■ 丁海軍 張皓文 河南力歐環(huán)境優(yōu)化集團(tuán)

奶牛場的廢水主要由糞便水、沖洗水等組成，具有濃度高、懸浮物高等特點，如不處理將對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此必須對廢水進(jìn)行綜合治理。本文提出以下污水治理工程技術(shù)實施方案。

1 概述

每頭奶牛產(chǎn)生廢水150L，按5000頭奶牛計算，該奶牛養(yǎng)殖場日處理污水量為750噸。根據(jù)奶牛養(yǎng)殖場提供的廢水水質(zhì)水量報告，確定污水的水質(zhì)指標(biāo)為：COD 20000mg/L，SS 10000mg/L。奶牛場負(fù)責(zé)人設(shè)定的處理目標(biāo)為COD≤300mg/L。由于奶牛場的廢水有機(jī)物濃度高，無毒，其可生化性BOD5/COD大于0.45，屬高濃度可生化有機(jī)廢水，故應(yīng)采用以生物處理為主的廢水治理工藝。考慮到廢水COD=20000mg/L，SS=10000mg/L，為了減少處理系統(tǒng)能耗和占地，采用河南力歐環(huán)境優(yōu)化集團(tuán)在現(xiàn)有先進(jìn)成熟的厭氧、好氧生物處理工藝基礎(chǔ)上開發(fā)出來的UASB＋CASS處理工藝。技術(shù)方案包括污水處理廠內(nèi)治理工藝、土建工程、管道工程、設(shè)備及安裝工程、電氣工程、自控工程、廠內(nèi)給水排水工程及消防。其中，污水及給水進(jìn)口從污水處理廠界區(qū)邊線開始計算，動力線從污水處理廠配電柜進(jìn)線開始，排水至污水處理廠界區(qū)止。設(shè)計原則是：采用技術(shù)先進(jìn)，運行可靠，操作管理簡單的工藝，使先進(jìn)性與可靠性有機(jī)地結(jié)合起來；利用高效節(jié)能的治理工藝，極大地降低工程運行費用；采用成熟的先進(jìn)技術(shù)工藝，有效控制工藝造價；除考慮去除有機(jī)物外，同時考慮N、P的去除；強(qiáng)化除臭和噪音防治措施，避免二次污染；加強(qiáng)消防設(shè)施，減少隱患。

2 處理工藝

UASB＋CASS工藝是由高效UASB及CASS組成的，其功能分別如下。

2.1 UASB系統(tǒng)

高效UASB的有機(jī)負(fù)荷高，COD去除率高；布水面小，容易做到布水均勻，能保證微生物與基質(zhì)的充分接觸；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；容積產(chǎn)氣率高，能耗很低；整個系統(tǒng)完全自控，設(shè)置全自動防酸化保護(hù)系統(tǒng)，不會出現(xiàn)酸化現(xiàn)象；系統(tǒng)占地小，為其它厭氧系統(tǒng)的40%左右。

2.2 CASS系統(tǒng)

CASS系統(tǒng)的運行穩(wěn)定，處理效果好，管理簡單；由于采用靜止沉淀，出水水質(zhì)比其它處理方式更好；好氧微生物富集簡單，系統(tǒng)啟動容易；除對有機(jī)物有很好的作用外，對N、P的去除率也較高；氧的利用率高，能耗較其它處理低15%左右；完全自動控制，管理容易；不易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象。

3 工藝流程

3.1 水處理區(qū)

3.2 泥處理區(qū)

來自一沉、CASS污泥→帶式壓濾機(jī) →污泥外運。

4 處理工藝參數(shù)及說明

4.1 機(jī)械轉(zhuǎn)篩

轉(zhuǎn)篩作為污水處理中的預(yù)處理方法，應(yīng)用廣泛。采用轉(zhuǎn)篩可以有效去除奶牛養(yǎng)殖場污水中的牛毛、牛糞等較大的懸浮物，保護(hù)后續(xù)處理的穩(wěn)定運行，提升泵的正常運轉(zhuǎn)。設(shè)計采用轉(zhuǎn)篩2臺，寬500mm，一用一備。

4.2 一沉池

由于奶牛養(yǎng)殖場廢水中含有大量的懸浮物，因此需要通過沉淀加以去除。以保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行。設(shè)計采用平流式沉淀池一座，鋼混結(jié)構(gòu)，水力停留時間4.0h，尺寸為（17.0×3.0×3.0）m。

