CSTR-ABR工艺中养殖废水处理论文
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1工程概况
淮南市天顺生态养殖有限公司位于安徽省淮南市潘集区芦集镇秦圩村，公司占地4．67hm2，主要以种猪繁育和商品猪养殖为主。现有猪舍12栋，存栏母猪近500头，每年为市场提供育肥猪10000头以上。该养猪场实行雨污分离，猪舍采用干清粪方式，污水主要来自猪舍冲洗污水，日排污水约100t，总固体浓度(TS)为1．2%～1．5%。福州北环环保技术开发有限公司根据淮南市天顺生态养殖有限公司现状、养殖规模，结合当地气候条件及项目设计要求，建设红泥塑料沼气池500m3，贮气袋200m3。
2工艺流程
该工程采用基于cstr-abr工艺的红泥塑料畜禽污水处理技术。
3工艺技术
3．1前处理系统
前处理系统包括格栅、沉砂池、集水井、固液分离机、竖流式沉淀池、酸化调节池。由于采用干清粪方式，养猪场废水包括猪尿、散落的饲料末和猪舍冲洗水，悬浮固体浓度(SS)、TS高，这些固体物质在系统中很难被降解，容易造成堵塞，对整个厌氧过程影响很大。所以，在废水进入厌氧处理系统之前分离出废水中的固体物质，能有效地去除污水中的SS、TS，从而减轻后续处理负荷，为高效的厌氧工艺创造了条件。该工程使用的固液分离机为全自动高效固液分离机，整机为不锈钢结构，契型水切滤网配挤压装置，可实现全自动连续工作(启动、过滤、压干、中间洗网、停机时洗网)，使用、维护方便。分离后液体部分进行厌氧发酵，固体粪渣可生产有机肥，有利于农作物的增产增收和生态农业的良性循环，同时又给养殖场带来了良好的经济效益。
3．2厌氧处理系统
该厌氧处理系统系卧式半地下钢砼结构，拱顶采用红泥塑料覆皮。红泥塑料覆皮气密性好，安装、拆卸容易，减轻了密封层施工的难度，且进出料方便。红泥塑料作为厌氧发酵池覆皮，吸热性能好，能充分吸收太阳能，提高厌氧发酵温度和降解效率，产气率高，并有抗腐蚀、抗老化、抗紫外线等优点。厌氧发酵槽采取前槽和后槽设计。厌氧发酵前槽为高负荷区，采用CSTR结构。根据进水的高悬浮物浓度和高有机浓度，采用多池并联进水，以达到较合理的容积负荷。池底部设有沼气搅拌装置，使高浓度的有机废水在前槽形成完全混合的状态，以达到较好的去除效果。池顶部设有回流喷淋系统，以达到内循环搅拌及防止浮渣结壳。每级前槽末端顶部设有出水口，底部设有剩余污泥排放口、剩余污泥沉淀槽，剩余污泥沉淀槽底部设有排泥斜底和锥形排泥斗。厌氧消化过程中产生的沉渣通过剩余污泥排放口排到剩余污泥沉淀槽，沉淀后经污泥泵抽至污泥干化场，以降低厌氧后槽的负荷。厌氧发酵后槽为中负荷区，采用多级串联的ABR结构。厌氧后槽每级均设有上下折流板，底部进水、上部出水，污水经过多次的上下折流，使污水中有机物与厌氧微生物充分接触，有利于有机物的分解，保证较好的出水效果。
3．3沼气净贮供气系统
该系统包括沼气气水分离器、沼气脱硫装置、沼气卸压装置、贮气袋、沼气增压装置、沼气贮压装置、沼气阻火净化分离器、增压机房等。沼气净化采用低压脱硫和高压脱水技术，整套系统集中了低压湿式柜和干式贮气柜的优点，可广泛应用于沼气、天然气的收集、贮存和应用，能实现可调恒压供气、容易控制、方便使用，用气效果稳定。
4主要工艺技术特点
厌氧处理装置大多采用砼体或钢材制作，投资大，建造麻烦。砼制池体运行数年后容易出现裂缝，且不易进行改造;池内发酵温度在25℃左右，属于近中温发酵，周期较长，而且温差随气候变化较大，冬天产气率很低。与砼体或钢构沼气工程比较，该沼气工程主要特点如下:①红泥塑料是一种改性塑料合金材料，具有成本相对较低、抗老化、耐腐蚀、阻燃、使用寿命长、吸热性能优、拆装方便等优点。②红泥塑料贮气袋为低压干式柔性贮气装置，重量轻、施工简单、安全可靠、使用寿命长，使用条件不受季节、气候的限制，可根据需要随时增减贮气袋数量，安装、拆卸、维修、搬迁方便简单。③采用恒压装置可以确保沼气压力恒定，实现红泥塑料厌氧发酵装置无骨架支撑。整套系统实现可调恒压供气，方便使用，供气稳定。
5工程效益
该沼气工程建设遵循生态学和循环经济发展原理，按照“减量化、再利用、资源化”的原则，利用养猪场粪污进行厌氧发酵，项目投产后可年处理猪粪污水约2．1万t。年可产沼气约5．5万m3，沼气可用于养殖场职工炊事和洗浴、仔猪舍保温等，解决了养殖场的生产生活用能问题。沼气的低位热值为20924kJ/m3，标煤的热值为29306kJ/kg，按沼气热利用率55%，标煤热利用率25%计，年可节约8．6万kg标煤。正常年可生产有机肥1．5万t，按80元/t的销售价计算，年有机肥销售收入120万元。污水经发酵产生的沼液，可用作果园、农田生态园灌溉用肥，不仅减少了化肥和农药的施用量，还提高了农作物产量和品质。该沼气工程的实施有效地处理了养殖场粪污，实现了养殖粪污的资源化和综合利用，减少对周围环境的污染，改善了生态环境，增加了优质可再生能源的供应，促进农业、能源和环境可持续循环发展，对农村经济持续发展和社会主义新农村建设具有重大的现实意义。
6小结
有效地实现了养殖场废弃物的资源化、减量化和无害化利用，并获得了优质有机肥和清洁能源———沼气。有利于促进节能减排和区域循环经济的发展，降低农业生产成本，促进农民增收，具有良好的经济、环境、社会效益。
作者：葛昕 鲍先巡 李布青 秦士芳 单位：安徽省农业科学院农业工程研究所 安徽省农业科学院产业处 淮南市天顺生态养殖有限公司