兼气式猪粪尿废水处理方法及其装置.pdf

本发明关于一种猪粪尿废水处理方法及其装置，特别是指一种兼气式猪粪尿废水处理方法及其装置。
    畜牧废水污染环境相当严重。现大多采用沼气发酵处理，受限于一般的固液分离技术无法确实执行，并导致排放水中的生化需氧量（BOD）及悬浮固形物（SS）偏高，故其处理效果差，需添加化学沉淀剂或凝结剂，可能造成二次污染;另现废水处理技术大多目的在得到沼气，然沼气用作发电、汽车、锅炉等燃料，其设备庞大、费用昂贵，且使用效果亦欠佳。对畜牧粪便采用机械式固液分离方式，即将猪粪捞起后，运场外另作堆肥处理，这样，捞起的猪粪很不稳定，在常温下会散发恶臭，肥料本身价值亦低，故既不卫生，又不经济。

    本发明的目的在于提供一种兼具厌气发酵与活性污泥好气性分解能有效应用微生物技术处理畜牧废水的方法及其装置，使排放水符合标准的兼气式猪粪尿废水处理方法及其装置。这里无需添加任何化学沉淀剂与凝结剂即能有效分解有机悬浮物，降低生化需氧量与悬浮固形物;这里利用微生物技术，使废水达到自然固液分离，并制造出一种可直接使用的具高经济价值的更可改良土壤的有机肥料副产品。

    本发明的目的是这样达到的：兼气式猪粪尿废水处理装置，包括原废水池、沉砂池、发酵池、调整池、曝气池及沉淀池，其特征是原废水池为一收集猪粪尿废水的概呈池深约1.8公尺的水池，其内设有将猪粪等固形物与尿水充分混合不致积沉于池底的混合搅动装置;沉砂池为一自地面筑起概呈矩形的水池状结构，其下方底侧设一出水口，并于该出水口外侧设一以利清理积砂排出池外的出口阀，其中并设有以抽送原废水池中的猪粪尿混合液并将其碎化冲散的一碎散管及一鼓风机;发酵池为一池深1.5～2.0公尺的矩形池，其内设有以减缓池中水流速度增加废水于发酵池的反应时间的导流墙、挡流板，并设有以控制水位并自动将发酵后的废水排入调整池中的水位计;调整池为一可容纳经厌气发酵后的废水于进入曝气池前先作一短暂停留，以缓冲水流调节水量与水质的穴池，其内设有以予先提高水中含氧量的一曝气装置，并设有以抽送废水至曝气池反应的一沉水泵;曝气池为一持续性操作的曝气水池，池中设有以供给充分含氧量地一曝气装置，并设有用以调节废水进水量并控制反应时间的一小型蓄水池，沉淀池为池底概呈漏斗状的、将经曝气池处理过的水由溢流口流入该沉淀池中，以沉淀分离并积聚回收溢流水中的活性污泥的穴池，其中该沉淀池外设一将污泥自池底经导管抽出的泵及一伸入池底的导管。其中该原废水池与该发酵池的容量取决于喂猪头数，每猪每天排泄物与冲洗水重以45～50公斤计算，该发酵池容量另需储存2.5～4天预度的容量为佳。其中该沉砂池中的碎散管长约1.5公尺，在其尾端表面设有，以冲散碎猪粪块使其与尿水均匀混合，并使比重较重的泥砂分散沉积于池底藉鼓风机气压将原废水池中的猪粪块与尿水经碎散管冲压散射而出的许多小孔。其中该发酵池中的导流墙系于发酵池横向等分设置的若干构成导流弯道的墙体所组成，该导流墙高度约占池高的3/4。其中该发酵池中的挡流板系横跨于池面，并与池面齐平，约距3～5公尺设置一档流板，该档流板长度约为30～60公分，该档流板可制成左右不等长规格;为增加废水的进水速度，将挡流板较短部份设于废水进入的导流槽道上方，为减缓发酵水的流速与排放速度而将挡流板较长部份设于近排水口的槽道上方。其中该发酵池上可装设一以刮起上浮的发酵猪粪的自动刮粪机，并于该发酵池外侧设一以储放括起的发酵畜粪的畜料槽，该自动括粪机的支脚可架于挡流板上，藉其为支撑架设的横梁。一种兼气式猪粪尿处理方法，该方法包括原废水池收集混合处理、沉砂池碎散沉砂处理、曝气池活性污泥好气性分解处理以及沉淀池回收活性污泥处理，其特征是：a.将猪粪尿废水先经原废水池收集并以鼓风机通入气体藉气流、混合搅动装置，使猪粪块等固形物不会沉积于池底，使原废水池中保持良好的流动率;b.藉一鼓风机将原废水池中的废水抽入碎散管中，并使该碎散管置于沉砂池中距池底约1/3高度处，将猪粪块及尿水藉鼓风机的气压经碎散管上的小孔喷散而出，使比重较重的泥砂直接沉积于池底，并使猪粪液能成均匀的混合状态，以利下步骤的厌氧发酵分解;c.进入发酵池随着导流墙与挡流板的流程与流速控制以进行厌气发酵，厌气发酵的时间约需经1.8～3天，使该猪粪中的有机物质完全发酵分解上浮并积聚于液面，形成一层发酵猪粪的天然遮蔽层，以隔离空气，使液面下形成一厌气菌的温床，以利猪粪完全发酵成为一种具有高价值且可直接使用的有机肥料，再利用自动括粪机自动括起上层的发酵猪粪，并预留一厚度的发酵猪粪遮蔽层，以利继续发酵分解，待分解后的发酵水再藉着液位计控制其溢流入调整池中;d.利用调整池以调节缓冲发酵水进入曝气池的流量，并藉调整池中的曝气装置，先行溶氧，再藉沉水泵将含氧量提高的发酵水抽至曝气池上方的蓄水池中，以调节流入曝气池的水量;e.藉曝气池中大量培养出的活性污泥进行好气性分解反应，以进一步分解发酵水中的有机悬浮物，并藉池中的曝气装置不断提高供水中所需的溶氧量以利完全分解水中的有机物与有机悬浮物，使水中的生化需氧量及悬浮固形物降至最纸;f.经活性污泥完全分解反应后产生的干净清水部分，于该沉淀池中可与活性污泥逐渐分离，清水在上面可经由溢流堰流出，而活性污泥则会自然沉淀到池底，其中该沉积的活性污泥可藉导管与泵抽出，约1/4送回曝气池中，再将其余约3/4的活性污泥送至发酵池中，使其与发酵猪粪混合一体成为有机肥料。

