一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置及其处理养猪废水的方法.pdf

一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置及其处理养猪废水的方法，本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置及其处理养猪废水的方法。本发明是要解决现有技术对于低C/N比废水的处理技术不够完善，存在着工艺复杂、基建投资大，能耗高、运行费用高的问题。装置由微氧反应器、沉淀池、泥水溶氧池、鼓风机、溶氧传感器、风量控制仪、污泥回流泵、微氧反应器进水管、微氧反应器出水管、沉淀池出水管、污泥回流管、剩余污泥排放管、曝气管和阀门组成；方法：废水经微氧反应器微氧处理使无氧呼吸与有氧呼吸、硝化和反硝化共存于处理系统中，去除污染物。本发明用于处理养猪废水。

权利要求书
1.  一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置，其特征在于低C/N比干清 粪养猪场废水的微氧生物处理装置由微氧反应器(1)、沉淀池(2)、泥水溶氧池(3)、鼓 风机(4)、溶氧传感器(5)、风量控制仪(6)、污泥回流泵(7)、微氧反应器进水管(8)、 微氧反应器出水管(9)、沉淀池出水管(10)、污泥回流管(11)、剩余污泥排放管(12)、 曝气管(13)和阀门(14)组成；所述微氧反应器(1)的顶部设置有微氧反应器出水管(9)， 所述微氧反应器出水管(9)的管口设置在所述沉淀池(2)的上方，所述沉淀池(2)的上 部设置有沉淀池出水管(10)，所述沉淀池(2)的底部出水口与污泥回流管(11)和剩余 污泥排放管(12)相连，所述剩余污泥排放管(12)上设置有阀门(14)；所述泥水溶氧池 (3)的底部设置有进气口和进水口，所述进水口与污泥回流管(11)相连，所述进气口通 过曝气管(13)与鼓风机(4)相连，所述鼓风机(4)的控制信号输入端与风量控制仪(6) 的控制输出端相连，风量控制仪(6)的信号输入端与溶氧传感器(5)的信号输出端相连， 所述溶氧传感器(5)设置在微氧反应器(1)的中部，所述微氧反应器(1)的底部设置有 进水口和污泥回流口，所述进水口与微氧反应器进水管(8)相连，所述污泥回流口通过污 泥回流泵(7)与泥水溶氧池(3)的上部相连。

2.  根据权利要求1所述的一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置，其特 征在于所述微氧反应器(1)上部为圆柱体，下部为椎体，其高度为500mm，圆柱体的直 径为100mm。

3.  根据权利要求1所述的一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置，其特 征在于所述沉淀池(2)为倒三角锥形体，其高度为200mm，直径为380mm。

4.  根据权利要求1所述的一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置，其特 征在于所述泥水溶氧池(3)为圆柱体，其高度为250mm，直径为100mm。

5.  根据权利要求1所述的一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置，其特 征在于所述微氧反应器进水管(8)、微氧反应器出水管(9)、污泥回流管(11)和剩余污 泥排放管(12)采用内径为6.4mm、壁厚为1.6mm的硅胶管制成。

6.  根据权利要求1所述的一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置，其特 征在于所述沉淀池出水管(10)为直径为20mm的蛇皮管。

7.  利用权利要求1所述的装置，其特征在于处理养猪废水的方法具体是按以下步骤进 行：
一、低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器进水管(8)从微氧反应器(1)的底 部进入到微氧反应器(1)中，低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器(1)底部的污 泥层，在溶氧传感器(5)的监测下，控制微氧反应器(1)中的溶氧量为0.3mg/L～1mg/L， 水力停留时间为8h，经过微氧处理的废水从微氧反应器(1)顶部的微氧反应器出水管(9) 溢流到沉淀池(2)中，再从沉淀池(2)上部的沉淀池出水管(10)溢流出去，得到合格 出水；
二、经过微氧处理的废水中夹杂的污泥沉积到沉淀池(2)的底部通过污泥回流管(11) 回流到泥水溶氧池(3)中，经过曝气后，得到泥水混合物，再通过污泥回流泵(7)将泥 水混合物回流到微氧反应器(1)中；所述沉淀池(2)底部剩余的污泥通过剩余污泥排放 管(12)排出；回流比为45:1。

