【文章內(nèi)容簡介】 ”處理工藝該技術(shù)適用于周邊農(nóng)田較少和要求出水達(dá)標(biāo)的養(yǎng)殖場。 工藝流程圖62 “環(huán)保模式”工藝流程圖 工藝適用條件（1）養(yǎng)殖場周圍沒有足夠的農(nóng)田消納污水。（2）對排水要求高的地區(qū)。 工藝特點（1）養(yǎng)殖場必須實行嚴(yán)格清潔生產(chǎn)，干濕分離，畜禽糞便直接用于生產(chǎn)有機(jī)肥料，沖洗污水和尿進(jìn)入處理系統(tǒng)，進(jìn)水CODcr在5000～12000mg／L，氨氮在400～800mg／L。（2）污水必須先進(jìn)行預(yù)處理，強(qiáng)化固液分離、沉淀，嚴(yán)格控制SS濃度。（3）厭氧消化器可采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器、厭氧濾器等。厭氧出水COD在1000 mg／L左右。（4）好氧處理可采用序批式好氧活性污泥法（SBR）反應(yīng)器，氧化溝、穩(wěn)定塘等。（5）厭氧、好氧產(chǎn)生的污泥經(jīng)干化場濃縮脫水后可用于制作有機(jī)肥或作為菌種出售。沼氣利用方式：發(fā)電、燒鍋爐或肥料烘干。（6）有機(jī)肥的生產(chǎn)應(yīng)優(yōu)先采用好氧連續(xù)式生物堆肥工藝。優(yōu)點：（1）沼氣回收與污水達(dá)標(biāo)、環(huán)境治理結(jié)合得較好，適用范圍廣。（2）工藝處理單元的效率高，工程規(guī)范化，管理、操作自動化水平高。（3）對COD、NH3－N的去除率高，出水能達(dá)標(biāo)排放。有機(jī)肥料開發(fā)充分，資源得到綜合利用。（4）對周圍環(huán)境影響小，沒有二次污染。缺點：（1）工程投資較大，運行費用相對較高。管理、操作技術(shù)要求高。（2）由于豬糞直接生產(chǎn)有機(jī)肥，沼氣的獲得量相對減少。 沼氣工程厭氧處理器介紹厭氧消化工藝是沼氣工程的核心，厭氧消化工藝選擇是否恰當(dāng)直接影響沼氣工程的處理效果、沼氣產(chǎn)量、運行管理和基建投資。 厭氧發(fā)酵是厭氧微生物一系列生命活動的結(jié)果，也就是微生物不斷地進(jìn)行新陳代謝和生長繁殖的結(jié)果。保持厭氧細(xì)菌良好的生活條件，才有可能有較高的沼氣生產(chǎn)率或污水凈化效果。主要影響因素有厭氧發(fā)酵的原料、厭氧消化活性污泥、消化器負(fù)荷、發(fā)酵溫度、pH值、碳氮比、有害物的控制及攪拌等。厭氧污水消化最重要的影響因素是溫度、活性污泥形態(tài)與濃度和污泥的水力狀況。 一般化學(xué)反應(yīng)的速度常隨溫度的升高而加快，每當(dāng)溫度升高10℃，化學(xué)反應(yīng)的速度可增加 2～3倍，沼氣發(fā)酵過程是在微生物體內(nèi)進(jìn)行的生化反應(yīng)過程，在一定溫度范圍內(nèi)也基本符合這個規(guī)律。沼氣發(fā)酵可分為3個溫度范圍：50～65℃稱高溫發(fā)酵；20～45℃稱中溫發(fā)酵；20℃以下稱低溫發(fā)酵。此外，隨自然溫度變化的發(fā)酵方式稱常溫發(fā)酵。由于禽畜養(yǎng)殖場沼氣工程的發(fā)酵原料以糞便為主，而糞便懸浮物多，固形物濃度較高，可使用的厭氧消化器有如下幾種。 厭氧濾池厭氧濾池（AF）是在反應(yīng)器內(nèi)充填各種類型的固體填料，如卵石、爐渣、瓷環(huán)、塑料等來處理有機(jī)廢水。廢水向上流動通過反應(yīng)器的厭氧濾池稱為升流式厭氧濾池；當(dāng)有機(jī)物的濃度和性質(zhì)適宜時采用的有機(jī)負(fù)荷可高達(dá)10～20kgCOD／（m3d）。另外還有下向流厭氧濾池。污水在流動過程中生長并保持與厭氧細(xì)菌的填料相接觸；因為細(xì)菌生長在填料上，不隨出水流失。在短的水力停留時間下可取得長的污泥齡，平均細(xì)胞停留時間可以長達(dá)100天以上。厭氧濾池的缺點是容易發(fā)生短路和堵塞。 升流式厭氧污泥床反應(yīng)器厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器是將待處理的廢水被引入UASB反應(yīng)器的底部，向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣（主要是甲烷和二氧化碳）引起污泥床擾動、在污泥床產(chǎn)生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣體和附著在污泥顆粒上的氣體上升至反應(yīng)器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部，這引起附著的氣泡釋放；脫氣的污泥顆粒沉淀回到污泥層的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應(yīng)器頂部的集氣室內(nèi)。