某縣新建繁育基地總投資為10500萬元，總占地面積約8hm（2120畝），總建筑面積47054m2，項目建成投產(chǎn)后常年存欄母豬6000頭，年出欄約11萬頭仔豬。畜禽養(yǎng)殖廢水具有COD、SS、NH3-N、TP等污染物濃度高且C/N低的特點。養(yǎng)殖廢水處理站作為繁育基地配套工程，按300m3/d處理規(guī)模設(shè)計。
1、養(yǎng)殖廢水的水量與水質(zhì)
本項目養(yǎng)殖廢水主要為母豬尿液、豬舍沖洗污水、基地生活污水等，其中沖洗水為間歇水源。畜禽廢水的產(chǎn)生與養(yǎng)殖種類、品種、性別、生長期、飼料天氣條件等因素有關(guān)，不同方式的清糞工藝對廢水排放影響很大。本項目為尿泡糞方式的養(yǎng)殖場，根據(jù)同類型項目母豬產(chǎn)生廢水量約40L/（頭·d），再加上豬舍沖洗及其他未預見廢水量，確定養(yǎng)殖廢水處理規(guī)模按300m3/d設(shè)計。尾水雖排至農(nóng)灌渠，但附近400m范圍內(nèi)有村民，建設(shè)單位要求廢水排放執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的一級標準，尾水排至西側(cè)農(nóng)灌渠，用于水田作物補水。設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1。
2、養(yǎng)殖廢水處理工藝流程
根據(jù)養(yǎng)殖廢水水量、水質(zhì)特點和處理要求，確定本項目主要工藝流程（見圖1）
①預處理。
豬舍產(chǎn)生的廢水通過管網(wǎng)排放到收集池，在管網(wǎng)前端設(shè)置人工格柵去除較大雜物。在收集池內(nèi)設(shè)置攪拌機，充分攪拌防止糞渣沉淀，收集池內(nèi)的廢水通過水泵提升至固液分離機，分離出的糞渣進入堆肥車間，出水在正常情況下進入調(diào)節(jié)池（當水質(zhì)出現(xiàn)異常情況如豬舍消毒時，手動控制閥門進入應急池，應急池內(nèi)的廢水通過泵少量均勻提升至調(diào)節(jié)池），調(diào)節(jié)池底設(shè)置穿孔曝氣管，養(yǎng)殖廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行充分曝氣和水質(zhì)水量調(diào)節(jié)；分離機擠壓廢水含渣量高，回流至收集池進行再一次固液分離。調(diào)節(jié)池內(nèi)的養(yǎng)殖廢水通過污水泵提升至一級混凝、絮凝池。
②厭氧系統(tǒng)。
預處理出水進入一級混凝、絮凝池，向池中投加混凝劑與絮凝劑，使得細小SS絮體形成大顆粒的礬花，達到重力沉淀的目的，既減輕后續(xù)生化系統(tǒng)負荷，又有除磷功能。經(jīng)加藥反應后廢水進入一級混凝初沉池進一步泥水分離，上清液直流進入?yún)捬醭�，在厭氧池�?nèi)設(shè)置攪拌機使微生物和廢水充分混合，提高微生物的活性，廢水在厭氧池內(nèi)降解大部分有機物并生成沼氣，厭氧反應將難降解的大分子有機物降解為小分子有機物，以利于后續(xù)生化處理。厭氧池出水自流進入?yún)捬醭恋沓�，沉淀的厭氧污泥回流到厭氧池，固液分離后的上清液自流進入一級中間水池，一級中間水池出水通過泵定時定量送入SBR池。
③SBR+A/O+MBR系統(tǒng)。
污水間歇式進入每個SBR反應池，即經(jīng)過進水、反應、沉淀、排放和閑置5個工序。反應池每個周期進水2h，邊進水邊曝氣，每個周期8h，一般曝氣2h、靜止1h、曝氣2h、沉淀1.5h、排水1h、閑置0.5h，每天3個周期；SBR為本設(shè)計的關(guān)鍵工藝，經(jīng)過SBR處理后廢水中絕大部分有機物已被降解。SBR池出水自流進入二級中間水池，二級中間水池出水通過泵送入缺氧池，在反硝化菌的作用下去除亞硝態(tài)氮；缺氧池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，保證池內(nèi)污泥與廢水充分混合；缺氧池出水進入O池，在O池內(nèi)進行曝氣，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；O池設(shè)硝化液回流泵，將部分硝化液回流至缺氧池，利用硝化反硝化作用，提高系統(tǒng)脫氮效果，O池內(nèi)設(shè)三相分離器，對混合液進行泥水分離；分離后上清液自流進入內(nèi)置式MBR，MBR產(chǎn)水進入二級混凝、絮凝池。
