SBR工艺处理养猪废水的工艺研究

摘 要：针对当前我国规模化养殖场排放污染物的特点，采用SBR直接处理厌氧工艺ABR消化液，COD去除率为30%～60%，NH3―N的去除效果优于COD，去除率基本在70%以上，最高可达95%，但是均无法达标排放。采用pH调节―曝气吹脱―沉淀―SBR处理ABR出水，出水的COD可以在400mg/l以下，NH3―N可以在80mg/l以下，可达标排放。

关键词：猪场废水 好氧处理 SBR

中图分类号：X713 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0098-02

畜禽养殖场废弃物，特别是规模化猪场粪污已是我国许多地区的主要污染来源。尽管猪场废水可以还田利用或者采用自然处理系统进行处理，在工业化处理模式中，好氧工艺直接处理猪场废水，投资及运行费用均很高；而采用厌氧一好氧进行处理，厌氧消化液好氧后处理是一大难题。本文提出运用pH调节（混凝）―曝气吹脱（脱氨）―沉淀―SBR（sequencing batch reactor）工艺处理养猪废水ABR出水，使得出水CODCr和NH3-N均能达标，具有重要的现实意义。

1 试验材料与方法

1.1 废水水质

试验所用废水取自福建省福州市福清丰泽养猪场，试验的废水取自沉淀调节池出水，然后经过前端ABR厌氧处理出水，其水质参数见表1所示。

1.2 废水水质分析方法

pH采用玻璃电极法测定，而CODcr采用重铬酸钾法测定，NH3-N采用纳氏试剂光度法，NO-2―N采用N一（1-萘基）-乙二胺光度法；NO-3―N采用酚二磺酸光度法；DO采用膜电极法；SS采用重量法。以上分析方法均参考《水和废水监测分析方法》。

1.3 实验系统

实验系统包括：（1）原水箱（存储猪场ABR出水）（2）混凝pH调节池，（3）曝气吹脱池，（4）沉淀池，（5）SBR反应器。污水依次经过上述设备进行处理。

2 ABR出水直接SBR处理结果与分析

2.1 SBR对ABR厌氧消化液COD去除效果

图1对猪场废水ABR厌氧消化液的COD去除情况在采用SBR工艺直接处理厌氧消化液的过程中，从外观看，曝气阶段泡沫很多，沉淀后，反应器内上清液浑浊、呈黄色。从图1可知，在试验的前15 d，COD去除效果尚可，去除率为30%～60%，出水COD浓度在400～600 mg/L之间。随着试验的进行，出水COD浓度逐渐增加至1000 mg/L以上，并有继续增加的趋势。至试验后期，COD去除率降至10%左右。当进水COD浓度较低时，COD去除率甚至为负数，因为这时积累在反应器中的COD浓度比进水高。

2.2 SBR对ABR厌氧消化液NH3―N的去除效果

从图2可知，当SBR直接处理猪场废水厌氧消化液时，NH3―N的去除效果优于COD，去除率基本上在70%以上，最高可达95%。但NH3―N去除率也呈下降趋势，尽管进水NH3―N相对比较稳定，出水NH3―N则持续上升。到试验后期，NH3―N去除率降至70%左右，出水NH3―N达到200 mg/L以上。

2.3 pH的变化处理效果的影响

针对SBR处理猪场废水厌氧消化液效果差的问题，跟踪监测了一个运行周期NH3-N、NO2-N、NO3-N、pH变化情况。结果发现在曝气结束后，其pH降至5.5以下。NH3-N去除效果差的主要原因是硝化过程导致pH降至6.0以下，影响了微生物生长代谢以及基质有效性。另外，pH值对降解有机物的异养细菌也产生比较严重的抑制。因此，在SBR处理猪场废水厌氧消化液的过程中，曝气阶段的低pH（6.0左右）显然是COD去除效率不高的主要原因；另硝化细菌絮凝性较差，很难沉淀，则是导致出水COD高的另一个原因。

3 pH调节―曝气吹脱―沉淀―SBR处理结果与分析

3.1 加药曝气沉淀处理结果与分析

混凝沉淀过程中，上清液CODCr的去除率与Ca（OH）2的投加量成正相关，即增加Ca（OH）2的投加量可明显提高CODCr的去除率。在水温20 ℃的条件下，氨的脱除与水样pH值呈正相关，而水样的pH由Ca（OH）2投加量决定，当Ca（OH）2的投加量从500 mg/L增加至5500 mg/L时，水样的pH 值由8.15增加至10.15。经反复试验，确定Ca（OH）2的投加量在3000～6000 mg/L之间，可保证pH在9.5以上。曝气吹脱池的曝气强度为气水比一般为1000∶1，曝气时间为0.5 h。

经过一段时间的运行，在水质稳定后进行监测，其数据如表2所示。从表2中可以看出，COD的去除率基本控制在15%～35%之间，波动比较大，但是出水COD值比较稳定，基本在1500～1800 mg/l之间。氨氮的去除率比较稳定，在60%左右，出水的氨氮可以降到150～200 mg/l之间。后面的营养比基本可以使好氧微生物生长，因此后面好氧处理提供了必要的条件。

3.2 SBR处理工艺的结果与分析

活性污泥浓度4500～5500 mg/L，进水NH4+―N浓度在250 mg/L以下，容积负荷1-2kgCODCr/（m3・d），污泥负荷在0.15～0.17 kgCODCr/（kgMLSS・d）。整个SBR曝气池水力停留时间为32 h。通过连续运行分析，SBR曝气池水质监测结果见表3。

从表3可以看出CODcr的去除率一般在70～80%之间，得到的出水浓度在400～mg/l左右，达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》的排放标准，处理效果良好。氨氮的去除率在65～75%之间，出水的氨氮在50～60 mg/l之间，去除率高，达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》的排放标准。如果后面进一步进行氧化塘等生物处理，水质可以进一步提高。

4 结语

（1）SBR直接处理ABR出水，COD去除效果尚可，去除率为30%～60%，NH3―N的去除效果优于COD，去除率基本上在70%以上，最高可达95%，但是均无法达标排放。

（2）pH调节―曝气吹脱―沉淀―SBR处理ABR出水，出水的COD可以在400 mg/l以下，NH4+―N可以在80 mg/l以下，可达标排放，但是石灰用量较大。

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