一种高浓度畜禽养殖废水处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高浓度畜禽养殖废水处理方法。采用PABR反应器进行反硝化产甲烷处理，主要去除畜禽废水中的有机质和回流液的硝酸盐氮；再采用MSBR反应池进行短程硝化脱氮处理。本发明专利技术利用PABR反硝化产甲烷耦合MSBR短程硝化反硝化处理高浓度畜禽养殖废水，可使不同微生物种群在PABR和MSBR反应器中更好地发挥各自的功能，可以实现畜禽养殖废水的有机质、氨氮和硝酸盐氮的高效去除。

A Treatment Method of Wastewater from Livestock and Poultry Breeding with High Concentration

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度畜禽养殖废水处理方法
本专利技术属于废水生物处理
，涉及一种利用PABR(PeriodicAnaerobicBaffledReactor)反应器进行反硝化产甲烷耦合MSBR(ModifiedSequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)短程硝化反硝化处理畜禽养殖废水处理工艺，可实现畜禽粪废水COD、氨氮、NOx-N的同步高效去除。
技术介绍
随着我国人民生活水平提高和经济发展及农业结构调整，集约化、规模化畜禽养殖已经逐步替代传统散养型、小规模畜禽养殖，规模化养殖数量快速增长，在保证畜产品稳定供给的同时，畜禽粪污带来的环境问题也越来越突出，畜禽养殖业已成为我国农业污染源之首。如何有效的控制畜禽粪水污染已成为制约畜禽养殖业发展的首要问题。然而，畜禽养殖废水具有高有机质、高氨氮等特点，常规厌氧-好氧联合工艺往往存在后续C/N比例失衡、后续反硝化能力不足、脱氮效果不太理想等问题，且对于同时高效脱氮除碳工艺的研究报道较少。因此，开发高效经济的畜禽养殖废弃物废水处理技术具有重要的理论与实践意义。现有技术CN201110129177.8：提供了一种畜禽粪废水处理方法(CSTR-MSBR)，专利特点是采用CSTR进行同时产甲烷反硝化，MSBR短程硝化反硝化，但传统CSTR进行产甲烷反硝化于同一个反应器中，菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌影响极大，很容易抑制产甲烷菌的生产，造成反应器产气失衡。为保持反应器正常运行，常常保持较低的亚硝氮负荷，造成出水亚硝氮含量较高、脱氮效果不甚理想。CN201510103781.1：提供了一种处理畜禽养殖废水的PABR-MABR耦合技术方法和设备中处理的对象虽然为畜禽养殖废水但浓度偏低进水COD只有2000-5000mg/L，该专利在一个反应器中进厌氧和膜好氧推流处理，采用常规“厌氧+好氧”处理模式对COD、氨氮有一定的去除效果，但因NH4+-N被氧化为NO3--N的脱氮过程中氧动力消耗较大反硝化过程需要外加碳源，增加投资费用，不适合高浓度畜禽养殖废水，高浓度废水很容易对膜进行阻塞。
技术实现思路
针对上述现有技术不足，本专利技术是要解决现有畜禽养殖废水处理技术存在后续C/N比例失衡、好氧后处理反硝化能力不足、脱氮效果不太理想等问题，提供一种PABR产甲烷反硝化耦合MSBR短程硝化反硝化双重脱氮除碳的方法处理畜禽养殖废水。生物处理有机质过程中主要包括好氧技术、厌氧技术，但如果直接应用好氧技术处理畜禽粪水存在能耗需求大、污泥产量多，后续处理费用昂贵等问题，但对于畜禽粪水适合应用厌氧处理技术对有机质进行去除，既可节省能耗，减少后续处理费用，又可回收甲烷能源。因此根据厌氧技术、好氧技术优势特点，提出应用厌氧-好氧联合技术处理高氮有机粪水，但是如果直接应用传统厌氧-好氧技术处理畜禽粪水会存在好氧后处理过程碳源不足的问题。