一体化粪便污水处理设备污水处理工艺的优选与比较

    一体化污水处理设备规模小，技术性强，工艺组合灵活运用，结构多样，运行维护简单，占地面积小等优点，用来处理饲养生产污水是设备，

    根据污水的排放特点、水质特点及要求的排放要求，确定工艺分三个部分：首先是预处理，去除水中的悬浮物和浮油，降低后续处理的负荷并防止后续处理（尤其是生化处理）单元堵塞而影响处理效果，采用物化的方法；二是生化处理，这是整个处理工艺的核心，通过微生物的新陈代谢作用，分解污水中溶解性有机物；三是深度处理，采用物化方法，进一步除去水中的污染物，以保证出水达标排放。

    1、预处理

    一体化污水处理设备处理饲养生产污水无论以何种工艺或综合措施进行处理，都要采取一定的预处理措施。通过预处理可使污水污染物负荷降低，同时防止大的固体或杂物进入后续处理环节，造成设备的堵塞或破坏等。针对污水中的大颗粒物质或易沉降的物质，畜禽养殖业采用过滤、离心、沉淀等固液分离技术进行预处理，常用的设备有格栅、沉淀池、筛网等。格栅是污水处理的工艺流程中*的部分，其作用是阻拦污水中粗大的漂浮和悬浮固体，以免阻塞孔洞、闸门和管道，并保护水泵等机械设备。沉淀法是在重力作用下将重于水的悬浮物从水中分离出来的处理工艺， 是污水处理中应用zui广的方法之一。目前，凡是有污水处理设施的养殖场基本上都是在舍外串联2至3个沉淀池，通过过滤、沉淀和氧化分解将粪水进行处理。筛网是筛滤所用的设施，污水从筛网中的缝隙流过，而固体部分则凭机械或其本身的重量，截流下来，或推移到筛网的边缘排出。常用的畜禽粪便固液分离筛网有固定筛、振动筛和转动筛。此外，还有常用的机械过滤设备如自动转鼓过滤机、转辊压滤机、离心盘式分离机等。

   2、生化处理

  （1）好氧处理技术

   好氧处理的基本原理是利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞(活性污泥)。在好氧处理中，可生物降解的有机物zui终可被*氧化为简单的无机物。该方法主要有活性污泥法和生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、序批式活性污泥法、A/O及氧化沟等。采用好氧技术对畜禽污水进行生物处理，这方面研究的较多的是水解与SBR 结合的工艺。SBR工艺，即序批式活性污泥法，是基于传统的Fill- Draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺，它把污水处理构筑物从空间系列转化为时间系列，在同一构筑物内进行进水、反应、沉淀、排水、闲置等周期循环。SBR与水解方式结合处理畜禽污水时，水解过程对CODCr 有较高的去除率，SBR对总磷去除率为74.1%，高浓度氨氮去除率达97%以上。此外，其他好氧处理技术也逐渐应用于畜禽污水处理中，如间歇式排水延时曝气(IDEA)、循环式活性污泥系统(CASS)、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS) 。

  （2）厌氧处理技术

   20世纪50年代出现了厌氧接触法工艺，此后随着厌氧滤器AF和上流式厌氧污泥床UASB的发明，推动了以提高污泥浓度和改善污水与污泥混合效果为基础的一系列高负荷厌氧反应器的发展，并逐步应用于禽畜污水处理中。厌氧处理特点是造价低，占地少，能量需求低，还可以产生沼气，而且处理过程不需要氧，不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷潜力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分进行有机物降解。

常用的方法有：*混合式厌氧消化器（CSTR）、厌氧接触反应器、厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧流化床（AFB）、升流式固体反应器（USR）等。目前国内养殖场污水处理主要采用的是上流式厌氧污泥床及升流式固体反应器工艺。

  （3）自然处理技术

   自然处理法是利用天然水体、土壤和生物的物理、化学与生物的综合作用来净化污水。其净化机理主要包括过滤、截留、沉淀、物理和化学吸附、化学分解、生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生态系统中物种共生、物质循环再生原理、结构与功能协调原则，分层多级截留、储藏、利用和转化营养物质机制等。这类方法投资省、工艺简单、动力消耗少，但净化功能受自然条件的制约。自然处理的主要模式有氧化塘、土壤处理法、人工湿地处理法等。

