一种猪场废水处理及循环回用方法
【专利摘要】本发明公开了一种猪场废水处理及循环回用方法，步骤为：猪场养殖废水先经过厌氧沼气池（塔）处理，产生的沼液进入沼液储池，然后通过管道依次流入厌氧折流板生物反应池、厌氧生物膜反应池，之后通过水泵提升至序批式生物反应池中进行处理，出水经滗水器排入消毒回用水池，回用水添加环境友好微生物制剂后用泵提升至猪舍冲栏，冲栏水又再次同其他污水进入沼气池（塔）中，实现循环，各级污水处理单元产生的污泥经过污泥干化场干化后用制成有机肥。处理之后的出水经消毒后，添加环境友好微生物制剂用于猪舍冲栏，一方面实现猪场废水处理后资源化回用，节约水资源，一方面由于环境友好微生物制剂的使用，可以显著降低猪舍臭味，改善猪舍环境。
【专利说明】一种猪场废水处理及循环回用方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环境污染治理领域，具体涉及一种猪场废水处理及循环回用方法。
【背景技术】
[0002] 随着改革开放，人们生活水平的提高，人们对肉食需求的增加，近二十余年来，我 国畜禽养殖业迅猛发展，且规模化、集约化趋势越来越明显，其中，又以养猪业最为突出。规 模化养猪在一定程度上为人们提供了廉价、安全的猪肉，但其集中的、高浓度的粪污排放对 环境造成了巨大压力。
[0003] 猪场废水主要来源于猪的尿液、粪便渗出液和猪场冲洗水，其中含有大量粪渣、 有机污染物及氮、磷，研究表明，猪场废水中C0D高达5000-20000mg/L，氨氮浓度高达 800-2000mg/L，悬浮物浓度（TSS)也高达2000mg/L以上，超标数十倍。这种高浓度废水如 不经过处理直接排放将对周边环境产生巨大污染。且我国生猪养殖规模巨大，污染总量惊 人。
[0004] 目前，猪场废水的处理技术初步可以分为三大类，分别为还田处理法、自然处理法 和工业处理法。还田处理法为欧美等国的主流处理方法，其特点在于废水用于还田做肥，处 理成本低廉，但要求大量的配套土地，这种方法目前在我国难以大规模推广。自然处理法包 括氧化塘、人工湿地等处理方法，主要是借助自然生态系统的净化能力对废水进行净化，该 类方法处理成本适中，操作简单，但处理效果有限，随着国家对畜禽养殖业排污标准的提高 和管理的加强，该类技术很难满足达标排放要求。工业处理法包括好氧处理法、厌氧处理法 以及组合处理工艺，目前这类方法多数参考工业污水处理的流程进行设计，基建及运行成 本均偏高，在生猪养殖行业的推广并不理想。因此，结合我国现状和猪场污水的特点，目前 急需有新的、更适合我国规模化生猪养殖特点的、低成本处理技术。
[0005] 另外，规模化猪场养殖过程还存在两大问题，一是用水量大，二是猪场周边臭味明 显，扰民严重。养殖用水方面，一头育肥猪每天的平均耗水量约为10-20升，一个标准万头 猪场（存栏5000头）一年的用水量约为1. 825-3. 65万吨，生猪养殖对水资源的消耗巨大。 臭气方面，主要是由于养殖集中，大量生猪拥挤在狭小的猪舍内，排泄的粪污、尿液在猪舍 中堆积，虽然每天用水冲洗，但臭味仍然非常明显。因此，如何减少生猪养殖过程中的用水， 有效利用水资源，降低养殖过程中的臭味，改善养殖场环境也是生猪养殖行业必须有效解 决的问题。
[0006] 鉴于我国生猪养殖业目前的现状和上述问题，本发明设计了一套猪场废水处理及 回用的新工艺，该工艺一方面通过组合污水处理工艺实现猪场废水的高效处理，另一方面， 通过处理后出水的冲栏回用以及环境友好微生物制剂的应用，有效的实现了猪场废水的资 源化利用和猪场臭味的消除。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供了一种猪场废水处理及循环回用方法，本发明的方法实现猪 场废水的高效、低价的处理，并实现污水资源化回用，同时在回用过程中消除猪舍臭味，改 善猪场周边环境。
