本發明涉及改良上流式厭氧污泥床反應器(uasb)、兩級缺氧/好氧(兩級a/o)和混凝綜合處理豬場沼液工藝,屬于環保水處理技術領域。
背景技術：
近年來，我國規模化畜禽養殖業迅速發展，在促進增收和提高人民生活水平的同時產生嚴重的環境污染。畜禽養殖業排放污染已成為我國農村面源污染的主要因素之一，也成為繼工業廢水和生活污水的第三大污染源。統計數據表明，2010年全國畜禽養殖業排放的化學需氧量（cod）已達到1268.26萬t,其中集約化養豬場產生的高濃度的廢水占到了主要地位。現階段，我國的規模化養豬場廢水治理基本完成了厭氧處理，即完成了沼氣池等厭氧構筑物的建設。經過厭氧的酸化和甲烷化兩階段，豬場廢水高濃度的有機物基本得到控制，去除了70%以上的cod并殺滅了大部分的致病菌。但發酵后產生的大量沼液中仍然含有較高濃度的cod和大量氨、磷等富營養物質，如果不進一步處理，直接排放將對周邊的生態環境形成嚴重的破壞。
目前，國內外對豬場沼液處理研發了多種工藝，主要有好氧處理、厭氧處理、自然處理和還田作肥等。豬場沼液仍屬于高氨氮的有機廢水，直接好氧處理，能耗過大，運行費用高。合適的方案應該是先厭氧后好氧的組合處理工藝，但現階段仍缺乏經濟合理、技術成熟的組合工藝處理此類廢水。因此,尋找一種脫氮除磷效果好、投資和運行成本低,因地制宜、操作管理簡單,并能產生一定經濟和環境效益的組合工藝,對解決規模化養豬廢水造成的環境污染問題尤為重要。
技術實現要素：
本發明的目的是針對豬場沼液含有高濃度的cod、氮、磷、懸浮物等污染物，沼液水質隨時間波動大，碳氮比嚴重失衡，可生化性差，處理難度大等特點，提出了一種uasb-兩級a/o-混凝綜合處理豬場沼液工藝。豬場沼液經過該組合工藝處理后出水指標均符合《畜禽養殖業污染物排放標準》（gb18596-2001）要求。
實現本發明的技術方案是：利用uasb反應器、一級缺氧/好氧（一級a/o）、二級缺氧/好氧（二級a/o）和混凝四位一體綜合處理豬場沼液,即在一級a/o工藝之前依次設置調節池、uasb反應器,在一級a/o工藝之后依次建立二級a/o工藝、中沉池、混凝池、二沉池、消毒池和污泥濃縮池,豬場沼液最后從消毒池經標準排放口流出，達到排放標準。
所述工藝如下：
(1）豬場沼液由管網收集后經過粗格柵去除大顆粒糞渣后自流入調節池中進行均衡水質和水量；
（2）調節池出水由提升泵提升至uasb反應器中進行厭氧處理，沼液經過二次水解酸化，大幅度降低有機物濃度，減輕系統后續工藝的處理負荷；
（3）uasb反應器出水在重力作用下自流入兩級a/o生物處理系統，兩套a/o工藝前后串聯，好氧段設置回流泵將部分混合液回流至各自的缺氧段；第一級a/o采用活性污泥法工藝，通過縮短污泥泥齡和水力停留時間，促進聚磷菌生長，最后利用排泥法除磷；第二級a/o采用生物膜法工藝，延長了污泥泥齡，有利于世代時間長的脫氮菌的繁殖，促進脫氮效果；
（4）兩級a/o池出水自流入中沉池，利用重力沉降作用進行固液分離，進一步去除懸浮物和前段工藝中脫落的生物膜，改善出水水質；
（5）中沉池上層清液溢流入混凝池，并向混凝池中投加適量的pac、pam和除磷劑熟石灰等藥劑使廢水中的懸浮物形成絮體，同時進一步降低cod和tp的濃度；
(6）混凝池出水進入二沉池進行固液分離后上清液進入消毒池，投加進naclo進行消毒，殺滅大腸桿菌、致病細菌及部分病毒。最終確保出水符合要求達標排放；