液體中包含一些剩余的固體物和生物顆粒進(jìn)入到沉淀室內(nèi)，剩余固體和生物顆粒從液體中分離并通過反射極落回到污泥層的上面。是目前應(yīng)用最多的厭氧反應(yīng)器。 流化床和膨脹床系統(tǒng)流化床（FB）系統(tǒng)是一種具有很大比表面積的惰性載體顆粒的反應(yīng)器，厭氧微生物在其上附著生長。它的一部分出水回流，使載體顆粒在整個反應(yīng)器內(nèi)處于流化狀態(tài)。最初采用的顆粒載體是沙子，但隨后采用低密度載體如煤和塑料物質(zhì)以減少所需的液體上升流速，從而減少提升費用。由于流化床使用了比表面積很大的填料，使得厭氧微生物濃度增加。根據(jù)流速大小和顆粒膨脹程度可分成膨脹床和流化床。流化床一般按20％～40％的膨脹率運行。膨脹床運行流速應(yīng)控制在比初始流化速度略高的水平，相應(yīng)的膨脹率為5％～ 20％。固定膜膨脹床（AAFB）反應(yīng)器床僅膨脹10％～20％。由于載體質(zhì)量較大，為便于介質(zhì)顆粒流化和膨脹需要大量的回流，這增加了運行過程的能耗；并且其三相分離特別是固液分離比較困難，要求較高的運行和設(shè)計水平，所以實際應(yīng)用較少。折流反應(yīng)器由于折板的阻隔使污水上下折流穿過污泥層，造成了反應(yīng)器推流的性質(zhì)，并且每一單元相當(dāng)于一個單獨的反應(yīng)器，各單元中微生物種群分布不同，可以取得好的處理效果。 厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）器實際上是（改進(jìn)的）UASB反應(yīng)器，其運行在高的上升流速下使顆粒污泥處于懸浮狀態(tài)，從而保持了進(jìn)水與污泥顆粒的充分接觸。EGSB反應(yīng)器的特點是顆粒污泥床通過采用高的上升流速（與小于l～２m／h的UASB反應(yīng)器相比），即6～12m／h。運行在膨脹狀態(tài)。EGSB的概念特別適于低溫和相對低濃度污水，當(dāng)沼氣產(chǎn)率低、混合強(qiáng)度低時，在此條件下較高的進(jìn)水動能和顆粒污泥床的膨脹高度將獲得比“通常的”UAB反應(yīng)器好的運行結(jié)果。EGSB反應(yīng)器由于采用高的上升流速因而不適于顆粒有機(jī)物的去除。進(jìn)水懸浮固體“流過”顆粒污泥床并隨出水離開反應(yīng)器，膠體物質(zhì)被污泥絮體吸附而部分去除。下面是兩種不同類型的EGSB反應(yīng)器。（1）厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（IC） IC工藝是基于 UASB反應(yīng)器顆?；腿喾蛛x器的概念而改進(jìn)的新型反應(yīng)器，屬于EGSB的一種。IC可以看成是由兩個UASB反應(yīng)器的單元相互重疊而成。它的特點是在一個高的反應(yīng)器內(nèi)將沼氣的分離分兩個階段。底部一個處于極端的高負(fù)荷，上部一個處于低負(fù)荷。（2）厭氧升流式流化床工藝（UFB BIOBED）厭氧升流式流化床工藝是在設(shè)計的生產(chǎn)性流化床裝置上，由于強(qiáng)烈的水力和氣體剪切作用，形成載體的生物膜脫落十分厲害，無法保持生物膜的生長。相反地，在運行過程中形成了厭氧顆粒污泥，因此在實際運行中將厭氧流化床轉(zhuǎn)變?yōu)镋GSB運行形式。UFB是其商品名稱，在文獻(xiàn)和樣本上有時該公司也稱其為EGSB反應(yīng)器；這從另一方面給出了厭氧流化床不成功的例子。因此它是EGSB反應(yīng)器的一種。它可以在極高的水、氣上升流速（兩者都可達(dá)到5～7m／h）下產(chǎn)生和保持顆粒污泥，所以不需采用載體物質(zhì)。由于高的液體和氣體的上升流速造成了進(jìn)水和污泥之間的良好混合狀態(tài)，因此系統(tǒng)可以采用 15～30kgCOD／（m3d）的高負(fù)荷。 厭氧復(fù)合床反應(yīng)器（AF＋ UASB） 許多研究者為了充分發(fā)揮升流式厭氧污泥床與厭氧濾池的優(yōu)點，采用了將兩種工藝相結(jié)合的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，被稱為復(fù)合床反應(yīng)器（UASB十AF），也稱為UBF反應(yīng)器。