[0008] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0009] 本发明的发明思路是：猪场废水经多级组合单元处理后，添加环境友好微生物制 齐U，可实现猪舍冲栏回用，从而实现猪场废水零排放。
[0010] 一种猪场废水处理及循环回用方法，包括以下步骤：
[0011] 猪场养殖废水先经过厌氧沼气池或沼气塔处理，产生的沼液进入沼液储存池，然 后通过管道依次流入厌氧折流板生物反应池、厌氧生物膜反应池，之后通过水泵提升至序 批式生物反应池中进行处理，出水经滗水器排入消毒回用水池，回用水添加环境友好微生 物制剂后用泵提升至猪舍冲栏，冲栏水又再次同其他污水进入沼气池（塔）中，实现循环， 各级污水处理单元产生的污泥经过污泥干化场干化后用做有机肥。
[0012] 所述猪场养殖废水包括水洗粪工艺类型的废水和干清粪工艺类型废水，废水来源 于猪舍冲栏水、猪尿液粪污水及其他养殖过程中排水。
[0013] 所述厌氧沼气池（塔）为各种类型的可产沼气的厌氧处理装置，包括地埋式处理 池和地面式处理塔。该处理段水力停留时间为3-7天。
[0014] 所述沼液储存池为各类水泥池或池塘。该储池中水力停留时间为2-7天。
[0015] 所述厌氧折流板反应池，其特征在于通过挡板使水流的方向在垂直方向上折流， 反应池通过折流板分为3-6级不等的小室。该处理段水力停留时间为6-12小时。
[0016] 所述厌氧生物膜反应池，其特征在于池体内放置有供微生物附着生长的载体，载 体可以是软性载体，如聚乙烯纤维丝、纤维片、尼农绳、无纺布等，也可以是塑料球等硬性材 料。该处理段水力停留时间为12-24小时。
[0017] 所述序批式生物反应池，其特征在于池体有曝气系统，运行过程中间歇曝气。该处 理段水力停留时间为2-5天。
[0018] 所述消毒回用水池，其特征在于水池分两个部分，前段为消毒池，可用利用臭氧或 二氧化氯进行消毒，后段为回用水储池，用于储存消毒后的出水。环境友好微生物制剂也添 加到后段储池中。
[0019] 所述回用水冲栏，其特征在于经过消毒的出水，进入回用水储池中，经过8-24h，待 消毒剂的残留消失，向回用水储池中投加环境友好微生物制剂，然后将该含有环境友好微 生物制剂的水用水泵抽到猪舍进行冲栏回用。由于环境友好微生物制剂的使用，冲栏过程 中，这些有益菌在猪舍环境中繁殖，消耗臭味物质，并抑制臭气产生菌的作用，从而有效消 除猪舍臭味。
[0020] 所述环境友好微生物制剂，其特征在于该环境友好微生物制剂为复合微生物制 齐|J，微生物种类包括光合细菌、乳酸菌、酵母菌、EM菌、芽胞杆菌的一种或几种组合。
[0021] 优选方案是光合细菌为沼泽红假单胞菌（CCAM080042)，乳酸菌为干酪乳 杆菌（CCAM080046)，酵母菌为粘红酵母（CCAM080023)，芽胞杆菌为蜡样芽胞杆菌 (CCAM080015)，其中一种或多种的组合，每一种菌的投加量为lX104-lX107cfu/ml。投加 频次为系统运行第一周每天投加一次，以后每周按上述菌剂量投加一次。稳定运行过程中 回用水池中每一种菌剂浓度均不低于10 4cfu/ml。
[0022] 更优选的，环境友好微生物制剂由沼泽红假单胞菌（CCAM080042)，干酪乳杆菌 (CCAM080046)，粘红酵母（CCAM080023)，蜡样芽胞杆菌（CCAM080015)混合而成，添加量分 别为 1X106cfu/ml，1X105cfu/ml，1X105cfu/ml，1X106cfu/ml，投加频次为系统运行第一 周每天投加一次，以后每周按上述菌剂量投加一次。稳定运行过程中回用水池中上述每一 种菌剂浓度均不低于l〇4cfu/ml。
[0023] 上述所有处理池可以是水泥池、砖混池或者土池覆膜。
[0024] 与以前的猪场废水处理工艺相比，本发明的优点及有益效果为：
[0025] (1)本发明可以实现猪场废水处理后用于猪场冲栏，实现废水资源化利用，节约水 资源，同时实现猪场养殖零排放。