(7）組合工藝中污泥濃縮池主要收集調節池、uasb反應器、中沉池、混凝池和二沉池的污泥；污泥濃縮后經過板框壓濾機降低污泥含水率，隨后污餅外運進行處理處置。
本發明的優點在于:
改良uasb是在傳統uasb反應器的基礎上增設了外循環污泥回流裝置，在確保了厭氧污泥不流失。同時通過回流來增加反應器內液體上升速度，提高厭氧發酵效率，縮短水力停留時間（改良uasb實用新型專利號為2014200062588）。此外，反應器配套了的新型布泥器和布水器，其中布泥器避免了回流污泥直接進入反應器造成局部污泥濃度過高，破壞厭氧顆粒污泥的活性（實用新型專利號2014200034959）,布水器則起到均勻布水的作用（實用新型專利號2014200055279）。經過uasb可去除廢水中大部分的有機污染物，減小水質對后續工藝的沖擊負荷，保證后續生物處理工藝正常運行。
兩級a/0工藝前后串聯，分別采用活性污泥法除磷和生物膜法脫氮，針對聚磷菌和脫氮菌不同的增殖特性，通過控制污泥泥齡、水力停留時間、好氧段混合液的回流比等運行參數從而克服了傳統a2/o在脫氮除磷過程中存在的碳源不足、硝酸鹽干擾、污泥泥齡難以兼顧脫氮菌和聚磷菌的世代時間等問題，從而實現了高效的脫氮除磷。
混凝池投加了混凝劑pac、pam和除磷劑ca(oh)2，使得混凝沉淀和化學除磷形成了協同作用，提高了污染物去除效果。
廢水處理工藝運行費用低、處理效果穩定，適合規模化豬場廢水處理和技術推廣。
沼液經過組合工藝處理后，最終出水水質優于《畜禽養殖業污染物排放標準》（gb18596-2001）要求。
附圖說明
圖1為uasb-兩級a/o-混凝處理豬場沼液工藝示意圖。
具體實施方式
處理量為100m3/d的豬場沼液，沼液水質：codcr2850～3000mg/l，nh3-n750～850mg/l，tp30～40mg/l，ss950～1300mg/l。豬場沼液經過粗格柵后進入調節池，進行水質和水量調節。然后由提升泵將廢水提升至uasb反應器中進行厭氧處理，沼液經過二次水解酸化，大幅度降低有機物濃度。uasb反應器出水codcr700～800mg/l，nh3-n1100～1200mg/l，tp25～30mg/l，ss300～350mg/l。其次廢水在重力作用下自流入兩級a/o生物處理系統，兩級a/o工藝前后串聯，好氧段混合液部分回流至缺氧段。第一級a/o采用活性污泥法，通過縮短污泥泥齡和水力停留時間，促進聚磷菌生長，最后利用排泥法除磷。第二級a/o采用生物膜法，利用生物膜富集世代時間長的脫氮菌，促進脫氮效果。兩級a/o池出水codcr300～400mg/l，nh3-n90～110mg/l，tp8～10mg/l，ss400～430mg/l。接著廢水進入中沉池，進行固液分離，進一步去除懸浮物（ss），改善出水水質。中沉池上層清液進入混凝反應池，并投加pac、pam和熟石灰等藥劑使廢水中的懸浮物形成絮體，同時進一步降低cod和tp的濃度。混凝池出水codcr180～200mg/l，nh3-n50～70mg/l，tp3～5mg/l，ss180～200mg/l。混凝池出水進入二沉池進行固液分離后上清液進入消毒池，投加進naclo進行消毒，最終確保出水符合要求達標排放。最終出水水質codcr150～180mg/l，nh3-n40～60mg/l，tp2～3mg/l，ss100～130mg/l。組合工藝中污泥濃縮池主要收集uasb反應器、中沉池、混凝池和二沉池的污泥。污泥濃縮后經過板框壓濾機降低污泥含水率,隨后污餅外運進行處理處置。