养殖废水处理厌氧+SBR+A/O+MBR技术

某县新建繁育基地总投资为10500万元，总占地面积约8hm（2120亩），总建筑面积47054m2，项目建成投产后常年存栏母猪6000头，年出栏约11万头仔猪。畜禽养殖废水具有COD、SS、NH3-N、TP等污染物浓度高且C/N低的特点。养殖废水处理站作为繁育基地配套工程，按300m3/d处理规模设计。

1、养殖废水的水量与水质

本项目养殖废水主要为母猪尿液、猪舍冲洗污水、基地生活污水等，其中冲洗水为间歇水源。畜禽废水的产生与养殖种类、品种、性别、生长期、饲料天气条件等因素有关，不同方式的清粪工艺对废水排放影响很大。本项目为尿泡粪方式的养殖场，根据同类型项目母猪产生废水量约40L/（头·d），再加上猪舍冲洗及其他未预见废水量，确定养殖废水处理规模按300m3/d设计。尾水虽排至农灌渠，但附近400m范围内有村民，建设单位要求废水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的一级标准，尾水排至西侧农灌渠，用于水田作物补水。设计进、出水水质见表1。

2、养殖废水处理工艺流程

根据养殖废水水量、水质特点和处理要求，确定本项目主要工艺流程（见图1）

①预处理。

猪舍产生的废水通过管网排放到收集池，在管网前端设置人工格栅去除较大杂物。在收集池内设置搅拌机，充分搅拌防止粪渣沉淀，收集池内的废水通过水泵提升至固液分离机，分离出的粪渣进入堆肥车间，出水在正常情况下进入调节池（当水质出现异常情况如猪舍消毒时，手动控制阀门进入应急池，应急池内的废水通过泵少量均匀提升至调节池），调节池底设置穿孔曝气管，养殖废水在调节池内进行充分曝气和水质水量调节；分离机挤压废水含渣量高，回流至收集池进行再一次固液分离。调节池内的养殖废水通过污水泵提升至一级混凝、絮凝池。

②厌氧系统。

预处理出水进入一级混凝、絮凝池，向池中投加混凝剂与絮凝剂，使得细小SS絮体形成大颗粒的矾花，达到重力沉淀的目的，既减轻后续生化系统负荷，又有除磷功能。经加药反应后废水进入一级混凝初沉池进一步泥水分离，上清液直流进入厌氧池，在厌氧池内设置搅拌机使微生物和废水充分混合，提高微生物的活性，废水在厌氧池内降解大部分有机物并生成沼气，厌氧反应将难降解的大分子有机物降解为小分子有机物，以利于后续生化处理。厌氧池出水自流进入厌氧沉淀池，沉淀的厌氧污泥回流到厌氧池，固液分离后的上清液自流进入一级中间水池，一级中间水池出水通过泵定时定量送入SBR池。

③SBR+A/O+MBR系统。

污水间歇式进入每个SBR反应池，即经过进水、反应、沉淀、排放和闲置5个工序。反应池每个周期进水2h，边进水边曝气，每个周期8h，一般曝气2h、静止1h、曝气2h、沉淀1.5h、排水1h、闲置0.5h，每天3个周期；SBR为本设计的关键工艺，经过SBR处理后废水中绝大部分有机物已被降解。SBR池出水自流进入二级中间水池，二级中间水池出水通过泵送入缺氧池，在反硝化菌的作用下去除亚硝态氮；缺氧池内设有搅拌装置，保证池内污泥与废水充分混合；缺氧池出水进入O池，在O池内进行曝气，将氨氮转化为硝态氮；O池设硝化液回流泵，将部分硝化液回流至缺氧池，利用硝化反硝化作用，提高系统脱氮效果，O池内设三相分离器，对混合液进行泥水分离；分离后上清液自流进入内置式MBR，MBR产水进入二级混凝、絮凝池。

