一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法，属于污水处理技术 领域。
【背景技术】
[0002] 近些年来，随着养殖规模的不断扩大、饲养数量的急剧增加，使得大量的畜禽粪便 污水成为污染源，这些养殖场产生的污染如得不到及时处理，必将对环境造成极大危害，造 成生态环境恶化、畜禽产品品质下降并危及人体健康，养殖业污染治理技术的滞后严重制 约养殖业的可持续发展。
[0003] 养殖废水具有高C0D、高氨氮的特点，以不混合粪便的冲洗废水为例，C0D-般在 2000~4000mg/L之间，氨氮高达300~1800mg/L，作为高浓度废水通常采用厌氧工艺进行处 理，可以对废水中有机物进行一定程度的降解，但厌氧处理对氨氮和总氮的去除率较低，导 致厌氧出水具有低C/N比、高浓度氨氮特征，后续进行传统的硝化-反硝化工艺难以进行处 理。厌氧氨氧化工艺是一种高效脱氮工艺，以亚硝酸氮为电子受体，氨氮作为电子供体的微 生物反应，将水中的氨氮直接转化为氮气，可以在一个反应器内实现氮素的去除。与传统的 硝化-反硝化工艺相比，具有能耗低、产泥少、经济高效等优点，在高氨氮废水的处理中具有 巨大的潜力。但是厌氧氨氧化菌作为自养菌，对废水中有机物的存在非常敏感，养殖废水高 C0D的特点会抑制厌氧氨氧化菌的活性，导致厌氧氨氧化反应的抑制甚至停止。因此养殖废 水想处理到达标排放的程度非常困难，一般养殖场对废水进行厌氧发酵后，发酵剩余物不 能直接排放，只能用于农田灌溉，而规模化养殖场需要配备足够面积的农田才能消纳产生 的沼液，为配合作物施肥周期，还需要建设大容积的沼液暂存池。由于现有工艺的缺陷，养 殖废水在处理效果和处理成本上均存在较大的困难，导致多数养殖场污染防治措施不达 标，对周围环境造成不利影响。
[0004] 目前国内养殖废水处理技术主要集中于两个方面，一是以资源化利用为主，如中 国专利文献CN102225831A(申请号201110085422.X)公开的畜禽养殖场资源化利用及污染 物零排放方法处理后水质污染程度仍较高，出水只能回用，不能直接排放；另一种以厌 氧--好氧组合工艺为主，如中国专利文献CN102807302A(申请号201210307638.0)公开的 畜禽养殖污水处理的方法，但需采取曝气的好氧处理工艺。但上述工艺方法都普遍存在着 耗能大、处理速度慢、效率低、造价高等特点，而且处理后的水难以达标排放。因此，针对养 殖废水的特点，开发具有对C0D、氨氮高去除率的工艺迫在眉睫。
【发明内容】
[0005] 针对现有养殖废水高C0D和高氨氮难处理以及降解效率低，废水不能达标排放的 问题，本发明提供一种养殖废水高效降解脱氮处理系统及处理方法。
[0006] 本发明是通过如下技术方案实现的：
[0007] -种养殖废水高效降解脱氮处理系统，包括顺次连接的调节池、沉砂池、进料池、 厌氧反应器、预氧化-亚硝化一体池、厌氧氨氧化反应器和出水回流池，所述的厌氧反应器 为厌氧内循环反应器，所述的预氧化-亚硝化一体池包括内外两层圆柱形池体，外层的池体 与内层的池体之间形成环形的外环池腔，内层的池体围成内环池腔，所述内环池腔与外环 池腔相连通，废水由外环池腔内流经一圈后进入内环池腔，所述厌氧氨氧化反应器为上流 式厌氧填料塔，厌氧氨氧化反应器内部由下至上分为进水区、中间填料区、出水区，中间填 料区体积占反应器体积的60~70%。
