南阳牛养殖污水处理设备RL-UASB反应器

养牛场废水主要来源为：1、牛栏冲洗水。每次牛出栏后，对牛栏和粪池进行冲洗，排放冲洗牛栏污水；2、其它洗涤污水。

 废水水质特征 牛场废水的水质特点不仅与牛粪尿的成分有关，而且还与牛场的清粪工艺有着密切的关系。目前国内外规模化养牛场存在的主要清粪工艺有3种：水冲式、水泡粪、和干清粪工艺。我国大部分规模化养牛场都是采用水冲式工艺的。采用水冲式工艺方便快捷，但是会把牛粪、散落的饲料末连同牛尿一起全部冲洗到废水中，故废水中含有大量的固体悬浮物及胶体形态物质，且其他的污染指标也很高。

牛场废水还具有以下特点：

1、排水量大、废水温度低(多数牛场从防疫需要出发，用水取自地下水)。

2、冲洗栏舍的时间相对集中，废水水量排放不均匀、冲击负荷大。

3、废水固液混杂，而且粘稠度很大。有机物浓度高、含有大量的固体悬浮物且还含有一定量的对人体有害的病原菌，属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水。

对于养牛场废水的处理，从采用工艺技术来看，有厌氧处理、好氧处理、厌氧好氧组合处理，以及氧化氧化塘、人工湿地等自然处理方法。针对本项目水质特点，采用“厌氧—好氧”耦合工艺。下面对该工艺进行分析论证。

由于该废水COD浓度较高，不宜直接采用好氧处理，需在好氧处理前设厌氧处理单元。在“厌氧—好氧”耦合工艺中，废水经厌氧反应后，大分子的固体物质降解为小分子固体物质，不溶性物质降为溶解性物质。经厌氧反应后，BOD₅/COD值进一步提高，使后续好氧生化反应更加容易处理。同时，厌氧阶段不需加温、不需搅拌，处理的效果较好，可去除70～90%的有机物，剩余污泥量少（仅为好氧处理的1/5～1/10）。根据废水的特性和以往的废水处理的经验，经过厌氧工艺处理后的废水有机物浓度虽大大降低，但是达不到排放标准，尤其是氨氮超标，因而后续需要设置可同时去除氨氮和有机物的好氧处理单元。好氧出水经过消毒，杀灭有毒有害微生物，然后达标排放或回用于冲洗牛舍。

（1）厌氧处理单元

废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质，以去除大部分有机污染物。。

常用的厌氧处理反应器有厌氧生物滤池、厌氧膨胀床和厌氧流化床、UASB、IC 及EGSB等。

厌氧生物滤池是密封的水池，池内放置填料，污水从池底进入，从池顶排出。微生物附着生长在滤料上，平均停留时间可长达100d左右。由于滤料费用较贵；滤料容易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚，堵塞后没有简单有效的清洗方法，由于停留时间过长增加了基建费用，且养牛废水的悬浮固体浓度较高故不适和采用此法。

厌氧膨胀床和厌氧流化床：床体内充填细小的固体颗粒填料，如石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等。污水从床底部流入，为使填料层膨胀，需将部分出水用循环泵回流，提高床内水流的上升流速。一般认为膨胀率为10%～20%的为厌氧膨胀床，膨胀床的颗粒保持相互接触；膨胀率为20%-70%的为厌氧流化床，流化床的颗粒做无规则的自由运动。其优点是，有机物容积负荷较高，水力停留时间短，耐冲击负荷能力强等，但是耗能较大，出于经济的角度考虑不采用此方法。

膨胀颗粒污泥床（EGSB）厌氧反应器是荷兰Wageingen农业大学Lettingga教授等在UASB反应器的基础上开发的厌氧反应工艺。也是为克服UASB反应器处理低浓度废水时的存在的问题而设计研发的。但是EGSB过大的高径比导致其建设费用提高，EGSB大的特点—极小的HRT，也是以强制的外循环所消耗的大量的运行费用为代价的，且需要控制回流量以适应不同的水质水量，操作条件较为复杂，运行不稳定，管理难度大。