说明书一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置及其处理养猪废水的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处 理装置及其处理养猪废水的方法。
背景技术
养猪废水主要包括尿液、残余的粪便、饲料残渣以及猪舍冲洗水等。养猪废水普遍具有 间歇排放、有机物浓度和氮磷含量高、碳氮比低以及悬浮物浓度高等特点而较难处理。如果 不经处理直接排放到环境中，会对自然水体以及水中生物造成严重危害。养猪废水的具体水 质指标因规模和清粪方式的不同而差异较大，规模化养猪场目前的清粪方式主要有三种：水 冲粪、水泡粪和干清粪。干清粪方式是指先由机械或人工清粪后，再冲洗猪舍，这样能够大 幅度减少冲洗用水，此类养猪废水主要由尿液和猪舍冲洗水组成，因此有机物浓度较低，而 收集的粪便具有较高的肥料价值。综上所述，干清粪工艺更适用于规模化养猪场。调查显示， 养猪场规模越大，采用干清粪的比例越高。干清粪养猪模式所产生的养猪废水中所含化学需 氧量COD为1000～7600mg/L，五日生化需氧量BOD5为700～4100mg/L，氨氮NH4+-N和总 氮TN分别为434～610mg/L和481～730mg/L。相对于水冲粪与水泡粪，干清粪模式所产生的 养猪废水的C/N比更低，约为0.5～1.8左右，是一种典型的低C/N比废水。过低的C/N比及 高浓度的NH4+-N给这种废水的处理带来了很大困难。因此，开发经济高效的高NH4+-N、低 C/N比养猪废水处理新技术与设备，具有重要意义。
目前对低C/N比废水的处理方法主要是依靠物理化学方法对废水进行脱氮预处理，再通 过外加碳源的方式调节生化反应器进水C/N比，使其适于生物脱氮。但是，物化脱氮及外加 碳源的水质调节方法，不可避免地增加了工艺的复杂性、运行稳定性，以及投资和处理成本 等，经济性较差。
发明内容
本发明是要解决现有技术对于低C/N比废水的处理技术不够完善，存在着工艺复杂、基 建投资大，能耗高、运行费用高的问题，而提供一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物 处理装置及其处理养猪废水的方法。
本发明一种低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置由微氧反应器、沉淀池、泥 水溶氧池、鼓风机、溶氧传感器、风量控制仪、污泥回流泵、微氧反应器进水管、微氧反应 器出水管、沉淀池出水管、污泥回流管、剩余污泥排放管、曝气管和阀门组成；所述微氧反 应器的顶部设置有微氧反应器出水管，所述微氧反应器出水管的管口设置在所述沉淀池的上 方，所述沉淀池的上部设置有沉淀池出水管，所述沉淀池的底部出水口与污泥回流管和剩余 污泥排放管相连，所述剩余污泥排放管上设置有阀门；所述泥水溶氧池的底部设置有进气口 和进水口，所述进水口与污泥回流管相连，所述进气口通过曝气管与鼓风机相连，所述鼓风 机的控制信号输入端与风量控制仪的控制信号输出端相连，风量控制仪的信号输入端与溶氧 传感器的信号输出端相连，所述溶氧传感器设置在微氧反应器的中部，所述微氧反应器的底 部设置有进水口和污泥回流口，所述进水口与微氧反应器进水管相连，所述污泥回流口通过 污泥回流泵与泥水溶氧池的上部相连。
原理：废水通过微氧反应器进水管从微氧反应器底部进入反应器，通过反应器底部污泥 层时，污泥层的污泥对废水中的悬浮物质进行截留的同时，通过污泥微生物的代谢作用去除 COD和NH4+-N等污染物质；通过在线溶解氧监测与鼓风量的控制，将反应器内溶解氧浓度 控制在0.3mg/L左右，在该微氧条件下，污泥絮体表面以好氧菌和兼性菌占优势，而在缺氧 的污泥絮体内部以厌氧菌占主导。由于活性污泥内外微环境的差异，使无氧呼吸与有氧呼吸、 硝化和反硝化共存于处理系统中，可实现有机物、NH4+-N和TN等污染物质的同步去除。
利用上述装置处理养猪废水的方法具体是按以下步骤进行：