[0008] 本发明优选的，预氧化-亚硝化一体池外环池腔内设导流墙，内环池腔内设桨式搅 拌机，在外环池腔的外侧壁底部设置有外环池腔进水口，在内环池腔的侧壁上部设置有连 通口，在内环池腔的侧壁底部设置有出水口，出水口连接出水管，调节池的出水口与沉砂池 的进水口连接，沉砂池的出水口与进料池的进料口连接，进料池的出料口与厌氧反应器的 进水口连接，厌氧反应器的出水口与预氧化-亚硝化一体池的外环池腔进水口连接，内环池 腔的出水管与厌氧氨氧化反应器的进水口连接，厌氧氨氧化反应器的出水口连接出水回流 池，出水回流池的处理水回流至进料池内或预氧化-亚硝化一体池内。
[0009] 外环池腔的外周圈侧壁为外侧壁，外环池腔的内周圈侧壁为内侧壁，外环池腔的 内侧壁也即内环池腔的侧壁。
[0010] 进一步优选的，外环池腔进水口、连通口分别位于导流墙两侧，导流墙的高度与预 氧化-亚硝化一体池的池体高度相同，出水口与连通口位于一条直线上。
[0011] 本发明优选的，厌氧氨氧化反应器中间填料区内填充有环状悬浮填料，多个轻质 填料球由连接杆串连在一起组成填料球串，设有多个填料球串，该多个填料球串并排纵向 放置，横向组成多行多列，在水平方向上，填料球和填料球间距为3~5cm，每个填料球串的 上下两端由横向固定杆固定，该固定杆固定在设置的厌氧氨氧化反应器上。
[0012] 本发明优选的，所述轻质填料球为轻质聚丙烯球状半软性填料球，填料球直径为 150mm~200mm，填料球比重2 0.95g/cm3,比表面积2 500rrf/m3,孔隙率2 95%。
[0013] 本发明优选的，所述的厌氧内循环反应器由底部布水区、中间反应区、顶部三相分 离器组成，反应区高径比为2.0~3.5:1。
[0014]利用上述处理系统对养殖废水进行高效降解脱氮的处理方法，包括步骤如下：
[0015] (1)养殖场废水由集水系统进入调节池进行水解，调节池水力停留时间HRT为12~ 24h；
[0016] (2)调节池出水自流经进料池进入沉砂池，沉砂池水力停留时间HRT为12~24h，
[0017] (3)沉砂后的养殖废水通过进料池进入厌氧反应器进行厌氧反应，反应温度为30 ~35 °C，控制反应器的水力停留时间HRT为2~4d，反应器C0D容积负荷3~8kg/ (m3 · d)，进 水COD控制在1000~3000mg/L，初次启动的厌氧反应器时接种厌氧污泥；
[0018] (4)厌氧反应后的处理水进入预氧化-亚硝化一体池，外环池腔水力停留时间2~ 3h，内环池腔水力停留时间2~3h，内环池腔通过慢速搅拌控制池内溶解氧为0.5~1. Omg/ L，实现废水亚硝化；
[0019] (5)亚硝化反应后的废水进入厌氧氨氧化反应器进行厌氧氨氧化反应，反应温度 为30~35°C，水力停留时间6~24h;
[0020] (6)废水经厌氧氨氧化反应后出水进入出水回流池，出水回流池内部分出水进行 回流，剩余出水可达标排放，出水回流池至厌氧反应器的回流比为0.5~2:1，出水回流池至 预氧化-亚硝化一体池的回流比为ο. 5~1:1。
[0021] 如浓度超过厌氧反应器进水指标适宜范围，加大出水回流池至厌氧反应器的回流 比。
[0022] 本发明优选的，沉砂池为平流沉砂池或曝气沉砂池，平流沉砂池或曝气沉砂池为 现有技术。
[0023]本发明接种厌氧污泥按常规技术接种厌氧污泥进行。
[0024] 本发明优选的，步骤(5)中，初次启动厌氧氨氧化反应器时，于悬浮填料上接种厌 氧氨氧化污泥，接种方式为先将悬浮填料浸泡于厌氧氨氧化污泥中12~24h，然后将悬浮填 料装填入反应器后，以每天两次，每次半小时的频率循环流加厌氧氨氧化反应器内的污泥 进行挂膜，流加方式为上进下出，流加速率为5~10L/min · m3池容，重复上述步骤操作3~ 5d，成功启动厌氧氨氧化反应。
[0025] 进一步优选的，初次启动厌氧氨氧化反应器时，将厌氧氨氧化污泥、厌氧消化污泥 组成的混合污泥接种到填料污泥上，厌氧氨氧