[0026] (2)本发明在回用过程中应用环境友好微生物制剂，可以在冲栏的同时有效消除 猪舍臭味，改善猪舍周边环境。
[0027] (3)本发明组合了沼气处理、厌氧折流板反应、厌氧接触氧化反应、序批式生物反 应四种污水处理工艺，通过现有的污水单元的有序组合，能有效处理各种类型的猪场废水， 并使其出水指标符合并优于《畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001中的水质要求。
[0028] (4)本发明处理的基建投入较低，运行成本不高，自动化运行，管理方便，易于推 广。以一个标准万头猪场为例，本发明工艺的基建投入为40万左右，扣除沼气和回用水的 价值，运行成本低于〇. 5元每吨。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本发明实施例1中的猪场废水处理及循环回用方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合实施例，对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于实施例 的范围。本发明实施例所使用的污水处理单元，均为本领域公知的。本发明所述技术方 案，如未特别说明，均为本领域的常规技术。本发明实施例所用菌株自中国微生物菌株 (http://www.mum800.com/)购得。
[0031] 实施例1 :
[0032] -种猪场废水处理及循环回用方法，步骤如下：
[0033] 本工艺在某标准万头猪场进行现场实验运行，该猪场排水量为50m3/d。
[0034] 猪场废水先进入一个500m3(有效容积350m3)沼气塔处理，水力停留时间7天，产 生沼液排入有效容积为200m3沼液储存池，水力停留时间4天，然后经管道进入分成3级小 室的厌氧折流板反应池（有效容积20m3)，水力停留时间为9. 6小时；自流入装有尼农丝挂 膜的厌氧生物膜反应池（或称厌氧生物膜反应器，有效容积40m3)，该处理单元水力停留时 间为19. 2小时，后经污水泵提升至序批式生物反应池（或称SBR反应池，有效容积150m3)， 该处理单元水力停留时间为3天，序批式生物反应池运行程序如下：每个周期8个小时，每 天3个周期，每个周期进水16. 7m3,进水30分钟，曝气4. 5小时，静置2. 5小时，排水30分 钟。序批式生物反应池的出水经滗水器排入消毒回用水池。消毒回用水池整体为有效容积 为120m3的长方形水池，被墙体分隔为消毒池（40m3)和回用水储池（80m3)两个部分。滗水 器排水先进入消毒池中经过3mg/l二氧化氯消毒后，溢流到回用水池中，到新鲜的消毒水 溢流进入回用水池中8小时以后，在回用水池中添加沼泽红假单胞菌（CCAM080042)，干酪 乳杆菌（CCAM080046)，粘红酵母（CCAM080023)和蜡样芽胞杆菌（CCAM080015)，添加量分别 为 1X106cfu/ml，1X105cfu/ml，1X105cfu/ml，1X106cfu/ml。投加频次为系统运行第一周 每天投加一次，以后每周周一按上述菌剂量投加一次，稳定运行过程中回用水池中上述每 一种菌剂浓度均不低于l〇4cfu/ml。最后，利用水泵将该含菌回用水提升至猪舍进行冲栏回 用。
[0035] 本实施例中的污水处理池，利用地势的高程差设计，使用自流的方式在不同处理 池之间驱动水体流动。
[0036] 本发明方法运行2个月后监测其进水及出水水质（所述的出水水质为经滗水器 排出的水），进水COD3000-5000mg/l，B0D51900-2600mg/l，TSS8000-15000mg/l，氨氮 600-700mg/l，TP35-65mg/l，处理后出水水质如下：C0D150-200mg/l，B0D580-150mg/l， TSS30-70mg/l，氨氮2-10mg/l，TP4-7mg/l。出水指标优于《畜禽养殖业污染物排放标准》 (GB18596-2001)〇