4.3 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池的作用是調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)水量，從而避免對后續(xù)生物處理造成較大的負(fù)荷變化，避免生物處理的正常運行受到影響。設(shè)計采用調(diào)節(jié)池一座，有效池容476m3，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為（17.0×7.0×4.5）m。采用污水泵2臺，1用1備。流量40m3/h，揚(yáng)程15m。

4.4 高效UASB反應(yīng)器

厭氧系統(tǒng)采用中溫，蒸汽加熱，設(shè)計有機(jī)負(fù)荷為6.0kgCOD/m3·天。通過該處理工段可去除廢水中85%以上的有機(jī)物，同時所降解的有機(jī)物在厭氧細(xì)菌（產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷菌）的作用下轉(zhuǎn)化為沼氣，沼氣中CH4含量在65%左右。沼氣通過集氣罩收集,不會對周圍環(huán)境帶來氣味，沼氣通過水封后經(jīng)燃燒鍋爐再處理。高效UASB反應(yīng)器有效容積為1500m3，尺寸為（20.0×10.0×8.5）m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有機(jī)負(fù)荷6.0kgCOD/m3·天，水力停留時間48h。

4.5 厭沉池

厭沉池可以去除厭氧出水中所帶的懸浮物，減輕后續(xù)好氧處理的負(fù)荷。設(shè)計采用平流式沉淀池一座，鋼混結(jié)構(gòu)，水力停留時間4.0h，尺寸為（20.0×2.5×3.0）m。

4.6 CASS好氧段

CASS工藝是“采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水、周期排水、污泥回流、延時曝氣好氧活性污泥工藝”的簡稱，是目前國際上較為先進(jìn)的生物處理工藝，其流程簡單，運行管理方便，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果良好。CASS在傳統(tǒng)間歇進(jìn)水的SBR工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，在運行時仍舊保證在同一池中周期進(jìn)行反應(yīng)、沉淀、排水及空載4個工序，但又避免了間歇進(jìn)水對前、后處理裝置的要求，故CASS反應(yīng)池不需專設(shè)二沉池，從而減少占地，降低造價。同時可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量自動調(diào)整運行周期，以利于降低運行費用。內(nèi)部污泥回流可保證系統(tǒng)內(nèi)有充足的微生物，使系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

圖1 CASS好氧反應(yīng)池在好氧運行時，有大量的硝化菌進(jìn)行硝化作用的反應(yīng)式

CASS反應(yīng)池采用離心鼓風(fēng)機(jī)和微孔曝氣頭相結(jié)合的方式進(jìn)行充氧，具有氧利用率高，鼓風(fēng)機(jī)消耗功率低等特點。由于系統(tǒng)自控采用PLC可編程控制器來實現(xiàn)，使得系統(tǒng)在調(diào)試階段可以較容易地對運行周期進(jìn)行變化和控制，使CASS反應(yīng)器的實際運行方式更接近實際需要。本方案設(shè)計CASS反應(yīng)池1座，尺寸為（48.0×7.0×5.5）m，鋼混結(jié)構(gòu)。內(nèi)設(shè)水下攪拌器2臺。曝氣采用鼓風(fēng)微孔曝氣，微孔曝氣頭672個，鼓風(fēng)機(jī)2臺，周期為12h，潷水率為25%。

CASS好氧反應(yīng)池在好氧運行時，有大量的硝化菌進(jìn)行硝化作用，反應(yīng)式為如圖1所示。

而在缺氧運行時，污泥中的兼性反硝化菌則進(jìn)行反硝化反應(yīng)，反應(yīng)式為：

硝化及反硝化使整個系統(tǒng)具有較高的脫氮效果。

傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法可通過生物體合成去除污水中20%～25%的磷。某些細(xì)菌交替地處于厭氧條件和好氧條件時，它們能在厭氧條件下吸收低分子的有機(jī)物（如脂肪酸），同時將細(xì)胞原生質(zhì)中聚合磷酸鹽異染粒的磷釋放出來，提供主要的能量，在隨后的好氧條件下，能氧化有機(jī)物并提供能量，同時從廢水中吸收超過其生長所需的磷并以聚磷酸鹽的形式貯存起來。由于系統(tǒng)必須經(jīng)常排放剩余污泥，被細(xì)菌過量攝取的磷也將隨之排出系統(tǒng)，因而可獲得相當(dāng)好的脫磷效果。

4.7 綜合操作間

為保證污水處理裝置的穩(wěn)定運行，設(shè)置綜合操作間一座，包括污泥脫水間，水泵房，鼓風(fēng)機(jī)房。