④深度處理。
在二級混凝、絮凝池內(nèi)投加混凝劑、絮凝劑，池內(nèi)設(shè)槳式攪拌機，廢水充分反應后進入二級混凝沉淀池，去除總磷。沉淀池上清液進入人工生態(tài)塘，生態(tài)塘出水進入消毒池，
在消毒池內(nèi)投加NaClO進行消毒，去除大腸菌群等致病菌，尾水達標排放。
⑤污泥處理。
廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥排入污泥池，通過提升泵將污泥提升到疊螺機進行脫水，干泥進入堆肥車間，與糞渣混合后作為糞肥使用。
⑥沼氣處理與收集。
厭氧池內(nèi)產(chǎn)生的沼氣，通過管道收集至脫水、脫硫罐完成脫水、脫硫后進入雙膜氣柜。氣柜內(nèi)沼氣用于鍋爐燒水，供站內(nèi)員工使用。
3、主要處理構(gòu)筑物和設(shè)備
①收集池（含人工格柵）。
采用全地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，V有效=300m3，1座。池內(nèi)設(shè)人工格柵1臺，SS304材質(zhì)，柵隙10mm；設(shè)電極式液位計，2臺（1用1備）提升泵，通過液位控制器實現(xiàn)提升泵的自動控制；設(shè)2臺潛水攪拌機，防止糞渣沉淀。
②固液分離平臺。
設(shè)置2臺處理能力為40m³/h的固液分離機，采用振動斜篩式，固液分離機出水流入調(diào)節(jié)池或應急池，擠壓廢水排至收集池，分離出來的糞渣用于制作肥料外售給專業(yè)公司。
③調(diào)節(jié)池、應急池、一級中間水池。
采用黑膜地下結(jié)構(gòu)形式。調(diào)節(jié)池1座，V有效=875m3，設(shè)有1臺液位計、1套穿孔曝氣管和2臺（1用1備）污水潛水泵，通過液位計來控制提升泵的開啟。應急池1座，V有效=875m3，設(shè)有1臺液位計、1套穿孔曝氣管和2臺（1用1備）污水潛水泵，通過液位計來控制提升泵的開啟。一級中間水池1座，V有效=472m3，設(shè)有1臺液位計、1套穿孔曝氣管和2臺（1用1備）污水潛水泵，通過液位計來控制提升泵的開啟。
④一級混凝初沉池（含一級混凝池、一級絮凝池、一級混凝初沉池）。
采用全地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。一級混凝池V有效=5.52m³，反應時間為26min，設(shè)槳式攪拌機1臺；絮凝池V有效=5.52m³，反應時間為26min，設(shè)置槳式攪拌機1臺；一級混凝初沉池有效水深為2.5m，表面負荷為1.0m³/（m²·h）；采用機械排泥，設(shè)2臺立式污泥泵，每天排泥一次，每次30min。污泥排至污泥池。
⑤組合池（含厭氧池、厭氧沉淀池、SBR池、A池、O池、MBR池、產(chǎn)水池、二級混凝池、二級絮凝池、二級混凝沉淀池）。
采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。厭氧池V有效=796m3，有效水深為6.5m，水力停留時間為2.65d，設(shè)4臺潛水攪拌機，使微生物和廢水充分混合，提高廢水的可生化性。厭氧沉淀池有效水深為3.5m，表面負荷為0.67m³/（m²·h），設(shè)有2臺污泥回流泵，污泥一部分回流至厭氧池，實現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)，一部分定時排放至污泥池進行處理。SBR池分為4格，每格V有效=310m3，有效水深為6.2m，停留時間為1.03d，每格設(shè)1套曝氣裝置，間歇運行，設(shè)置排泥泵，定時排泥至污泥池。A池V有效=525.2m3，有效水深為5.2m，停留時間為1.75d，設(shè)2臺潛水攪拌機，促進反硝化反應，降解有機物。O池V有效=109.2m3，有效水深為5.2m，停留時間為8.7h，設(shè)1套曝氣裝置和三相分離器。MBR池V有效=66.2m3，停留時間為5.3h，內(nèi)置PVDF膜2套，膜面積1500m2，膜通量為8.3L/（m2·h），產(chǎn)水泵2臺，MBR反洗泵2臺。產(chǎn)水池V有效=14.56m3，有效水深為5.2m，停留時間為1.16h。二級混凝池V有效=4.1m3，有效水深為5.2m，反應時間為20min。二級絮凝池V有效=4.1m3，有效水深為5.2m，反應時間為20min；二級混凝沉淀池表面負荷為0.67m³/（m²·h）；消毒池V有效=9.7m3，有效水深為4.85m，停留時間為46.8min。