所以本工程厌氧阶段选用经设计改良的上流式厌氧污泥床反应器，设计充分考虑了实际工程中常出现的问题，重新设计进水方式，并进行了大量的实验研究，研究表明，该布水系统能够实现废水在整个反应器的过水断面上均匀分布，使废水中有机污染均匀、充分的与反应区中的污泥混合接触，可大限度的发挥全部微生物的处理功能，并获得了*的稳定性。同时针对传统的上流式污泥床反应器在处理高浓度有机废水时，由于过强的产气搅动而造成的污泥流失的问题，对三相分离器进行了改进，优化了结构的设计，解决了沼气上升至沉淀区影响出水水质的问题。经过改良的反应器，处理污水负荷和稳定性将大幅提高，经过厌氧工艺处理后的废水有机物浓度可大大降低。

（2）好氧处理单元

好氧生物处理法(Aerobic Bioremediation)是在有游离氧存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其无害化、稳定化的处理过程。微生物利用废水中存在的有机污染物，作为营养源进行好氧代谢。

虽然厌氧生物处理等前处理工艺能在一定程度上降低废水中的有机物含量，但因养牛废水的浓度*，特别是氨氮含量，大多数情况下仍无法达到排放标准，因此还需要进一步进行好氧生物处理。

好氧脱氮处理工艺常用的有A/O工艺、SBR污水生物处理技术、A^２/O工艺及氧化沟技术等，在好氧曝气条件下，利用微生物代谢生长，将废水中有机物分解利用，以提高出水水质。

A/O生物处理工艺及其各种改进型：其主要特点是将缺氧段放在工艺的*级，同时设内循环系统，向缺氧段回流硝化液。这是目前采用比较广泛的一种脱氮工艺。主要存在的问题是：（1）A/O 工艺流程的处理水来自好氧池，含氮有机物的氨化和氨氮的硝化在好氧池内进行，因此，在处理水中还有一定浓度的硝酸盐，如果沉淀池运行不当，在沉淀池内也会发生反硝化反应，使污泥上浮，处理水水质恶化。（2）处理含氮浓度高的废水时，需要另行增加投碱设备以调节好氧池pH 值。在反硝化过程中，还原1mg 硝态氮能产生3.75mg 的碱度，而在硝化反应过程中，将1mg 的NH₃-N氧化为NO₃^--N，要消耗7.14mg 的碱度。那么，在A/O 系统中，反硝化反应所产生的碱度只可补偿硝化反应消耗碱度的一半左右。因此，对含氮浓度较高的废水必需另行投碱以调节pH 值。（3）A/O 系统对进水COD 去除率不够高。碳源利用率低或有机物浓度低，都会影响反硝化的碳源需求，反硝化不能顺利进行，硝酸根便会大量积累，影响反硝化脱氮效率。南阳牛养殖污水处理设备RL-UASB反应器南阳牛养殖污水处理设备RL-UASB反应器

SBR序批式反应器是一种间歇式活性污泥法，硝化和反硝化在一池中进行，它不需回流污泥和混合液内回流，灵活性较高。是一种适应于中小规模处理和具有氮、磷去除效果的废水处理工艺。其自动化控制要求较高，需要自动仪表多，设备投资较大，如自动仪表失灵，需要手工操作时，劳动强度很大；为获得较高的脱氮效果，SBR工艺必须设有搅拌装置，且不可避免存在污泥上浮现象；另外该方法对SS、色度的去除效果并不理想，必须辅以一定的前、后处理工序；废水经过SBR法处理后，其中氨氮含量仍然很高，需要在该工序后辅以化学方法除去。