    本发明的废水处全程反应所需时间很短，只需5.5天，而现有同类型废水处理方法则需20天，甚至30天，本发明占地很少，每千头猪场其废水处理设备至多只需40坪，经济价值显著，发酵后的猪粪，密度比重减轻，自然浮上水面达到固液分离的目的，且发酵猪粪具高度的物理化学稳定性，因此不会发臭，也不吸引蚊蝇，肥效高，易被植物吸收，有利改良土壤。本发明充分发挥微生物的作用，猪粪尿等畜牧废水经本发明处理后，能获得符合国家标准的放流水，同时藉微生物技术分解废水中的有机质与有机悬浮物，降低废水中的生化需氧量与悬浮固形物，而无需再添加任何化学沉淀剂与凝结剂，不造成二次污染。

    下面通过附图并取一较佳具体实施例对本发明作进一步说明。

    图1为本发明方法流程图。

    图2为本发明装置的平流程图。

    图3为本发明发酵池剖面图。

    图中：1原废水池，2沉砂池，3发酵池，4调整池，5曝气池，6沉淀池，7空气，8猪舍，9积砂，10有机肥料，11混合搅动装置，12活性污泥，21碎散管，22出口阀，31导流墙，32挡流板，33自动括粪机，34蓄料槽，41、52曝气装置，51蓄水池，A1、A2鼓风机，P1、P2泵。

    图1、2所示兼气式猪粪尿废水处理方法系将猪粪废水经由原废水池1、沉砂池2、发酵池3、调整池4、曝气池5及沉淀池6等六个单元操作步骤依序运作，其中原废水池1系呈一向下挖深然后再以钢筋水泥结构建造而成的水池，其中设有混合搅动装置11，利用鼓风机A1将空气藉由导管打入池中造成乱流，使废水能充分混合。沉砂池2系为一自地面筑起概呈矩形的钢筋水泥结构水池，其内设有一碎散管，与鼓风机A2相配合，将成块的猪粪碎化冲散，泥砂沉池底，猪粪废水则由沉砂池2上方开设的出口溢流而出，经由导管自离发酵池3的池底约1/4高度的入口处进入发酵池3，而积砂则自出口阀22排出池外。发酵池3也可为方形池，池中横向等分设有若干造成弯道的导流墙31，其为自池底筑起距池面约1/4高处，另自池面垂直向下每隔约4～5公尺设置若干挡流板32，并利用挡流板为支座，架设一自动刮粪机33，将浮于液面的发酵猪粪刮入发酵池3外侧的蓄料槽34中，又发酵池3的废水入水口宜尽量靠近池底而出水口则在池的另端靠近池面。调整池4为一钢筋水泥矩形池体，在池中安有曝气装置41及泵P1。曝气池5为一持续性操作的曝气水池，池中设有曝气装置52，以增加溶氧量，废水先进入一架设于池顶的小型蓄水池51，以调节定量的水进入曝气池5，池中藉大量培养的活性污泥（一种微生物），使其进行充分的好氧性活性污泥反应，以消化分解废水中的有机物，使废水中的有机悬浮物分解沉降，降低水中的生化需氧量（BOD）及悬浮固形物（SS），达到符合国家放流水排放标准。沉淀池6为本发明流程中最后一个单元，自然沉淀于池底的活性污泥，可用一导管伸入池底藉泵P2将其抽出，并将抽取的全部活性污泥的约1/4送回曝气池5，余约3/4送发酵池4，可见本发明经济效益显著。