UASB-两级A/O-混凝处理猪场沼液系统技术领域
本发明涉及改良上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、两级缺氧/好氧(两级A/O)和混
凝综合处理猪场沼液系统,属于环保水处理技术领域。
背景技术
近年来，我国规模化畜禽养殖业迅速发展，在促进增收和提高人民生活水平的同
时产生严重的环境污染。畜禽养殖业排放污染已成为我国农村面源污染的主要因素之一，
也成为继工业废水和生活污水的第三大污染源。统计数据表明，2010年全国畜禽养殖业排
放的化学需氧量（COD）已达到1268.26万t,其中集约化养猪场产生的高浓度的废水占到了
主要地位。现阶段，我国的规模化养猪场废水治理基本完成了厌氧处理，即完成了沼气池等
厌氧构筑物的建设。经过厌氧的酸化和甲烷化两阶段，猪场废水高浓度的有机物基本得到
控制，去除了70%以上的COD并杀灭了大部分的致病菌。但发酵后产生的大量沼液中仍然含
有较高浓度的COD和大量氨、磷等富营养物质，如果不进一步处理，直接排放将对周边的生
态环境形成严重的破坏。
目前，国内外对猪场沼液处理研发了多种工艺，主要有好氧处理、厌氧处理、自然
处理和还田作肥等。猪场沼液仍属于高氨氮的有机废水，直接好氧处理，能耗过大，运行费
用高。合适的方案应该是先厌氧后好氧的组合处理工艺，但现阶段仍缺乏经济合理、技术成
熟的组合工艺处理此类废水。因此,寻找一种脱氮除磷效果好、投资和运行成本低,因地制
宜、操作管理简单,并能产生一定经济和环境效益的组合工艺,对解决规模化养猪废水造成
的环境污染问题尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对猪场沼液含有高浓度的COD、氮、磷、悬浮物等污染物，沼液水
质随时间波动大，碳氮比严重失衡，可生化性差，处理难度大等特点，提出了一种UASB-两级
A/O-混凝综合处理猪场沼液系统，猪场沼液经过该组合工艺处理后出水指标均符合《畜禽
养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）要求。
实现本发明的技术方案是：利用UASB反应器、一级缺氧/好氧（一级A/O）、二级缺
氧/好氧（二级A/O）和混凝四位一体综合处理猪场沼液。猪场沼液最后从消毒池经标准排放
口流出，达到排放标准。
所述系统组成为:调节池、UASB反应器、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池、二
级好氧池、中沉池、混凝池、二沉池、消毒池、标准排放口依次连接；UASB、污泥浓缩池、板框
压滤机依次连接；中沉池、二沉池和混凝池与污泥浓缩池连接,使三池的污泥排入污泥浓缩
池；
所述系统工作过程如下:
(1）猪场沼液由管网收集后经过粗格栅去除大颗粒粪渣后自流入调节池中进行均衡
水质和水量；
（2）调节池出水由提升泵提升至UASB反应器中进行厌氧处理，沼液经过二次水解酸化，
大幅度降低有机物浓度，减轻系统后续工艺的处理负荷；
（3）UASB反应器出水在重力作用下自流入两级A/O生物处理系统，两套A/O工艺前后串
联，好氧段设置回流泵将部分混合液回流至各自的缺氧段；第一级A/O采用活性污泥法工
艺，通过缩短污泥泥龄和水力停留时间，促进聚磷菌生长，最后利用排泥法除磷；第二级A/O
采用生物膜法工艺，延长了污泥泥龄，有利于世代时间长的脱氮菌的繁殖，促进脱氮效果；
（4）两级A/O池出水自流入中沉池，利用重力沉降作用进行固液分离，进一步去除悬浮
物和前段工艺中脱落的生物膜，保障出水水质；
（5）中沉池上层清液溢流入混凝池，并向混凝池中投加适量的PAC、PAM和除磷剂熟石灰
等药剂使废水中的悬浮物形成絮体，同时进一步降低COD和TP的浓度；
(6）混凝池出水进入二沉池进行固液分离后上清液进入消毒池，投加进NaClO进行消
毒，杀灭大肠杆菌、致病细菌及部分病毒。最终确保出水符合要求达标排放；
(7）组合工艺中污泥浓缩池主要收集调节池、UASB反应器、中沉池、混凝池和二沉池的
