一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法与流程

本发明属于污水处理及利用技术领域，具体涉及一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，适用于污水及沼液的无害化处理及达标排放水和综合利用。

背景技术：

迅猛发展且规模化、集约化的畜禽养殖业所集中的、高浓度排放的大量污水及沼液，对环境是一个不可忽视的重要污染源。

畜禽污水是一种高cod、高悬浮物、高氨氮的三高有机污水，由于畜禽养殖过程中生产用水的不定时性，导致这类污水具有悬浮物浓度高、间歇性大，污染浓度不均匀等特点。污水处理设施运行过程中，ph、溶氧和污泥量的条件控制，决定了污水处理效率，而污水特性的变化，导致上述参数极易变化，人工调节无法满足。

因此需要一种较好的畜禽污水综合处理利用工艺，采用简单的处理工艺结合自动控制系统，可自动调节污水处理设施运行参数，控制工艺满足畜禽养殖污水治理时的污染物浓度时高时低的冲击，使污水处理系统稳定。

目前现有技术生物综合处理方法。例如，发明专利cn10280732a是固液分离处理和改良式氧化沟对养殖场污水进行处理，但只有处理设施运行参数要求但如何实现并没有达到自动化的控制。再如，发明专利cn102701512a采用生化法结合物化法的组合工艺处理沼液，主要技术包括吹脱和sbr处理技术，吹脱产生的氨氮污染周边环境，不能大规模推广。发明专利cn10270283a是以厌氧菌和好氧菌株木霉和酵母菌为主要菌株，通过固定化包埋技术，实现高效修复畜禽养殖的污水。

上述专利最终目的是达标排放，设施运行参数无法实现自动运行控制，而不能实现系统长期稳定控制、不能达到综合利用回用的要求，造成大量水资源的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，该方法将净水微生物菌剂与不同的污水处理工艺相结合，厌氧生物菌剂可以提高厌氧系统产气率，好氧生物菌剂可以提高好氧生化系统对cod和氨氮的转化和去除效率，通过高效微生物快速分解污水中污染物，达到达标排放标准，或作为冲栏水回用，实现节能减排，成本低、易于推广应用的目的。在整个过程中使用在线溶氧仪、污泥光电检测仪和ph在线监测仪可以有效保证生化系统正常运行，避免养殖水间歇排放浓度变化对其照成的冲击。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，包括以下步骤：

a、污水的固液分离

将畜禽舍汇集在污水池的污水经过水力筛网分离机处理，固液分离后污水中进行下一级生化处理，分离出的粪便含水率70-80%，作为堆肥原料；

b、厌氧处理

固液分离后的污水进入封闭的厌氧处理装置，水力停留时间2-6天；将水中的cod转化为沼气，脱cod后的污水继续沉淀，沉淀时间6-12小时左右，厌氧上清沼液自流进入下一级复合脱氮装置，沉淀的厌氧污泥通过管道泵泵送至厌氧处理装置内，补充流失的厌氧污泥；

c、复合脱氮处理

厌氧沼液自流进入复合脱氮装置，水力停留时间1-2天，同时复合好氧生物池的含有活性污泥水回流至复合脱氮装置，在反硝化细菌的作用下，使污水中的硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气，减少污水中的总氮含量；

