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鹽中凱固液分離機應用之養殖、屠宰污水處理中固液分離領域
添加時間:2011/5/6 15:40:42 瀏覽:

根據規模化養殖污水跟屠宰污水量大、達標難、未綜合利用的問題,對豬場污水跟屠宰污水分離處理系統、工藝進行總結,分析國內外分離技術與設備現狀,分析了常用固液分離機的處理效果。對豬場污水跟屠宰污水進行分離處理可降低污水排放濃度、后續處理壓力,又可收集豬糞有機資源,生產有機肥,增加養豬專業戶的經濟收入。提出了豬場污水處理的研究方向。
        目前我們國存在大量規模化養豬場,但僅有部分養豬場建設了污水處理系統。由于養豬場污水的水質的特殊性,豬場廢水處理排放出水大部分沒有達到相應的排放標準。據統計,目前全國鮮豬糞量約為9.22億噸/年,糞便污水年排放量60多億噸。環保部門對北京市大型養豬場排放的污水進行檢測,結果表明北京市養豬場排放廢水CODCr、BOD5、SS平均超標倍數分別達到53倍、76倍、14倍。養豬場一般建設在城市周邊,如此大量超標的養豬場糞便污水,對城市產生了極大的環境壓力,制約了城市環境的可持續發展。雖然豬糞污水會產生極大的環境問題,同時其又是一種有較高利用價值的生態資源。科學的處理、利用豬場糞便污水是一個急需解決的問題。
        1 豬場污水、屠宰污水分離處理的必要性
        目前國內外規模化養豬場使用的主要清糞工藝有3種:水沖式、水泡糞和干清糞工藝。我國大部分養豬場都采用水沖式工藝。水沖式工藝方便快捷,但會把豬糞、散落的飼料末連同豬尿一起全部沖洗到廢水中,使廢水中含有大量的固體懸浮物。
         可以看出,養豬場產生的廢水一般包括豬尿、豬糞、飼料末和豬舍沖洗水,其中的飼料末和豬糞等固體污染物使得養豬場廢水的TS(總固體物質)含量高達20000mg/L以上,SS(懸浮固體物)含量高達10000mg/L以上[2]。而這類固體物質很難被生化處理系統中的微生物利用降解,含量過高會導致生化系統中活性成分降低或中毒,甚至導致系統崩潰。因此要在提高豬場糞便污水處理效率,或者對其進行發酵、綜合利用,必須在豬場糞便污水進入生化處理系統前進行固液分離的預處理,降低污水中固體物質的濃度。
         同時,采用固液分離預處理有以下幾個優點:
        (1)經固液分離預處理所分離出的固體物質,可用來生產優質肥料,在改善豬場環境的同時,降低了糞便污水中CODCr、BOD5、SS的含量,并且能提供農用有機肥,給豬場帶來可觀的經濟效益,縮短豬場糞便污水處理設施的投資收回周期。
        (2)若糞便污水后續處理工藝采用高效過濾器或污泥床,進水中SS過高可能堵塞設備,降低處理效果。同時對于UASB反應器,進水中的SS易形成浮渣并且占據反應器有效容積,極易導致顆粒污泥的解體,降低厭氧污泥活性,甚至阻塞管路,損壞設備[4]。經固液分離預處理可去除污水中30%~40%的SS,提高后續污水處理工藝的處理效率,同時起到保護設備的作用。
        (3)經固液分離預處理后,可去除污水中40%左右的CODCr,減輕后續污水處理的負荷,減少污泥產生量,減少處理裝置的容積、占地面積,降低投資。若經預處理后的污水采用厭氧+好氧的污水處理工藝進行后續處理,則厭氧出水中的CODCr可以達到1000mg/L以下,提高后續好氧處理的效率,更易做到達標排放。
        因此,研究固液分離預處理技術對規模化豬場糞的污水處理達標排放,以及對豬糞進行綜合利用都極為重要。
       2 豬場污水分離處理工藝
       2.1 豬場排污系統優化

        養豬小區的總體設計首先要盡量做到豬糞與尿液分離,污水與雨水分離,這樣不僅可以大大降低污水處理規模,并且便于資源和能源的回收利用。糞便在糞發酵車間做發酵處理,最終產物為發酵成熟的有機肥,尿液及污水通過管道輸送到污水處理裝置,經處理后分離出的固形物運到糞發酵車間處理,液體處理后達標排放。
       2.2 分離處理工藝
       國外對畜禽糞便固液分離通常采取以下三種工藝:①若糞便污水濃度、成分適宜,直接進行分離,不經任何預處理;②若糞便污水濃度較低,為提高分離效率,先經過預沉降,再進行分離;③若糞便污水中豬毛含量較多,為防止堵塞設備,先對污水進行去毛處理后,再行分離。必要時可將以上三種方法組合使用,以達到最好的分離效果。
      國內廢水處理系統所常用的固液分離工藝如圖1所示。
       圖1 固液分離工藝流程圖

    

