徑是0.3~0.5 mm，有的甚至為0.15 mm，其中一部固液分離機的濾網孔徑比較小。原則上豬場廢水處理設備的有效容積都是固定的，如果能讓進入曝氣池和厭氧池里的水的有機質越低，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質(即BOD) 生長的，微生物數量越多，清理污泥的成本會越高。
2. 厭氧槽的管理重點
污泥要定時抽出以維持厭氧槽的有效容積。如果是新建的廢水處理設施，建議每半年抽1 次，每次抽1/3~1/4的污泥。如果是已經建好的廢水處理設施，當發(fā)現出流水中已經夾帶污泥時,表示厭氧槽內的污泥量已經淤積到出流口高度，應及時抽出污泥，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：每周或每月定時抽除定量的厭氧槽污泥, 以污泥脫水機處理, 再送堆肥場。各個豬場, 甚至同一個豬場每一天的廢水的BOD和COD的含量都是不一樣的。
3. 曝氣槽的管理重點
(1) 污泥量(SV30) : 15% ~30%( 即150~300 ml) 。每日定時定量回流與廢棄少量污泥。判斷曝氣槽內適當活性污泥量的方法( 圖3、4) :
量筒里靜置沉淀30 min，沉淀的污泥量達到150~300 ml 為合適。根據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。新的廢水處理設施污泥量比較少, 當污泥培養(yǎng)到一定量時，SV 達到180~190 ml，如果沒有廢棄污泥，SV 就會開始往上飚，達到200~210 ml。一般曝氣槽污泥量維持在180 ml，每個場的情況不一樣，需要每天測量，最后測出豬場污泥量一個維持量。
如何分辨正常與不正常的污泥? 不合格的污泥沉降性不好, 像細沙一樣呈現松散, 上清液是暗紅褐色。合格的污泥呈大的顆粒狀比較扎實, 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。管理不當的豬場放流水pH 值會達到8.5 以上。一個簡單的了解pH 值的方法: 當你聞到水里有氨氣的味道時, 這時的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污泥回流，因為污泥不溶于水懸浮在曝氣槽里，所以水流到最終沉淀池的時候，污泥會沉淀下來，排放出比較干凈的水。如果不做污泥回流，可能會發(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來。最終沉淀池內加裝水泵和定時器, 每小時抽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，通過閥門調節(jié)曝氣池和污泥廢棄的污泥量，但不能關掉污泥廢棄的閥門，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)豬場廢水處理設施中的污泥厭氧槽與曝氣槽的污泥應定期清理, 以免因長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。建議豬場內設置污泥脫水機或污泥曬干床, 先將廢棄污泥的含水率降低, 再送至堆肥場處理。
如何降低養(yǎng)豬場放流水中的懸浮固體? 見圖7。
最終沉淀池內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：化學需氧量。廢水里的所有有機物質的量, 包括微生物可以分解利用的和不能分解利用的有機質, 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。
SS：懸浮固形物。與COD有密切關系。
( 1 ) 厭氧槽水力停留時間大于10d, 厭氧處理后的BOD 較易符合標準。
( 2 ) 厭氧槽水力停留時間小于10d, 厭氧處理后需要配合適當的曝氣槽才能符合標準，曝氣槽的水力停留時間不得少于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 的檢測值，養(yǎng)豬場的三段式廢水處理設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)豬場空間許可將放流水先蓄留一段時間再放流，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: 一般分析的化學需氧量
CODr: 已去除亞硝酸氨的干擾
(3) 選擇增設其他效率較高的處理系統(tǒng), 例如分批式自動化廢水處理系統(tǒng)或其他較經濟有效的三級處理方式( 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)酵關鍵在送風系統(tǒng)的好氣發(fā)酵, 利用送風供氧, 將糞肥中蛋白質、氨基酸的氨基發(fā)酵分解形成硝基, 作為植物營養(yǎng)成分氮源。故送風系統(tǒng)的設計充足供氧為堆肥發(fā)酵關鍵所在, 適當的送風量為每噸每分鐘0.2m3。
2. 適當水分
適當的含水量是65% 。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, 產生惡臭, 發(fā)酵停止。
水分調整的方法: ①添加稻殼、木屑等有機纖維物; ②機械脫水; ③塑膠干燥房干燥; ④添加已經腐熟的堆肥。
3. 溫度
堆肥發(fā)酵溫度可達70~80℃, 高溫時放線菌繁殖, 中溫時真菌類繁殖, 真菌分解纖維素、木質素的能力約為細菌類及放線菌類的10~100 倍。真菌生長的溫度上限為62℃, 故適當的溫度應維持在65℃以下。
4. 碳氮比
非常重要, 微生物增殖活動的能源是堆肥成分中的碳供給，如細胞的形成由氮供給，因此調整碳氮比是堆肥良好發(fā)酵的關鍵。適當的碳氮比為20∶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整pH 值, 禽畜糞儲存時間久pH 值會降低, 可用生石灰調整pH 值。發(fā)酵3 d 后pH 值可達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, 調整水分并均質化, 可通過混合機與翻堆機調整混合。
7. 堆積高度
適宜的高度為不超過1.5m，機械翻堆則以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)酵溫度不易達到, ，水分蒸發(fā)快。
8. 發(fā)酵時間
豬糞安全發(fā)酵時間約40d。如添加木屑、稻殼等調整碳氮比及提高堆肥有機質成分, 則發(fā)酵時間更長, 堆肥須經過充分發(fā)酵腐熟后才可上市。