剩余污泥，污泥浓缩后经过板框压滤机降低污泥含水率，随后污饼外运进行处理处置。
本发明的优点在于:
改良UASB反应器是在传统UASB反应器的基础上增设了外循环污泥回流装置，确保了厌
氧污泥不流失。同时通过回流来增加反应器内液体上升速度，提高厌氧发酵效率，缩短水力
停留时间（改良UASB实用新型专利号为2014200062588）。此外，反应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进入反应器造成局部污泥浓度过高，破坏厌氧
颗粒污泥的活性（实用新型专利号2014200034959）,布水器则起到均匀布水的作用（实用新
型专利号2014200055279）。经过UASB可去除废水中大部分的有机污染物，减小水质对后续
工艺的冲击负荷，保证后续生物处理工艺正常运行。
两级A/0工艺前后串联，分别采用活性污泥法除磷和生物膜法脱氮，针对聚磷菌和
脱氮菌不同的增殖特性，通过控制污泥泥龄、水力停留时间、好氧段混合液的回流比等运行
参数从而克服了传统A2/O在脱氮除磷过程中存在的碳源不足、硝酸盐干扰、污泥泥龄难以
兼顾脱氮菌和聚磷菌的世代时间等问题，从而实现了高效的脱氮除磷。
混凝池投加了混凝剂PAC、PAM和除磷剂Ca(OH)2，使得混凝沉淀和化学除磷形成了
协同作用，提高了污染物去除效果。
废水处理工艺运行费用低、处理效果稳定，适合规模化猪场废水处理和技术推广。
沼液经过组合工艺处理后，最终出水水质优于《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB
18596-2001）要求。
附图说明
图1为UASB-两级A/O-混凝处理猪场沼液系统示意图。
具体实施方式
本发明所述系统组成为:调节池、UASB反应器、一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧
池、二级好氧池、中沉池、混凝池、二沉池、消毒池、标准排放口依次连接；UASB反应器、污泥
浓缩池、板框压滤机依次连接；中沉池、二沉池和混凝池与污泥浓缩池连接,使三池的污泥
排入污泥浓缩池；
处理量为100m3/d的猪场沼液，沼液水质：CODCr 2850～3000mg/L，NH3-N 750～850mg/
L，TP 30～40mg/L，SS 950～1300mg/L。猪场沼液经过粗格栅后进入调节池，进行水质和水
量调节。然后由提升泵将废水提升至UASB反应器中进行厌氧处理，沼液经过二次水解酸化，
大幅度降低有机物浓度。UASB反应器出水 CODCr 700～800mg/L，NH3-N 1100～1200mg/L，
TP 25～30mg/L，SS 300～350mg/L。其次废水在重力作用下自流入两级A/O生物处理系统，
两级A/O工艺前后串联，好氧段混合液部分回流至缺氧段。第一级A/O采用活性污泥法，通过
缩短污泥泥龄和水力停留时间，促进聚磷菌生长，最后利用排泥法除磷。第二级A/O采用生
物膜法，利用生物膜富集世代时间长的脱氮菌，促进脱氮效果。两级A/O池出水 CODCr 300
～400mg/L，NH3-N 90～110mg/L，TP 8～10mg/L，SS 400～430mg/L。接着废水进入中沉池，
进行固液分离，进一步去除悬浮物（SS），改善出水水质。中沉池上层清液进入混凝反应池，
并投加PAC、PAM和熟石灰等药剂使废水中的悬浮物形成絮体，同时进一步降低COD和TP的浓
度。混凝池出水CODCr 180～200mg/L，NH3-N 50～70mg/L，TP 3～5mg/L，SS 180～200mg/L。
混凝池出水进入二沉池进行固液分离后上清液进入消毒池，投加进NaClO进行消毒，最终确
保出水符合要求达标排放。最终出水水质CODCr 150～180mg/L，NH3-N 40～60mg/L，TP 2～
3mg/L，SS 100～130mg/L。组合工艺中污泥浓缩池主要收集UASB反应器、中沉池、混凝池和
二沉池的剩余污泥。污泥浓缩后经过板框压滤机降低污泥含水率,随后污饼外运处理处置。