一、低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器进水管从微氧反应器的底部进入到微氧 反应器中，低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器底部的污泥层，在溶氧传感器的监测 下，控制微氧反应器中的溶氧量为0.3mg/L～1mg/L，水力停留时间为8h，经过微氧处理的废 水从微氧反应器顶部的微氧反应器出水管溢流到沉淀池中，再从沉淀池上部的沉淀池出水管 溢流出去，得到合格出水；
二、经过微氧处理的废水中夹杂的污泥沉积到沉淀池的底部通过污泥回流管回流到泥水 溶氧池中，经过曝气后，得到泥水混合物，再通过污泥回流泵将泥水混合物回流到微氧反应 器中；所述沉淀池底部剩余的污泥通过剩余污泥排放管排出；回流比为45:1。
本发明的有益效果是：
1、本发明用于高NH4+-N、低C/N比干清粪养猪场废水的处理，可经济高效的同步去除 有机物、NH4+-N和TN等污染物。
2、本发明采用微氧条件，因曝气量低而具有较低的动力消耗。
3、本发明设备处理低C/N比干清粪养猪场废水，不需物化脱氨预处理，生物脱氮也不 需要外加碳源，处理成本低。
4、本发明所涉及反应器具有较高的回流比，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定。
5、本发明试用范围广，且结构简单、紧凑，制造、安装、维修方便，占地少，投资省， 适合规模化生产。
附图说明
图1为低C/N比干清粪养猪场废水的微氧生物处理装置的结构示意图；其中1为微氧反 应器、2为沉淀池、3为泥水溶氧池、4为鼓风机、5为溶氧传感器、6为风量控制仪、7为污 泥回流泵、8为微氧反应器进水管、9为微氧反应器出水管、10为沉淀池出水管、11为污泥 回流管、12为剩余污泥排放管、13为曝气管、14为阀门。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组 合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式一种低C/N比干清粪养猪场废 水的微氧生物处理装置由微氧反应器1、沉淀池2、泥水溶氧池3、鼓风机4、溶氧传感器5、 风量控制仪6、污泥回流泵7、微氧反应器进水管8、微氧反应器出水管9、沉淀池出水管10、 污泥回流管11、剩余污泥排放管12、曝气管13和阀门14组成；所述微氧反应器1的顶部设 置有微氧反应器出水管9，所述微氧反应器出水管9的管口设置在所述沉淀池2的上方，所 述沉淀池2的上部设置有沉淀池出水管10，所述沉淀池2的底部出水口与污泥回流管11和 剩余污泥排放管12相连，所述剩余污泥排放管12上设置有阀门14；所述泥水溶氧池3的底 部设置有进气口和进水口，所述进水口与污泥回流管11相连，所述进气口通过曝气管13与 鼓风机4相连，所述鼓风机4的控制信号输入端与风量控制仪6的控制信号输出端相连，风 量控制仪6的信号输入端与溶氧传感器5的信号输出端相连，所述溶氧传感器5设置在微氧 反应器1的中部，所述微氧反应器1的底部设置有进水口和污泥回流口，所述进水口与微氧 反应器进水管8相连，所述污泥回流口通过污泥回流泵7与泥水溶氧池3的上部相连。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述微氧反应器1上部为圆 柱体，下部为椎体，其高度为500mm，圆柱体的直径为100mm。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述沉淀池2为倒三角 锥形体，其高度为200mm，直径为380mm。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述泥水溶氧池3 为圆柱体，其高度为250mm，直径为100mm。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述微氧反应器进 水管8、微氧反应器出水管9、污泥回流管11和剩余污泥排放管12采用内径为6.4mm、壁厚 为1.6mm的硅胶管制成。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述沉淀池出水管 10为直径为20mm的蛇皮管。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：利用具体实施方式一所述装置处理养猪废水的方法具体是按以下步骤 进行：