④深度处理。

在二级混凝、絮凝池内投加混凝剂、絮凝剂，池内设桨式搅拌机，废水充分反应后进入二级混凝沉淀池，去除总磷。沉淀池上清液进入人工生态塘，生态塘出水进入消毒池，

在消毒池内投加NaClO进行消毒，去除大肠菌群等致病菌，尾水达标排放。

⑤污泥处理。

废水处理过程中产生的污泥排入污泥池，通过提升泵将污泥提升到叠螺机进行脱水，干泥进入堆肥车间，与粪渣混合后作为粪肥使用。

⑥沼气处理与收集。

厌氧池内产生的沼气，通过管道收集至脱水、脱硫罐完成脱水、脱硫后进入双膜气柜。气柜内沼气用于锅炉烧水，供站内员工使用。

3、主要处理构筑物和设备

①收集池（含人工格栅）。

采用全地下式钢筋混凝土结构，V有效=300m3，1座。池内设人工格栅1台，SS304材质，栅隙10mm；设电极式液位计，2台（1用1备）提升泵，通过液位控制器实现提升泵的自动控制；设2台潜水搅拌机，防止粪渣沉淀。

②固液分离平台。

设置2台处理能力为40m³/h的固液分离机，采用振动斜筛式，固液分离机出水流入调节池或应急池，挤压废水排至收集池，分离出来的粪渣用于制作肥料外售给专业公司。

③调节池、应急池、一级中间水池。

采用黑膜地下结构形式。调节池1座，V有效=875m3，设有1台液位计、1套穿孔曝气管和2台（1用1备）污水潜水泵，通过液位计来控制提升泵的开启。应急池1座，V有效=875m3，设有1台液位计、1套穿孔曝气管和2台（1用1备）污水潜水泵，通过液位计来控制提升泵的开启。一级中间水池1座，V有效=472m3，设有1台液位计、1套穿孔曝气管和2台（1用1备）污水潜水泵，通过液位计来控制提升泵的开启。

④一级混凝初沉池（含一级混凝池、一级絮凝池、一级混凝初沉池）。

采用全地上式钢筋混凝土结构。一级混凝池V有效=5.52m³，反应时间为26min，设桨式搅拌机1台；絮凝池V有效=5.52m³，反应时间为26min，设置桨式搅拌机1台；一级混凝初沉池有效水深为2.5m，表面负荷为1.0m³/（m²·h）；采用机械排泥，设2台立式污泥泵，每天排泥一次，每次30min。污泥排至污泥池。

⑤组合池（含厌氧池、厌氧沉淀池、SBR池、A池、O池、MBR池、产水池、二级混凝池、二级絮凝池、二级混凝沉淀池）。

采用半地下式钢筋混凝土结构。厌氧池V有效=796m3，有效水深为6.5m，水力停留时间为2.65d，设4台潜水搅拌机，使微生物和废水充分混合，提高废水的可生化性。厌氧沉淀池有效水深为3.5m，表面负荷为0.67m³/（m²·h），设有2台污泥回流泵，污泥一部分回流至厌氧池，实现内部循环，一部分定时排放至污泥池进行处理。SBR池分为4格，每格V有效=310m3，有效水深为6.2m，停留时间为1.03d，每格设1套曝气装置，间歇运行，设置排泥泵，定时排泥至污泥池。A池V有效=525.2m3，有效水深为5.2m，停留时间为1.75d，设2台潜水搅拌机，促进反硝化反应，降解有机物。O池V有效=109.2m3，有效水深为5.2m，停留时间为8.7h，设1套曝气装置和三相分离器。MBR池V有效=66.2m3，停留时间为5.3h，内置PVDF膜2套，膜面积1500m2，膜通量为8.3L/（m2·h），产水泵2台，MBR反洗泵2台。产水池V有效=14.56m3，有效水深为5.2m，停留时间为1.16h。二级混凝池V有效=4.1m3，有效水深为5.2m，反应时间为20min。二级絮凝池V有效=4.1m3，有效水深为5.2m，反应时间为20min；二级混凝沉淀池表面负荷为0.67m³/（m²·h）；消毒池V有效=9.7m3，有效水深为4.85m，停留时间为46.8min。