复合脱氮装置内一半采用曝气混合的搅拌方式，另一半采用潜水搅拌机搅拌的方式，池内曝气混合区溶氧控制在0.8-1mg/l，潜水搅拌混合区溶氧控制小于1mg/l；

d、复合好氧生物处理

厌氧脱氮沼液自流进入复合好氧装置，水力停留时间2-3天,提高水中的cod和氨氮的分解转化效率,调节装置内的溶解氧，溶解氧控制在1-3mg/l，然后污水继续沉淀，沉淀时间3-6小时左右，上清液自流进入下一级消毒池，沉淀的好氧污泥通过管道泵泵送至复合脱氮装置内，补充流失的污泥，剩余污泥定期排入污泥脱水装置，脱出的污水回流至厌氧处理装置，脱出的污泥用于堆肥。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，所述的步骤b进行厌氧处理时，厌氧处理装置中运行初期投加醋酸杆菌、丙酸杆菌、丁酸梭菌三种组合菌剂，菌剂投加量根据装置容积计算单位投加量为醋酸杆菌0.1-0.5g/m³、丙酸杆菌0.1-0.5g/m³、丁酸梭菌0.1-0.5g/m³，装置正常运行后，3-6个月投加一次硝化细菌和枯草芽孢杆菌，单位投加量为醋酸杆菌0.01-0.05g/m³、丙酸杆菌0.01-0.05g/m³、丁酸梭菌0.01-0.05g/m³。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，其厌氧处理装置包括厌氧反应装置和厌氧沉淀池，所述的厌氧处理装置采用钢砼结构或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，其长宽比为3:1，高度4-5m；所述的厌氧反应装置内部采用潜水搅拌器进行推流搅拌，将水中的cod快速转化为沼气；所述的厌氧反应装置底部设有沼气收集口，通过加压泵和脱硫除湿装置后进入干式储气罐收集利用；所述的厌氧反应装置内壁设有u型管道，管内有电加热装置，管道水为生化池末端出水；所述的厌氧沉淀池设置在厌氧反应装置的出口末端，沉淀时间6-12小时左右，厌氧上清沼液自流进入下一级复合脱氮装置，沉淀的厌氧污泥通过管道泵泵送至厌氧反应装置内，补充流失的厌氧污泥。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，所述的步骤c中进行复合脱氮处理时，复合脱氮装置中运行初期投加反硝化杆菌和酵母菌，菌剂投加量根据装置容积计算单位投加量为反硝化杆菌0.1-0.5g/m³、酵母菌0.1-0.5g/m³，装置正常运行后，3-6个月投加一次反硝化杆菌和酵母菌，单位投加量为反硝化杆菌0.01-0.05ml/m³、酵母菌0.01-0.05g/m³。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，其复合脱氮装置采用钢砼结构或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，长宽比3:1，高度4-5m；复合脱氮装置包括潜水搅拌混合区和曝气混合区，所述的潜水搅拌混合区底部设置有潜水搅拌器，所述的曝气混合区底部设置有曝气系统，所述的曝气系统包括多个曝气器；所述的复合脱氮装置内还设置有ph在线监测仪，通过ph变化控制复合好氧装置的含有活性污泥水回流至复合脱氮装置的水量，水量由复合好氧装置设置的回流泵运行时间控制，当ph<7.5回流泵运行，当ph>9回流泵关闭。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，所述的步骤d中进行复合好氧生物处理时，复合好氧装置中运行初期投加硝化细菌、枯草芽孢杆菌，菌剂投加量根据装置容积计算单位投加量为硝化细菌0.1-0.5ml/m³、枯草芽孢杆菌0.1-0.5g/m³，装置正常运行后，3-6个月投加一次硝化细菌和枯草芽孢杆菌，单位投加量为硝化细菌0.01-0.05ml/m³、枯草芽孢杆菌0.01-0.05g/m³。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，其复合好氧装置包括复合好氧处理区和复合好氧沉淀池，所述的复合好氧装置采用钢砼结构或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，长宽比为3:1，高度4-5m；所述的复合好氧处理区底部装有曝气系统，所述的复合好氧处理区中上部从左到右依次设置有组合填料区、非填料区和组合填料区，所述的组合填料区内设置有组合填料，所述的组合填料上设置有生物膜，附着的生物膜中生长同时兼氧微生物和好氧微生物，硝化作用和反硝化作用同步进行；所述的非填料区产生的好氧活性污泥，只发生硝化作用和好氧反应；通过组合填料区和非填料区组合在同一装置内产生形成不同的微生物菌群，产生不同的生化反应，提高水中的cod和氨氮的分解转化效率；所述的复合好氧处理区内安装有溶氧在线监测仪与风机变频器联动控制，通过风机频率变化，控制曝气系统进入复合好氧装置的空气量，从而调节装置内的溶解氧，溶解氧控制在1-3mg/l；所述的复合好氧处理区内安装ph在线监测仪，并与ph调节装置系统联动，ph调节装置的药剂为生石灰或碳酸钠或氢氧化钠的质量分数30%—50%溶液，当ph<6.5时，ph调节装置的碱液自动流入装置中，当ph>7.5时停止流入；所述的复合好氧沉淀池设置在复合好氧处理区出口末端，进入的污水沉淀时间3-6小时左右，上清液自流进入下一级消毒池，沉淀的好氧污泥通过管道泵泵送至复合脱氮装置内，补充流失的污泥，剩余污泥定期排入污泥脱水装置，脱出的污水回流至厌氧处理装置，脱出的污泥用于堆肥。