復(fù)合床反應(yīng)器一般是將厭氧濾池置于污泥床反應(yīng)器的上部。一般認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)可發(fā)揮AF和UASB反應(yīng)器的優(yōu)點，改善運行效果。 水解工藝和兩階段厭氧消化（水解十 EGSB）工藝 在以往的研究中發(fā)現(xiàn)采用HUSB反應(yīng)器，即水解池，可以在短的停留時間（HRT＝）和相對高的水力負(fù)荷［＞ m3／（m2h）下獲得高的懸浮物去除率（SS去除率平均為 85％）。這一工藝可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后處理工藝。但是，工藝的COD去除率相對較低，僅有 40％～50％，并且溶解性 COD的去除率很低。事實上 HUSB工藝僅僅能夠起到預(yù)水解和酸化作用。如前所述EGSB反應(yīng)器可以有效地去除可生物降解的溶解性COD組分，但對于懸浮性 COD的去除極差。研究表明采用水解（HUSB）＋ EGSB串聯(lián)處理工藝可以使這兩個工藝相得益彰。 當(dāng)處理含顆粒性有機(jī)物組分的污水（如生活污水）時，采用兩級厭氧工藝可能更有優(yōu)勢：第一級是絮狀污泥的水解反應(yīng)器并運行在相對低的上升流速下，顆粒有機(jī)物在第一級被截留。并部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑曰衔?，重新進(jìn)入到液相而在隨后的第二個反應(yīng)器內(nèi)消化。在水解反應(yīng)器中，因為環(huán)境和運行條件不適合，幾乎沒有甲烷化過程。 全混合厭氧消化池 全混合消化池又稱傳統(tǒng)或常規(guī)消化池，廢水定期或連續(xù)進(jìn)入池中．經(jīng)消化的污泥和廢水分別由消化池底和上部排出，所產(chǎn)的沼氣從頂部排出。 全混合消化池的特點是：可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液。厭氧消化反應(yīng)與固液分離在同一個池內(nèi)實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)較簡單。但缺乏持留或補(bǔ)充厭氧活性污泥的特殊裝置，消化器中難以保持大量的微生物細(xì)胞：對無攪拌的消化器，還存在料液的分層現(xiàn)象嚴(yán)重，微生物不能與料液均勻接觸，溫度也不均勻，消化效率低等缺點。對目前世界范圍內(nèi)厭氧工藝的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計，截止1997年，共計973個采用以上不同形式的反應(yīng)器的建設(shè)項目。其中有600座以上的建設(shè)項目采用的是UASB反應(yīng)器，在各種反應(yīng)器中 UASB工藝被最為廣泛地應(yīng)用在生產(chǎn)性的裝置上，并且一般非常成功；其最大的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于放大，運行管理簡單。而流化床（包括膨脹床）和厭氧濾床加起來占15％，這兩者和接觸工藝一樣是另一類重要的處理構(gòu)筑物。EGSB雖然是近年來剛剛開發(fā)的工藝，但是其應(yīng)用速度非?？?，目前已占6％。目前主要采用的厭氧處理器的優(yōu)缺點比較見下表61。表61 幾種厭氧處理工藝的優(yōu)、缺點工藝類型優(yōu)點缺點厭氧塘便宜，實際不需要維護(hù)需要大量土地，氣味問題，不產(chǎn)氣厭氧消化池系統(tǒng)非常復(fù)雜但可適應(yīng)高SS濃度低負(fù)荷，需要較大池容厭氧濾池運轉(zhuǎn)簡單，適應(yīng)高或低濃度COD不適于廢水SS含量高時，有堵塞危險UASB工藝運轉(zhuǎn)簡單，適應(yīng)高或低濃度COD 解決運轉(zhuǎn)問題需要技巧，不適于廢水具有高SS的情況 本項目采用的沼氣工程工藝介紹大量工程實踐和研究表明，由于畜禽養(yǎng)殖糞便污水含有高濃度的懸浮物和NH3—N，采用幾種厭氧消化工藝，其效率差別不大，而與溫度的關(guān)系更大：高溫(55176。)，～()(相當(dāng)于容積負(fù)荷7～10kg TS/()；中溫(35176。C)，～ m3/() (相當(dāng)于容積負(fù)荷4～7 kg TS/())；近中溫(20～30176。