⑥二级中间水池。

采用半地下式钢筋混凝土结构，V有效=46m3，停留时间为3.0h，设浮球液位计，距池底1.0m为低液位，控制提升泵停止。

⑦生态塘。

2座，总容积为4020m³，停留时间20d，黑膜结构。一级、二级生态塘内设增氧气泵2台，生态浮岛8个（每500m2设置1个浮岛）。

⑧污泥脱水系统

系统污泥主要产自一级混凝初沉池、厌氧沉淀池、SBR池、MBR池和二级混凝沉淀池。这些污泥定期排至污泥池，V有效=350m3，采用黑膜地下结构形式，设有1台液位计和2台（1用1备）污泥潜水泵，通过液位计来控制泵的开启，污泥被提升至叠螺机进行脱水处理。设置1台处理能力为120kg/h的叠螺脱水机，不锈钢SS304材质，并向污泥中添加适量的絮凝剂以提高固液分离效果，配药罐和加药罐V有效=2.00m³，阳离子PAM配制浓度为0.25%，投加量为300L/h，污泥脱水产生的清液回到调节池重新处理，污泥含水率约为80%，分离出来的污泥与粪渣混合，用于制作肥料，销售给专业公司。

⑨沼气净化及储存系统

设置沼气净化及储存设施1套，包括压力控制系统、储存装置、脱水脱硫净化系统和冷凝器。储气柜V有效=100m3，气柜内沼气用于锅炉烧水，供站内员工使用。

⑩臭气系统

臭气来源主要为调节池、应急池、中间水池和厌氧池。配套臭气收集输送系统，通过引风机将臭气送至臭气处理系统，喷淋塔规格Ø1200mm×3500mm，引风机风量5000m3/h，全压1.5kPa。

4、工程应用效果及运行成本分析

该养殖废水处理站自2021年6月正式投产运行以来，处理水量为200~250m3/d，出水pH维持在6.5~8.5，出水水质优于设计要求。各处理单元的水质情况如表2所示。

该工程投产半年以来，平均处理水量约250m3/d，运行成本主要包括人工费、电费、药剂费、污泥处置费、设备维修与折旧费。

①人工费：废水处理站定员3人，工资按5000元（/月·人）计，人工费为2.0元/m3；

②电费：耗电量为1325.98kW·h，电价为0.6元（/kW·h），平均电费为3.18元/m3；

③药剂费：药剂包括次氯酸钠、碳酸钠、阴离子PAM、PAC、阳离子PAM等，平均药剂费为5.1元/m3；

④污泥处置费：干污泥和干粪混合后堆肥发酵作为粪肥外售，无污泥处置费用；

⑤设备维修与折旧费：由于本项目运行仅半年，暂未产生该费用。综上，总运行费用为10.28元/m3。

5、结论和建议

①采用“预处理+一级混凝沉淀+厌氧系统+SBR+A/O+MBR+二级混凝沉淀+生态塘+消毒”工艺处理繁育基地养殖废水，出水水质优于《污水综合排放标准》（GB8978—1996）的一级标准。

②原设计采用人工格栅，实际运行过程中母猪场原水中杂物较多，清理工作量较大，建议设计采用机械格栅+人工格栅组合形式。

③养殖废水含固率较高，实际进水SS高于设计水质，导致收集池选用的搅拌机功率不够，建议设计收集池的搅拌功率≥25W/m3；调节池采用黑膜形式，没有设置搅拌装置，建议设计采用钢筋混凝土形式，并设置搅拌机。

④应急池和污泥池共用1台风机，现场风量很难控制，建议单独设计曝气风机。

⑤运行过程中发现TP容易超标，一级混凝初沉池表面水力负荷为1.0m³/（m²·h），现场处理效果不佳，建议表面水力负荷按0.5m³/（m²·h）设计。

⑥固液分离机与堆肥车间分开设置，需要二次转动，不利于运营，建议固液分离机直接设在堆肥车间。