A²/O生物处理工艺及其各种改进型： A²/O工艺分为厌氧、缺氧及好氧三个阶段。污水经一级物理处理后进入厌氧池，聚磷菌可将菌体内积贮的聚磷盐分解。随后废水进入缺氧区，反硝化细菌就利好氧区中经混合液回流而带来的硝酸盐，以及废水中可生物降解有机物进行反硝化，达同时去碳和脱氮的目的。接着废水进入曝气的好氧区，聚磷菌除了吸收、利用废水中残剩的可生物降解有机物外，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷盐的形式在体内贮积起来。这样，在消耗水中有机物的同时，此工艺也有了良好的脱氮除磷效果。但该方法回流污泥中含有硝酸盐进入厌氧区，对除磷效果有影响，脱氮也受内回流比的影响。此外，硝化菌生长速率慢，世代期长，需要在较长的泥龄下运行才可以正常生长，但聚磷菌为短世代微生物，在较短的泥龄下运行时可获得较高的除磷效率。且聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有机物。另外，较长的泥龄还会导致系统内糖原累积，非聚磷微生物的增长而使除磷效率大幅度降低。倒置A²/O工艺将缺氧区设在厌氧区前面，避免了回流污泥中的硝酸盐对厌氧释磷的影响，无混合液回流时流程简捷并且节能，但是厌氧释磷过程得不到优质易降解的碳源，且在无混合液回流时总氮去除效率不高。改良Bardenpho工艺流程由厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧无段组成，整个系统能够达到较好的脱氮除磷效果，但是池体分隔较多，池体容积较大，进而大大增加造价，且流程较长，操作管理过于复杂。

氧化沟生物处理工艺，属于活性污泥法的一种改良，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动，氧化沟的水力停留时间可达10～30h，污泥龄20～30d，有机负荷很低，实质上相当于延时曝气活性污泥系统。其运行成本低，构造简单，易于维护管理，出水水质好、耐冲击负荷、运行稳定、并可脱氮除磷。氧化沟兼有*混合式和推流式的特点，在控制适宜的条件下，沟内同时具有好氧区和缺氧区，可使沟渠中进行硝化和反硝化的过程，达到脱氮的效果，同时，使出水中活性污泥具有良好的沉降性能。此外，由于氧化沟采用的污泥龄很长，剩余污泥量较一般的活性污泥法少得多，而且已经得到好氧硝化的稳定，因而不再需要硝化处理，可在浓缩、脱水后加以利用或后处置。而且它不需混合液内回流，因而运行费用低。

氧化沟兼有*混合式和推流式的特点，在控制适宜的条件下，达到脱氮的效果。经过好氧处理后，BOD₅去除率可达90%-99%，脱氮率达85%左右，除磷效率达为50%左右。其是一种*的耐冲击负荷、操作简单、处理稳定、出水水质好的技术。

鼓风曝气氧化沟是将充氧设备和水流推动设备分开设置的一种工艺，在德国等欧美发达国家使用较多，国内近些年新设计的污水处理厂采用此种处理工艺也日趋增多。该工艺采用鼓风机供气和高效率的微孔曝气器在池底布气充氧，同时采用潜水推进器对沟内水流进行推动。在运行时，根据来水负荷的变化，通过调节鼓风机装置可使供给氧化沟内的空气量在零流量至装置的大供气量之间进行调节。同时，还可以开停任意数量的曝气器单元，调整氧化沟缺氧段和好氧段的长度，以适应不同进水水质和提高脱氮除磷效果的需要。由此可见，采用该工艺的污水厂运行灵活性大大提高，适应的污水水质、水量负荷变化范围较宽。另外还提高了空气中氧的利用率及充氧动力效率，使得曝气设备装机容量及能耗均相应减少并可防止活性污泥在沟内沉淀。此时，氧化沟设计可采用较大水深，一般为6m，节省了氧化沟及污水处理厂占地。由于微孔曝气器的充氧性能及氧的利用率等随沟内水深（或水压）的增加而提高，氧化沟水深增加更加有利于氧的转移和电能的节省。采用鼓风曝气氧化沟工艺既去除有机物同时还去除氮和磷的生化工艺，具有耐冲击负荷和出水稳定等优点。污水处理效果与采用其他方式曝气的氧化沟相同并有所提高，并能克服其他型式氧化沟的一些弊端。