    氧化塘又称为生物稳定塘，是一种利用天然或人工整修的池塘进行污水生物处理的构筑物。其对污水的净化过程和天然水体的自净过程很相似，污水在塘内停留时间长，有机污染物通过水中微生物的代谢活动而被降解，溶解氧则由藻类通过光合作用和塘面的复氧作用提供，亦可通过人工曝气法提供。作为环境工程构筑物，氧化塘主要用来降低水体的有机污染物，提高溶解氧的含量，并适当去除水中的氮和磷，减轻水体富营养化的程度。

    土壤处理法不同于季节性的污水灌溉，是常年性的污水处理方法。将污水施于土地上，利用土壤—微生物—植物组成的生态系统对污水中的污染物进行一系列物理的、化学的和生物净化过程，使污水的水质得到净化，并通过系统的营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现污水的资源化、无害化和稳定化。

    人工湿地可通过沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途径去除污水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等。由于自然处理法投资少，运行费用低，在有足够土地可利用的条件下，它是一种较为经济的处理方法，特别适宜于小型畜禽养殖场的污水处理。

  （4）混合处理法

   上述的自然处理法、厌氧法、好氧法用于处理畜禽养殖污水各有优缺点和适用范围，为了取长补短，获得良好稳定的出水水质，实际应用中加入其他处理单元。混合处理就是根据畜禽污水的多少和具体情况，设计出由以上3种、或以它们为主体并结合其他处理方法进行优化的组合共同处理畜禽污水。这种方式能以较低的处理成本，取得较好的效果。

    3、深度处理

    深度处理为进一步处理生化处理未能去除的污染物的净化过程。深度处理通常由以下处理单元优化组合而成：混凝沉淀、膜技术等。

    （1）混凝沉淀法

    混凝沉淀法就是向污水中投加混凝药剂，使其中的胶体和细微悬浮物脱稳，并聚集为数百微米以至数毫米的矾花，进而可以通过重力沉降或其他固液分离手段予以去除的污水处理技术。

    常用的混凝剂分为两类，一类是无机盐类混凝剂，目前应用zui广的是铁系和铝系金属盐，包括三氯化铁、*、硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铁（PFS），还有碳酸镁、活性硅酸、高岭土、膨润土等。另一类是有机高分子类混凝剂，分为阴离子型、阳离子型和非离子型。其中，以聚丙烯酰胺（PAM）应用zui为普遍，其产量占高分子混凝剂总产量的80%。聚丙烯酰胺与常作为助凝剂与其他混凝剂一起使用，可产生较好的混凝效果。聚丙烯酰胺的投加次序与污水水质有关。当污水浊度低时，宜先投加其他混凝剂，再投加聚丙烯酰胺，当污水浊度高时，应先投加聚丙烯酰胺，再投加其他混凝剂。

   （2）膜分离技术

膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的成分进行选择性分离的技术。用于污水处理的膜分离技术包括扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、微滤等几种。

    膜分离法的特点是：在分离过程中，不发生相变化，能量的转化效率高；一般不需要投加其他物质，这可节省材料和化学药品；分离和浓缩同时进行，这样能回收有价值的物质；可在常温下进行分离，不会破坏对热敏感和对热不稳定的物质；操作及维护方便，易于实现自动化控制。

    （3）膜生物反应器（MBR）

     膜生物反应器工艺（MBR工艺）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型污水处理技术，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使反应池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速更*，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明从而省掉二沉池。因此，膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前zui有前途的污水处理新技术之一。

      MBR工艺的特点是：

      能够的进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。

       膜的截留作用，使微生物*截留在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的*分离，使运行控制更加灵活稳定。反应池内的微生物浓度高，可达到常规活性污泥法的2～3倍，耐负荷冲击。有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统的硝化效率得以提高，运行方式的控制亦有脱氮和除磷的功能。 泥龄长。膜分离使污水的大分子难降解的成分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。 系统可实现全自动化控制。占地面积小，工艺设备集中。

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