北方某养猪场废水处理关键技术研究与升级改造工程设计

发布时间：2020-08-13 09:29

【摘要】：北方某养猪场响应节能减排的国家战略,将猪舍清粪模式改造为干清粪,以减少粪污排放和冲洗用水量,并要求废水处理后达到较高的排放标准。由于水质和水量的变化,该场原有的以“水解酸化-接触氧化”为主体的废水处理设施,无法达到地方要求的排放标准,需要对其进行升级改造。干清粪养猪废水具有高NH_4~+-N和低C/N比的水质特征,现有的工程技术,如SBR、CASS、A/O和多级A/O等工艺,虽然能有效去除养猪废水中的COD,但由于碳源的缺乏而无法实现经济有效的生物脱氮。本文针对干清粪养猪废水高NH_4~+-N、低C/N比的水质特征,以及生物脱氮困难的问题,将A/O生物接触氧化工艺引入养猪废水处理之中,在确立废水技术方案基础上,通过小试实验验证了A/O生物接触氧化工艺这一关键技术的可行性,确定了工艺设计参数,探索了调试启动策略,并进一步完成了该养猪场废水处理设施的升级改造工程设计和技术经济分析。小试实验证明,A/O生物接触氧化系统处理干清粪养猪废水是切实可行的。该系统在25℃、HRT 36 h、出水回流比200%的条件下成功启动并达到稳定运行。在稳定运行期间,A/O生物接触氧化系统的进水COD、NH_4~+-N和TN平均浓度分别为1347、524.7和636.1 mg/L,平均去除率分别高达95.1%、92.7%和88.9%,出水浓度分别仅为66、38.3和70.6 mg/L左右,完全可以达到地方政府和企业要求的排放标准。依据生物脱氮原理进行的碳氮质量衡算分析表明,A/O生物接触氧化系统中存在NO_2~--N还原(A段)、短程同步硝化反硝化(O段)和自养脱氮(O段)等多种生物脱氮途径,其中,O段至少有30.8%的TN通过自养脱氮途径去除。经过综合分析,基于小试研究成果,确定了“固液分离-混凝气浮-水解酸化-A/O生物接触氧化-沉淀-接触消毒”的联合工艺。依据相关设计标准和设计规范,进行了该养猪场废水处理升级改造工程设计,设计能力为350 m~3/d。经过工程技术经济分析,该升级改造工程总投资139万元,废水处理直接费和综合费分布为3.35和3.71元/m~3,具有一定的技术经济优势。升级改造工程建成并运行后,可产生显著的经济效益和环境效益,可以实现年削减COD 306.6吨、BOD_5 98.4吨、NH_4~+-N 60.0吨、TP 2.8吨、SS 200.6吨,每年可节省排污费94.9余万元。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X713
【图文】：

工艺流程图,猪场废水,处理工艺流程,浙江

气浮”的联合工艺，设计处理能力 140 m3/d，图 1-1 为具体工艺流程图。采用“固液分离+气浮”作为预处理工艺，以去除大部分的 SS 来满足进入生化处理单元的水质条件。生化处理单元采用“厌氧+SBR”工艺，其中 SBR 为主要的脱氮单元，为提高脱氮效果，在废水在进入SBR之前加入营养面粉，保证BOD5/TN 比大于 4。深度处理工艺采用气浮，并加入除磷剂和消毒剂。联合处理工艺在进水 COD、NH4+-N 和 SS 分别为 6000 mg/L、700 mg/L 和 4200 mg/L 时，出水 COD、NH4+-N和 SS 分别为 60.4 mg/L、14.8 mg/L 和 21 mg/L

工艺流程图,工艺流程图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文形成了 DO 浓度梯度，目的是在此单元实现短程硝化反硝化、SND 和 ANAMM等多种脱氮途径。A/O 生物接触氧化单元是整个工艺流程中的主要脱氮工艺，部分的氮素都在此去除。A/O 接触氧化池的出水进入竖流式沉淀池，经过沉淀作用实现泥水分离。淀池中设置污泥回流泵，调试时通过架设临时管道将污泥回流至生化处理工艺各构筑物之中，以加快生物膜的形成。系统进入稳定运行后剩余污泥直接排至泥池。沉淀池的出水进入蓄水池，此处蓄水池的主要作用存储部分沉淀池的出用来回流至 A/O 接触氧化池的首端，利用首端的碳源进行反硝化，强化工艺脱效果。蓄水池出水进入消毒池，利用二氧化氯和氯气混合物对废水进行接触消毒经过消毒作用的出水直接外排。

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