一、低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器进水管8从微氧反应器1的底部进入到 微氧反应器1中，低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器1底部的污泥层，在溶氧传感 器5的监测下，控制微氧反应器1中的溶氧量为0.3mg/L～1mg/L，水力停留时间为8h，经过 微氧处理的废水从微氧反应器1顶部的微氧反应器出水管9溢流到沉淀池2中，再从沉淀池 2上部的沉淀池出水管10溢流出去，得到合格出水；
二、经过微氧处理的废水中夹杂的污泥沉积到沉淀池2的底部通过污泥回流管11回流到 泥水溶氧池3中，经过曝气后，得到泥水混合物，再通过污泥回流泵7将泥水混合物回流到 微氧反应器1中；所述沉淀池2底部剩余的污泥通过剩余污泥排放管12排出；回流比为45:1。
采用以下实施例验证本发明有益效果：
实施例一：结合图1说明本实施例，本实施例利用具体实施方式一所述装置处理养猪废 水的方法具体是按以下步骤进行：
一、低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器进水管8从微氧反应器1的底部进入到 微氧反应器1中，低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器1底部的污泥层，在溶氧传感 器5的监测下，控制微氧反应器1中的溶氧量为0.3mg/L～1mg/L，水力停留时间为8h，经过 微氧处理的废水从微氧反应器1顶部的微氧反应器出水管9溢流到沉淀池2中，再从沉淀池 2上部的沉淀池出水管10溢流出去，得到合格出水；
二、经过微氧处理的废水中夹杂的污泥沉积到沉淀池2的底部通过污泥回流管11回流到 泥水溶氧池3中，经过曝气后，得到泥水混合物，再通过污泥回流泵7将泥水混合物回流到 微氧反应器1中；所述沉淀池2底部剩余的污泥通过剩余污泥排放管12排出；回流比为45:1。
步骤一中所述微氧反应器1底部的污泥层所用污泥为污水处理厂二沉池污泥。
步骤一中所述低C/N比干清粪养猪场废水的水质指标为：COD 135mg/L，NH4+-N 110 mg/L，NO3--N 1.5mg/L。
处理效果为：COD去除率≥84％、NH4+-N去除率≥95％、TN去除率≥75％。
实施例二：结合图1说明本实施例，本实施例利用具体实施方式一所述装置处理养猪废 水的方法具体是按以下步骤进行：
一、低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器进水管8从微氧反应器1的底部进入到 微氧反应器1中，低C/N比干清粪养猪场废水通过微氧反应器1底部的污泥层，在溶氧传感 器5的监测下，控制微氧反应器1中的溶氧量为0.3mg/L～1mg/L，水力停留时间为8h，经过 微氧处理的废水从微氧反应器1顶部的微氧反应器出水管9溢流到沉淀池2中，再从沉淀池 2上部的沉淀池出水管10溢流出去，得到合格出水；
二、经过微氧处理的废水中夹杂的污泥沉积到沉淀池2的底部通过污泥回流管11回流到 泥水溶氧池3中，经过曝气后，得到泥水混合物，再通过污泥回流泵7将泥水混合物回流到 微氧反应器1中；所述沉淀池2底部剩余的污泥通过剩余污泥排放管12排出；回流比为45:1。
步骤一中所述微氧反应器1底部的污泥层所用污泥为处理养猪废水的UASB中的污泥。
步骤一中所述低C/N比干清粪养猪场废水的水质指标为：COD 312mg/L，NH4+-N 299 mg/L，NO3--N 0.9mg/L。
处理效果：COD去除率≥79％，NH4+-N去除率≥74％，TN去除率≥75％。