所述的一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，所述的ph调节装置采用玻璃钢或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，ph调节装置中设置有碱的稀释用水，来源于提升泵输送的复合好氧装置处理的尾水，并用液位计控制提升泵运行。

本发明的有益效果是：

本发明将净水微生物菌剂与不同的污水处理工艺相结合，厌氧生物菌剂可以提高厌氧系统产气率，好氧生物菌剂可以提高好氧生化系统对cod和氨氮的转化和去除效率。通过高效微生物快速分解污水中污染物，达到达标排放标准，或作为冲栏水回用，实现节能减排，成本低、易于推广应用的目的。在整个过程中使用溶氧在线监测仪和ph在线监测仪可以有效保证生化系统正常运行，避免养殖水间歇排放浓度变化对其照成的冲击。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明厌氧处理装置的结构示意图；

图3是本发明复合脱氮装置的结构示意图；

图4是本发明复合好氧装置的结构示意图。

各附图标记为：1—潜水搅拌器，2—厌氧处理装置，21—厌氧反应装置，22—厌氧沉淀池，3—复合脱氮装置，31—潜水搅拌混合区，32—曝气混合区，4—复合好氧装置，41—复合好氧处理区，42—复合好氧沉淀池，5—ph在线监测仪，6—曝气系统，7—溶氧在线监测仪，8—组合填料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1至图4所示，本发明公开了一种畜禽养殖污水处理及综合利用方法，包括以下步骤：

1）污水的固液分离：用常规方法将畜禽舍汇集在污水池的污水经过水力筛网分离机处理，固液分离后污水中进行下一级生化处理，分离出的粪便含水率70-80%，可作为堆肥原料；

2）厌氧处理：将固液分离后的污水进行厌氧处理的方式是，进入封闭的厌氧处理装置2，所述的厌氧处理装置2包括厌氧反应装置21和厌氧沉淀池22，所述的厌氧处理装置2可采用钢砼结构或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，其长宽比为3:1，高度4-5m,水力停留时间2-6天。

所述的厌氧反应装置21内部采用潜水搅拌器1进行推流搅拌，加快厌氧反应，将水中的cod快速转化为沼气，进行能源利用。

所述的厌氧反应装置21底部设有沼气收集口，通过加压泵和脱硫除湿装置后进入干式储气罐收集利用。

所述的厌氧反应装置21内壁设有u型管道，管内有电加热装置，管道水为生化池末端出水，便于冬季控制反应装置温度在30℃-38℃左右。

所述的厌氧沉淀池22设置在厌氧反应装置21的出口末端，沉淀时间6-12小时左右，厌氧上清沼液自流进入下一级复合脱氮装置3，沉淀的厌氧污泥通过管道泵泵送至厌氧处理装置2内，补充流失的厌氧污泥。

厌氧处理装置2中，运行初期投加醋酸杆菌、丙酸杆菌、丁酸梭菌三种组合菌剂，菌剂投加量根据装置容积计算单位投加量为醋酸杆菌0.1-0.5g/m³、丙酸杆菌0.1-0.5g/m³、丁酸梭菌0.1-0.5g/m³，装置正常运行后，3-6个月投加一次硝化细菌和枯草芽孢杆菌，单位投加量为醋酸杆菌0.01-0.05g/m³、丙酸杆菌0.01-0.05g/m³、丁酸梭菌0.01-0.05g/m³，菌剂总投加量根据装置容积计算。