C)，～ m3/()(相當(dāng)于容積負(fù)荷2～4kgTS/( ))；常溫(9～13176。C)，～ m3/()(～ TS/())。適用于畜禽場的厭氧裝置主要有：全混合消化池、厭氧接觸反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）反應(yīng)器和厭氧復(fù)合反應(yīng)器等。 工藝流程圖本項目豬場日排污水量60噸。綜合考慮當(dāng)?shù)氐臈l件和國家政策法規(guī)，項目方案采用“能源生態(tài)型”為宜，即豬場糞便污水經(jīng)前分離+厭氧消化+土地利用的處理路線，主要基于以下考慮：周圍農(nóng)田多，可完全消納厭氧產(chǎn)生的沼液；沼液的有機(jī)物濃度低，COD濃度在800mg/L以下，用于農(nóng)田時不用配水，符合項目點雨量較多的特點。其工藝流程如下圖63。圖63 沼氣生產(chǎn)工藝流程圖 工藝流程說明豬舍污水經(jīng)溝渠自流入集水池，在溝渠內(nèi)設(shè)置一道格柵，格柵間隔5mm，去除污水中較大的污物。集水池容積60m3，集水池內(nèi)設(shè)一臺潛污泵，將污水抽至固液分離機(jī)，分離的污水自流入沉淀池，分離的糞渣人工清走生產(chǎn)有機(jī)肥。沉淀池的上清液進(jìn)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)一臺潛污泵，將污水提升至UASB池的進(jìn)料裝置并在池內(nèi)均勻布水。UASB池的出水自流入人工濕地和穩(wěn)定塘，用于附近萬畝農(nóng)田，全部利用。UASB池和沉淀池的污泥排入平板濾池，經(jīng)干化后人工清除作為有機(jī)肥原料。有機(jī)肥生產(chǎn)采用分隔槽式發(fā)酵，用裝載機(jī)輸送物料，槽底設(shè)有通風(fēng)管，定時定量向物料送風(fēng)補(bǔ)氧，發(fā)酵時間30天以上，發(fā)酵完熟的豬糞即為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫、脫水、脫雜后進(jìn)貯氣柜，供食堂炊用，或用于燒鍋爐、加溫等。 沼氣池采用UASB，有效池容為300m3，發(fā)酵溫度為常溫，冬季采取增溫措施，保證池內(nèi)水溫15℃以上，COD去除率70%以上，d。產(chǎn)氣量60 m3/d。貯氣柜容積100m3。表62 各階段水量、水質(zhì)表 項目處理單元水量（噸）CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH4＋（mg/L）豬場排水　60800040003500500集水池出 水60800040003500500去除率0%0%0%0%酸化調(diào)節(jié)池出 水60560028001400400固液分離去除率30%30%60%20%UASB反應(yīng)器出 水601120420420380去除率80%85%70%5%人工濕地出 水60672231210190去除率40%45%50%50%穩(wěn)定塘出 水60147133去除率20%20%30%30%總?cè)コ?%%%圖6－4 氣、肥、電、熱利用流程圖 主要工藝參數(shù)1) 豬場每天產(chǎn)生鮮糞約10噸，收集到的糞便與糞渣按10噸計算，采用拖拉機(jī)運輸,年糞便量3650噸，用于生產(chǎn)有機(jī)肥；2) 每日產(chǎn)生的污水量為60噸，污水水質(zhì)見表6－2。3) 厭氧發(fā)酵采用升流式厭氧污泥床，新建UASB池300m3，常溫發(fā)酵，冬季需用豬場鍋爐加溫，以保證發(fā)酵溫度在15℃以上；4) 沼氣池水力停留時間(HRT)為3天，每天可產(chǎn)沼氣約60m3。5) 。6) 沼氣管路內(nèi)氣體流速設(shè)計按照《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范》（NY/T 12222006）要求限制在7~8m/s以內(nèi)，沼氣管網(wǎng)的設(shè)計按照《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》和《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》（CJJ6395）（建設(shè)部）執(zhí)行。：《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》（GB500282006