⑥二級中間水池。
采用半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，V有效=46m3，停留時間為3.0h，設(shè)浮球液位計，距池底1.0m為低液位，控制提升泵停止。
⑦生態(tài)塘。
2座，總?cè)莘e為4020m³，停留時間20d，黑膜結(jié)構(gòu)。一級、二級生態(tài)塘內(nèi)設(shè)增氧氣泵2臺，生態(tài)浮島8個（每500m2設(shè)置1個浮島）。
⑧污泥脫水系統(tǒng)
系統(tǒng)污泥主要產(chǎn)自一級混凝初沉池、厭氧沉淀池、SBR池、MBR池和二級混凝沉淀池。這些污泥定期排至污泥池，V有效=350m3，采用黑膜地下結(jié)構(gòu)形式，設(shè)有1臺液位計和2臺（1用1備）污泥潛水泵，通過液位計來控制泵的開啟，污泥被提升至疊螺機進行脫水處理。設(shè)置1臺處理能力為120kg/h的疊螺脫水機，不銹鋼SS304材質(zhì)，并向污泥中添加適量的絮凝劑以提高固液分離效果，配藥罐和加藥罐V有效=2.00m³，陽離子PAM配制濃度為0.25%，投加量為300L/h，污泥脫水產(chǎn)生的清液回到調(diào)節(jié)池重新處理，污泥含水率約為80%，分離出來的污泥與糞渣混合，用于制作肥料，銷售給專業(yè)公司。
⑨沼氣凈化及儲存系統(tǒng)
設(shè)置沼氣凈化及儲存設(shè)施1套，包括壓力控制系統(tǒng)、儲存裝置、脫水脫硫凈化系統(tǒng)和冷凝器。儲氣柜V有效=100m3，氣柜內(nèi)沼氣用于鍋爐燒水，供站內(nèi)員工使用。
⑩臭氣系統(tǒng)
臭氣來源主要為調(diào)節(jié)池、應急池、中間水池和厭氧池。配套臭氣收集輸送系統(tǒng)，通過引風機將臭氣送至臭氣處理系統(tǒng)，噴淋塔規(guī)格Ø1200mm×3500mm，引風機風量5000m3/h，全壓1.5kPa。
4、工程應用效果及運行成本分析
該養(yǎng)殖廢水處理站自2021年6月正式投產(chǎn)運行以來，處理水量為200~250m3/d，出水pH維持在6.5~8.5，出水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計要求。各處理單元的水質(zhì)情況如表2所示。
該工程投產(chǎn)半年以來，平均處理水量約250m3/d，運行成本主要包括人工費、電費、藥劑費、污泥處置費、設(shè)備維修與折舊費。
①人工費：廢水處理站定員3人，工資按5000元（/月·人）計，人工費為2.0元/m3；
②電費：耗電量為1325.98kW·h，電價為0.6元（/kW·h），平均電費為3.18元/m3；
③藥劑費：藥劑包括次氯酸鈉、碳酸鈉、陰離子PAM、PAC、陽離子PAM等，平均藥劑費為5.1元/m3；
④污泥處置費：干污泥和干糞混合后堆肥發(fā)酵作為糞肥外售，無污泥處置費用；
⑤設(shè)備維修與折舊費：由于本項目運行僅半年，暫未產(chǎn)生該費用。綜上，總運行費用為10.28元/m3。
5、結(jié)論和建議
①采用“預處理+一級混凝沉淀+厭氧系統(tǒng)+SBR+A/O+MBR+二級混凝沉淀+生態(tài)塘+消毒”工藝處理繁育基地養(yǎng)殖廢水，出水水質(zhì)優(yōu)于《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的一級標準。
②原設(shè)計采用人工格柵，實際運行過程中母豬場原水中雜物較多，清理工作量較大，建議設(shè)計采用機械格柵+人工格柵組合形式。
③養(yǎng)殖廢水含固率較高，實際進水SS高于設(shè)計水質(zhì)，導致收集池選用的攪拌機功率不夠，建議設(shè)計收集池的攪拌功率≥25W/m3；調(diào)節(jié)池采用黑膜形式，沒有設(shè)置攪拌裝置，建議設(shè)計采用鋼筋混凝土形式，并設(shè)置攪拌機。
④應急池和污泥池共用1臺風機，現(xiàn)場風量很難控制，建議單獨設(shè)計曝氣風機。
⑤運行過程中發(fā)現(xiàn)TP容易超標，一級混凝初沉池表面水力負荷為1.0m³/（m²·h），現(xiàn)場處理效果不佳，建議表面水力負荷按0.5m³/（m²·h）設(shè)計。
⑥固液分離機與堆肥車間分開設(shè)置，需要二次轉(zhuǎn)動，不利于運營，建議固液分離機直接設(shè)在堆肥車間。（來源：湖南子宏生態(tài)科技股份有限公司，湖南易凈環(huán)保科技有限公司）