[0037] 实施例2 :
[0038] 本发明回用水冲栏后对猪舍臭味的消除：
[0039] 实施例1经滗水器排出的水，经消毒池消毒后，溢流进入回用水池，静置8小时后， 将沼泽红假单胞菌（CCAM080042)，干酪乳杆菌（CCAM080046)，粘红酵母（CCAM080023)和 蜡样芽胞杆菌（CCAM080015)投入回用水池中，添加量分别为lX106Cfu/ml，lX105cfu/ml， 1X105cfu/ml，1X106cfu/ml，混匀，立即抽出进行冲栏。
[0040] 本发明中利用回用水对某万头猪场猪舍进行冲栏，并与干净池塘水冲栏进行对 t匕，每天冲栏回用水量为48-52吨。分别测定回用水和清水冲栏前后猪舍空气中臭味物质 氨氮和硫化氢的浓度，每次冲栏后立刻测定猪舍臭味浓度。结果见下表1所示：
[0041] 表1回用水及自然池塘水冲洗猪舍前后臭味物质浓度对比
【权利要求】
1. 一种猪场废水处理及循环回用方法，包括以下步骤： 猪场养殖废水先经过厌氧沼气池或沼气塔处理，产生的沼液进入沼液储池，然后通过 管道依次流入厌氧折流板反应池、厌氧生物膜反应池，之后通过水泵提升至序批式生物反 应池中进行处理，出水经滗水器排入消毒回用水池，回用水添加环境友好微生物制剂后用 泵提升至猪舍冲栏，冲栏水又再次同其他污水进入沼气池或沼气塔中，实现循环，各级污水 处理单元产生的污泥经过污泥干化场干化后用做有机肥； 所述的环境友好微生物制剂为光合细菌、乳酸菌、酵母菌、EM菌、芽胞杆菌的一种或几 种组合。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述厌氧沼气池或沼气塔为各种类型的可产沼气的厌氧处理装置，包括地埋式处理池 和地面式处理塔，该处理段水力停留时间为3-7天； 所述沼液储池为各类水泥池或池塘，该储池中水力停留时间为2-7天； 所述厌氧折流板反应池，反应池通过折流板分为3-6级不等的小室，该处理段水力停 留时间为6-12小时； 所述厌氧生物膜反应池，其特征在于池体内放置有供微生物附着生长的载体，载体为 聚乙烯纤维丝、纤维片、尼农绳、无纺布或塑料球；该处理段水力停留时间为12-24小时； 所述序批式生物反应池，其特征在于池体有曝气系统，运行过程中间歇曝气，该处理段 水力停留时间为2-5天； 所述消毒回用水池，其特征在于水池分两个部分，前段为消毒池，可用利用臭氧或二氧 化氯进行消毒，后段为回用水储池，用于储存消毒后的出水；环境友好微生物制剂添加到后 段储池中。
3. 根据权利要求1所述的方法，所述的环境友好微生物制剂为：沼泽红假单胞菌 CCAM080042,干酪乳杆菌CCAM080046,粘红酵母CCAM080023,蜡样芽胞杆菌CCAM080015,其 中一种或多种的组合，每种菌的投加量为1 X 104-1 X 107cfu/ml，投加频次为系统运行第一 周每天投加一次，以后每周按上述菌剂量投加一次。
4. 根据权利要求1所述的方法，所述的环境友好微生物制剂为：沼泽红假单胞菌 CCAM080042,干酪乳杆菌CCAM080046,粘红酵母CCAM080023和蜡样芽胞杆菌CCAM080015， 添加量分别为 1 X 106cfu/ml，1 X 105cfu/ml，1 X 105cfu/ml，1 X 106cfu/ml，投加频次为系统 运行第一周每天投加一次，以后每周按上述菌剂量投加一次，稳定运行过程中回用水池中 上述每一种菌剂浓度均不低于104cfu/ml。
【文档编号】C02F9/14GK104355500SQ201410657169
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】梁运祥, 吴定心, 柯雪佳, 赵述淼, 陈正军 申请人:华中农业大学