3）复合脱氮处理：厌氧沼液自流进入复合脱氮装置3，水力停留时间1-2天，同时复合好氧装置4的含有活性污泥水回流至复合脱氮装置3，在反硝化细菌的作用下，使污水中的硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气，减少污水中的总氮含量。

所述的复合脱氮装置3可采用钢砼结构或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，长宽比3:1，高度4-5m，水力停留时间1-2天。

复合脱氮装置3包括潜水搅拌混合区31和曝气混合区32，所述的潜水搅拌混合区31底部设置有潜水搅拌器1，所述的曝气混合区32底部设置有曝气系统6,所述的曝气系统6包括按规律设置的多个曝气器；池内曝气混合区32溶氧控制在0.8-1mg/l，潜水搅拌混合区31溶氧控制小于1mg/l。

复合脱氮装置3中，运行初期投加反硝化杆菌和酵母菌，菌剂投加量根据装置容积计算单位投加量为反硝化杆菌0.1-0.5g/m³、酵母菌0.1-0.5g/m³，装置正常运行后，3-6个月投加一次反硝化杆菌和酵母菌，单位投加量为反硝化杆菌0.01-0.05ml/m³、酵母菌0.01-0.05g/m³，菌剂总投加量根据装置容积计算。

所述的复合脱氮装置3内还设置有ph在线监测仪5，通过ph变化控制复合好氧装置4的含有活性污泥水回流至复合脱氮装置3的水量，水量由复合好氧装置4设置的回流泵运行时间控制，当ph<7.5回流泵运行，当ph>9回流泵关闭。

4）复合好氧生物处理：厌氧脱氮沼液自流进入复合好氧装置4，所述的复合好氧装置4包括复合好氧处理区41和复合好氧沉淀池42，所述的复合好氧装置4可采用钢砼结构或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，长宽比为3:1，高度4-5m，水力停留时间2-3天。

所述的复合好氧处理区41底部装有曝气系统6，所述的复合好氧处理区41中上部从左到右依次设置有组合填料区、非填料区和组合填料区，所述的组合填料区内设置有组合填料8，所述的组合填料8上设置有生物膜，附着的生物膜中生长同时兼氧微生物和好氧微生物，硝化作用和反硝化作用可同步进行；所述的非填料区产生的好氧活性污泥，只发生硝化作用和好氧反应；通过组合填料区和非填料区组合在同一装置内产生形成不同的微生物菌群，产生不同的生化反应，提高水中的cod和氨氮的分解转化效率；

所述的复合好氧处理区41内安装有溶氧在线监测仪7与风机变频器联动控制，通过风机频率变化，可控制曝气系统6进入复合好氧装置4的空气量，从而调节装置内的溶解氧，溶解氧控制在1-3mg/l。

所述的复合好氧处理区41内安装ph在线监测仪5，并与ph调节装置系统联动，ph调节装置的药剂为生石灰或碳酸钠或氢氧化钠的质量分数30%—50%溶液，当ph<6.5时，ph调节装置的碱液自动流入装置中，当ph>7.5时停止流入。

所述的复合好氧处理区41中，运行初期投加硝化细菌、枯草芽孢杆菌，菌剂投加量根据装置容积计算单位投加量为硝化细菌0.1-0.5ml/m³、枯草芽孢杆菌0.1-0.5g/m³，装置正常运行后，3-6个月投加一次硝化细菌和枯草芽孢杆菌，单位投加量为硝化细菌0.01-0.05ml/m³、枯草芽孢杆菌0.01-0.05g/m³，菌剂总投加量根据装置容积计算。