        在豬場糞便污水、屠宰污水處理中應用固液分離處理工藝需注意以下幾個方面:
       (1)糞便污水進入貯糞池前需設置粗格柵。由于豬場糞便污水中一般會帶入一定的漂浮物或體積較大的雜質,利用粗格柵清除大體積雜物,防止堵塞進料泵。貯糞池底部設計為傾斜式,進料泵置于低端,提高池中污水流動性,防止出現死角。
      (2)分離機進料管需設置溢流管。由于糞便污水的流動性高低直接影響分離機的分離效果,為了提高分離效率,一般設計進料量需大于分離機的處理量,加大糞便污水的流動性,提高處理效率,故故進料管上必須設計溢流管。
       (3)需及時清除分離機產生的固體廢渣。由于每臺分離機每小時排出的干物質量可達到1200-1800公斤,要使分離機連續正常工作,必須及時清除其產生的分離廢渣。由于分離機產生的干物質量較大,完全采用人工清理廢渣,勞動強度過高,尤其因此在采用多臺分離機同時進行固液分離時,一般在分離機出渣口處設置輸送帶,輸送分離廢渣,降低工人的勞動強度。
      (4)分離液排放管道需設置足夠的坡度與管徑。由于分離處理所得到的分離液需通過管道輸送至沉淀池,再進入后續厭氧、好氧處理,最終排放,為保證管道通暢,以及輸送效果,需設置足夠的坡度與管徑。
      3 分離技術與設備現狀
      3.1 國內外處理技術現狀

      (1)國外的固液分離設備定型產品種類繁多,總體上可分為:篩分;離心分離;過濾三大類。這三類分離設備均采用機械物理分離方法,較少分離設備采用化學和生物法。
      (2)“七五”期間,農業部規劃設計研究院研制了一種斜板篩,具有成本低,運行費用低,結構簡單,維修方便等優點。但斜板篩有較大的缺點:分離后固形物含水率高達90%左右,運輸和深加工較為困難;同時,很難分離放置時間在1個月以上的豬糞便污水。
      (3)農業部規劃設計研究院結合國內規模化養豬場情況,研制了螺旋擠壓式固液分離機。該種設備主要特點有:連續自動進料、出料;進料泵的進料口帶有切割刀頭,可將雜物切碎,降低雜質顆粒粒徑,提高可流動性,并且可保護分離機篩網和攪籠;采用浮動式篩網,使物料在機體內分布均勻,降低攪籠磨損,保護設備。
       該種分離機處理量為10~18 m3/h,去除率高,分離后干物質含水率65~73%,TS去除率達40%左右,可以達到后續UASB發酵工藝處理污水和生產有機復合肥的工藝要求。
      (4)Bernet N.,Delgenes N.,Akunna J.C.等[6]用1mm篩網過濾糞便污水后,再用離心機進行固液分離,分離出的廢水TOC降至5860mg/L,SS降低至2840~3960mg/L,使其后續好氧反應器的污泥增加量大為減少,提高了處理效率。但在實際工程中應用離心分離機存在設備造價高,能耗大,設備容易磨損老化的缺點,尤其對廢水量較大的規模化養豬場,利用離心分離的經濟可行性不高。
      (5)余華堂等[7]通過混凝過濾法進行固液分離,所采用的工藝為:初沉-格柵-酸化-篩濾-混凝-過濾。處理效果如下:TSS降至960 mg/L,去除率75~80%;CODcr降至4400 mg/L,去除率63~66%;BOD5降至2609 mg/L,去除率55~57%。此水質特點的廢水用UASB進行處理是可行的,后期采用的SBR可以達到80%左右的處理效率,使出水CODcr降低至200mg/L以下,可達到國家三級排放標準。
      (6)林代炎等[8]對Fz-12固液分離機進行空載和試運行檢驗,采用該種分離機對三個豬場的糞便污水進行固液分離的應用結果表明,該分離機用了較密的篩網(60目),對豬糞污水處理效果較穩定,對TS、COD和BOD去除率分別達到78.6%~85.8%,73.8%~79.2%和70.9%~76.4%,各項指標平均出水效果為:0.34%、4449mg/L、2027mg/L。該設備顯著降低了豬糞便污水的濃度,減輕后處理的壓力;分離出的糞渣含水率較低,都在60%以內。
       3.2 不同設備的分離處理效果
       豬場糞便污水分離處理常用的固液分離機械有以下4種:板框壓濾機、離心機、格柵式斜板篩分離機、振動式固液分離機。 

       不同的豬場應根據自身特點選擇適宜的豬糞污水分離工藝,降低污水排放濃度,減輕污水后續處理壓力;同時可收集豬糞有機資源,生產有機肥,增加養豬專業戶的經濟收入。
       4 豬場跟屠宰場污水處理研究方向
      (1)豬場排污系統的優化設計。研究如何從源頭上避免雨污水混合、濃稀廢水混合等,減輕后續污水處理的負擔,并且根據資源回收利用的要求進行排污系統的優化設計。
      (2)研究選擇更加適合于豬場糞便污水、屠宰場污水固液分離的設備和組合工藝。從國內外現有的分離設備和工藝中進一步進行優化選擇,并且對選擇出的工藝和設備的工作參數進行優化,選擇適合于我國豬場糞便污水現狀的處理措施。
      (3)根據豬場糞便污水的特性,研究新型高效的固液分離設備和方法。
      (4)總結現有的研究成果,研制一體化的豬場糞便污水處理設備。

 

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