UASB厌氧反应器处理高浓度养殖废水

山东某牧业公司下辖的养猪场为现代化规模化养猪场，设计出栏生猪30000头，现存栏生猪15000头。在生猪养殖过程中，会产生一定量的废水和粪污，养猪场采用干清粪的形式，冲洗废水中的有机污染物浓度较高。该公司早期曾经把产生的废水排入厂区内的沟渠和废弃水坑里简单处理，但出水恶臭异常，经重新改造后，养殖废水采用水解酸化+UASB+接触氧化+生物氧化塘+人工湿地工艺处理，出水长期稳定达到或超过《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)，并用于浇灌附近农田，产生的污泥用于附近农田施肥。

2　废水水质及工艺流程
　　
根据场方远景规划和要求，养殖场采用干清粪的处理方式清粪，即粪污分离，鲜粪与猪尿及冲洗水分开处理。本文仅对废水处理部分做详细阐述。

2.1　污水水质与达标标准

污水水质与达标标准见表1

2.2　设计处理能力

根据该牧业有限公司提供的基础资料和环境影响评价表要求，工程设计处理能力250 m3.d-1，实际进水量根据实际情况不同在230~260m3.d-1之间波动。

2.3　工艺流程及说明

畜禽养殖废水属于高浓度有机废水，其主要处理技术有自然处理法、厌氧处理技术、好氧处理技术和混合处理技术[1~9]。该牧业公司养殖废水处理工程主要对象是粪便的冲洗水，废水污染成分比较复杂，有机物和凯氏氮含量高，处理要求出水达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)，回用于农田灌溉，因此采用了水解酸化+UASB+接触氧化+生物氧化塘+人工湿地工艺，具体工艺流程如下:

含有少量粪便的冲洗水经收集自流入原有储粪池，然后用泵打入固液分离装置(水力筛网片)，分离出的粪送至有机肥加工中心加工成有机肥出售。分离出的废水自流入调节池，进行水量水质调节，而后用泵打入水解酸化池。在水解酸化细菌的作用下，把大分子有机物转化为小分子有机酸，再用泵打入UASB反应器。在UASB反应器中，废水中的小分子有机物(主要是有机酸)与微生物(主要是产甲烷菌)厌氧反应，使小分子有机物进一步断链降解，在这个过程中产生的沼气经脱水脱硫处理后进入储气柜用于发电等。由UASB反应器排出的废水自流入接触氧化池，与该池中的好氧微生物、兼性微生物和少量的厌氧微生物充分反应，使废水中的有机物进一步无机化。反应充分后的废水自流入二沉池，在重力等作用下重力分离，污泥回流到调节池由前段工序进一步稳定处理，上清液自流入生物氧化塘，进行进一步的物化和生物处理净化。生物氧化塘的水后流入人工湿地，在芦苇等植物根系及周围微生物的作用下得到充分的进一步降解，废水经人工湿地处理后达标排放或灌溉农田。UASB反应器设置有循环泵，当水质波动大时启动，提高升流速度，利于反应器污泥处于高度膨胀状态，增加污泥与废水的接触面积，减少水质波动对系统带来的影响，提高反应效率。二沉池的污泥连续回流到调节池中，有利于脱氮除磷。整个系统产生的污泥作为肥料由UASB反应器定期排到附近农田。人工湿地中的芦苇定期收割出售。

2.4　废水处理工艺特点

针对该类生猪养殖废水采用的上述工艺具有以下优点: 1)采用的水解酸化与UASB反应系统相结合的厌氧处理方法，是在两相和多相厌氧分解理论上发展起来的处理技术。两相厌氧处理使得不同的优势菌种在不同的反应器环境中生长，这样有利于各种不同微生物的生长繁殖和新陈代谢，提高微生物的生物活性，减少因竞争和拮抗作用带来的相互抑制作用; 2)采用UASB反应器不但占地面积大大减小，而且处理效率大大提高，UASB反应器以其特殊的结构和其中的颗粒污泥的综合作用造就了它的高处理效率和高产气率的特点; 3)采用接触氧化法

对UASB的出水做好氧处理保证了废水水质的进一步优化，接触氧化法以其高污泥浓度、高度分级的生态系统、较长的食物链等决定了其高处理效率、稳定的处理效果和低的产泥率; 4)系统采用生物氧化塘对接触氧化池出水进行进一步的处理，这样不但充分利用了原有废弃池体，而且又可对废水进行物化和生物学处理; 5)本系统利用原有废塘改造而成的人工湿地对废水做了更深层次的处理，不但有利于废水达标排放回用于农田和猪舍冲洗水，同时还能生产芦苇等工业原料; 6)二沉池中的污泥连续回流入调节池，不但有利于污泥进一步稳定，而且有利于脱氮除磷; 7)UASB反应器设置内循环泵，当水质波动大时启动，提高了升流速度，增加了污泥床和上面污泥悬浮区的膨胀强度。这样就提高了污染物与污泥颗粒的接触面积，提高了传质速度和反应器的处理效率以及水质波动带来的冲击影响。