申请日2012.04.23
公开(公告)日2013.01.02
IPC分类号C02F9/02; C02F103/20; C02F11/04
摘要
本实用新型设计一种畜禽养殖场污水能源化装置，属于污水处理领域。本实用新型的畜禽养殖场污水能源化装置，由污水有机质富集系统、厌氧发酵系统，污泥回流系统组成;污水有机质富集系统包括污水调节池2、吸附池3、沉淀池4;厌氧发酵系统包括发酵池7，发酵池7设置有排气口8;污泥回流系统主要包括再生池11;污水调节池、吸附池、沉淀池依次通过管道连接，发酵池设置第二管道、第三管道，第三管道连接再生池，第二管道与第五管道汇合通入第六管道，再生池通过第四管道与吸附池连接，本实用新型具有结构简单、投资和运行成本低、处理效率高等优点。
权利要求书
1.一种畜禽养殖场污水能源化装置，其特征在于：由污水有机质富集系统、厌氧发酵系统，污泥回流系统组成;
污水有机质富集系统包括污水调节池(2)、吸附池(3)、沉淀池(4);
厌氧发酵系统包括发酵池(7)，发酵池(7)设置有排气口(8);
污泥回流系统主要包括再生池(11);
污水调节池(2)、吸附池(3)、沉淀池(4)依次通过管道连接，沉淀池(4)上清液由第五管道(13)导出，下层污泥通过第一管道(5)导出至发酵池(7);发酵池(7)设置第二管道(9)、第三管道(10)，第三管道(10)连接再生池(11)，第二管道(9)与第五管道(13)汇合通入第六管道(14)，再生池(11)通过第四管道(12)与吸附池(3)连接。
说明书
一种畜禽养殖场污水能源化装置
技术领域
本发明涉及一种畜禽养殖场污水能源化装置，属于污水处理领域。
背景技术
目前，规模化猪场的数量和规模在逐年增加，已有的养殖场污水处理工艺有：厌氧- 好氧- 氧化塘工艺、水解——SBR 工艺、内循环厌氧反应器( IC工艺) 、组合式稳定塘。其中，水解——SBR 工艺是将污水经水解反应器和SBR 反应器两步程序进行净化处理，降解有机物浓度，该工艺对水中有机污染物有较好的去除效果, 但水解过程水力停留时间较长，为2. 0~ 6. 0 h。此处理工艺虽然都能够去除污染物，使养殖场污水到标排放，却忽视了畜禽养殖场污水中含有的丰富有机质并非只是污染物，也可以是我们获得能源的原料。内循环厌氧反应器( IC) 是一种高效厌氧处理工艺，IC 反应器内有上下两个UASB反应室，一个高负荷， 一个低负荷，废水经布水系统均匀进入，与反应器内的循环水混合。IC反应器实际上是由两个上下重叠的UASB反应器串联组成的，此工艺能较好的利用污水中有机质，并提高处理效率，但是IC处理猪场废水容积负荷难以提高，水力停留时间长，同时IC对SS的去除稍差, 去除率78.15 %, 主要是负荷提高后,污泥流失所致，要达到理想的处理效果还必须保证布水均匀和混合良好，工艺复杂。组合式稳定塘是一种新型厌氧——兼氧组合方式，主要用的是好氧处理工艺，占地面积大，处理周期长。
鉴此，我们提出了能充分利用污水中有机质使之化为能源的基于污泥吸附厌氧发酵技术的养殖场污水化能系统。本工艺使畜禽养殖场污水达标排放的同时实现污水中有机质的能源化利用，真正实现“变废为宝”，节能减排。
发明内容
为了能够有效利用畜禽养殖场污水中有机质，将其转化为能源，该方法充分利用活性污泥的吸附特性，在短时间实现污水中有机质的富集，再将富集有机质的活性污泥进行厌氧发酵，产生沼气，实现污水的能源化利用，同时该过程也实现污水中BOD的降解。此外，实验发现，吸附后污泥部分回流和沼渣混合，经曝气处理，再生后有较理想的吸附性能，实现了污泥与沼渣的循环利用。
本发明的畜禽养殖场污水能源化装置，由污水有机质富集系统、厌氧发酵系统，污泥回流系统组成;污水有机质富集系统包括污水调节池、吸附池、沉淀池;厌氧发酵系统包括发酵池，发酵池设置有排气口;污泥回流系统主要包括再生池;污水调节池、吸附池、沉淀池依次通过管道连接，沉淀池上清液由第五管道导出，下层污泥通过第一管道导出至发酵池;发酵池设置第二管道和第三管道，第三管道连接再生池，第二管道与第五管道汇合通入第六管道，再生池通过第四管道与吸附池连接。
污水有机质富集系统包括污水调节池2，吸附池3，沉淀池4。养殖场冲洗猪舍的废水经由管道1储存于污水调节池2，该池的设置解决了冲洗猪舍污水来水不定量、不连续及水质不均衡的问题，使流入吸附池水的流速、水质便于调节。污水调节池2中水通过泵提升入吸附池3，在吸附池3中与活性污泥充分搅拌混合均匀，在曝气的条件下，充分接触约30min后，使有机污染物为活性污泥吸附，有机污水中有机物质在污泥表面富集。泥水混合物流入沉淀池4，进行沉淀，使泥水分离。 将上层清液经管道13导出，下层污泥则从底部进入发酵池7。
厌氧发酵系统包括发酵池7等。由沉淀池导出的污泥由管道5进入发酵池7(应注意控制SS与COD的比值不大于0.5左右)，搅拌均匀，在适宜温度(35-40℃)、pH范围6.8~7.5条件下进行厌氧发酵，产生的沼气由排气口8收集后净化，作能源化利用。
污泥回流系统主要包括再生池11等，再生池11通过管道12与吸附池3连接。沉淀池污泥和发酵池沼渣，部分回流分别由管道6、10进入再生池11，进行曝气处理，活性污泥微生物进入内源呼吸期，使污泥的活性得到充分恢复。重新具有高活性的污泥回流入吸附池3。
本发明实现畜禽养殖场污水能源化利用的理论依据是：
通过厌氧发酵方式，将有机物在厌氧条件下经过微生物对有机质进行分解，其中一部分碳素物质转化为沼气。沼气发酵过程可分为四个阶段：依次为液化阶段、发酵酸化阶段、产酸阶段、产甲烷阶段。
在发酵过程中，废水中构成COD和BOD的化学物质及转化为甲烷和二氧化碳气体，降低废水中COD和BOD;同时，有机物最终的转化产物沼气中富含具有高热值的甲烷气体，实现生物质能的回收。
沼气技术虽然既能实现污水的净化又能回收生物质能，是一种节能环保的新能源技术，但是在养殖场污水的处理中，由于有机物浓度较低，不利于厌氧发酵的高效进行。因此，本工艺采用活性污泥先吸附污水中有机物。原理如下：
活性污泥表面积大，表面富集着大量微生物，在其外部覆盖着多糖类的粘质层，具有高吸附特性，因而实现污水有机质的富集。这一过程能够在30min内完成，污水BOD的去除率可达70%。这样既减小了厌氧发酵反应器的体积又提高了发酵的效率，根本上解决了直接排出的污水有机质浓度相对较低，直接用于厌氧发酵效 果差的问题。
本实用新型具有结构简单、投资和运行成本低、处理效率高等优点。