所述的复合好氧沉淀池42设置在复合好氧处理区41出口末端，进入的污水沉淀时间3-6小时左右，上清液自流进入下一级消毒池，沉淀的好氧污泥通过管道泵泵送至复合脱氮装置3内，补充流失的污泥，剩余污泥定期排入污泥脱水装置，脱出的污水回流至厌氧处理装置2，脱出的污泥用于堆肥。

所述的ph调节装置可采用玻璃钢或碳钢防腐结构，其外壁设置有保温材料，ph调节装置中设置有碱的稀释用水，来源于提升泵输送的复合好氧装置4处理的尾水，不额外消耗其它水源，并用液位计控制提升泵运行；ph调节装置中的碱液调节复合好氧装置4的ph方式是通过电动阀门与复合好氧装置4安装控制碱液进入复合好氧池的流量控制的。

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

以万头养猪场为例，采用水泡粪工艺，污水中cod10000-20000mg/l、氨氮1000-1500mg/l、ss28000-35000mg/l，污水排放量150t/d。

1）猪舍排放的粪水流入集水池后经过固液分离分离机处理，水中的粪渣及未消化的饲料被分离出来的固体可用于堆肥，分离后的污水ss可降至20000mg/l。

2）分离后的污水进入厌氧处理装置2，污水的有机物在厌氧菌（醋酸杆菌、丙酸杆菌、丁酸梭菌）的作用下发生水解酸化反应产生vfa(挥发性脂肪酸），被甲烷菌利用产生沼气，污水变为沼液。

厌氧反应装置21容积为900m³，内部装有4-5台潜水搅拌机1，厌氧沉淀池22容积为75m³。经过厌氧处理后沼液中污染物浓度降低，其中cod降至3000mg/l、氨氮1000-1500mg/l浓度基本无变化、ss28000-35000mg/l可降至5000mg/l以下，经过沉淀后沼液流入复合脱氮装置3。

3）沼液流入与复合好氧装置4回流的含有活性污泥的回流水混合，在复合脱氮装置3中发生反硝化作用，在反硝化芽孢杆菌和酵母菌的作用下，以沼液中的有机物为碳源将污水中的硝态氮转化为氮气从而降低水中cod的同时，降低水中的总氮，经过复合脱氮处理后，水中的cod可降至600mg/l以下。

复合脱氮装置3容积为300m³，其中潜水搅拌混合区31容积150m³，采用曝气混合的方式，溶氧控制在0.5-1mg/l，曝气混合区32容积150m³，装有2台潜水搅拌机1，溶氧控制在0-0.5mg/l范围。

4）复合脱氮装置3的出水进入复合好氧装置4，在硝化细菌和好氧菌的作用下，污水中的有机物被分解为二氧化碳气体，在生物膜中硝化作用和反硝化作用同时进行，氨氮转化为亚硝酸盐或亚硝酸盐的同时，亚硝酸盐或硝酸盐转化为氮气，最终污水中的cod和氨氮转化气体从水中溢出，从而降低水中的污染物浓度，复合好氧处理区41的污水进入复合好氧沉淀池42，进行泥水分离，活性污泥沉淀至池底被泵送至复合脱氮装置3，处理沉淀后的中水cod降至100-200mg/l、氨氮降至10-20mg/l、ss降至100-200mg/l，完全可以作为灌溉用水，消毒后可作为中水回用至猪舍冲栏环节，达到水资源循环利用的目的。

复合好氧处理区41容积为400m³，复合好氧沉淀池42容积为75m³。复合好氧处理区41内安装的ph在线监测仪5与ph调节装置系统联动，ph调节装置的药剂为生石灰或碳酸钠或氢氧化钠的质量分数30%—50%溶液。当ph<6.5时，ph调节装置的碱液自动流入装置中，当ph>7.5时停止流入。

复合好氧处理区41内安装有溶氧在线监测仪7与风机变频器联动控制，通过风机频率变化，可控制曝气系统6进入复合好氧装置4的空气量，从而调节装置内的溶解氧，溶解氧控制在1-3mg/l。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。