本专利技术针对此问题提出利用MSBR反应器进行亚硝氮途径脱氮，即将硝化反应控制在“NO2--N”阶段，以此为电子受体发生反硝化。含硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的MSBR短程硝化回流液进入前端的PABR厌氧反应池进行反硝化产甲烷，这样既可以减少后续除氮的压力和反硝化碳源不足的难题，同时短程硝化回流液进入PABR进行反硝化反应，其产生的大量碱度可有效防止反应器发生酸化，在处理高COD、高氨氮以及低碳氮比畜禽粪水时表现出明显的技术和经济优势。基于此考虑，本专利技术应用PABR产甲烷反硝化-MSBR短程硝化反硝化新技术处理畜禽粪水有机质和氮素。针对畜禽粪水特点，PABR产甲烷反硝化-MSBR短程硝化反硝化处理畜禽粪水实现了反硝化产甲烷于一体、短程硝化的硝化液回流提供碱度克服传统厌氧好氧联合处理工艺后期碱度不足，且反硝化产生的碱度还可防止厌氧产甲烷反应器出现酸化。该方法在厌氧反应器(PABR)和好氧反应器(MSBR)中分别实现了亚硝氮途径脱氮，不仅可使不同反应器中不同微生物菌种进行了更合理的分配，特别是避免了传统反硝化产甲烷工艺中反硝化菌对厌氧产甲烷菌的直接毒害作用，充分发挥不同菌种的作用。同时大大节省了碳源和曝气供氧量，能耗更低，并可缩短反应时间和减少污泥量。本专利技术采用了如下的技术方案：一种高浓度畜禽养殖废水处理方法，所述的方法采用进水调节池、PABR反应器、竖流式沉淀池和MSBR反应器实施；所述的处理方法，包括如下步骤：1)将高浓度畜禽养殖废水经1mm格栅过滤后，通过提升泵提升至进水调节池，进水调节池用于保证畜禽废水进水水质的稳定性；2)废水经进水调节池进入PABR反应器依次进行反硝化和产甲烷；所述PABR反应器为圆柱型折流式厌氧反应器，由A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，各部分作用如下：A池：预先接种SBR池短程硝化反硝化污泥，主要在PABR池中进行快速反硝化脱氮，作用一，对硝化液回流水进行反硝化脱氮，大大提高系统氮去除效率，在脱氮过程中并产生碱度，提升反应器初始pH，防止反应器酸化；作用二，避免与后续厌氧菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌的毒害和抑制；B、C、D池：预先接种已驯化成熟厌氧发酵池污泥，主要是厌氧发酵微生物，依次对畜禽养殖废水进行水解、酸化和产甲烷。B-D池：进行推流式厌氧发酵产甲烷，将厌氧发酵的各阶段微生物进行推流式分布，使不同微生物活性能够充分的发挥；同时将反硝化菌、水解酸化菌和产甲烷菌进行推流式阶梯型分布，可有效的避免反硝化菌对产甲烷菌毒害作用，大大提高反应效率，可以避免后端好氧池回流液中的NO2--N对前端PABR反应池内的毒害和冲击，同时将反硝化细菌、酸化细菌和产甲烷菌进行了更合理的分配；更加充分发挥不同菌种的作用；所述的PABR反应器上端侧面设置进水口，PABR反应器D池下端设置排泥口，下端排泥口采用带泵机的管道连接到PABR反应器A池上端的废水进口处，PABR反应器D号池上端溢流出口连接到竖流式沉淀池；3)PABR反应器内反应结束后，出水经过竖流式沉淀池沉淀后，通过计量泵按照1:1比例分别溢流进入MSBR反应池中，所述MSBR反应器为五池型MSBR反应器，包括厌氧池、缺氧池、主曝气池和两个SBR池；主曝气池和SBR池内设曝气装置；ABR反应器的溢流进入缺氧池和厌氧池，各部分作用如下：厌氧池：进行厌氧释磷，以便后续主曝气池的短程硝化的进行；缺氧池：进行反硝化，同时产生碱度，有利于主曝气池和SBR反应池的氨氮的降解；主曝气池：连续曝气，通过低溶解氧控制、适宜的温度和周期性排泥，以便达到快速富集氨氧化细菌AOB，不断淘洗亚硝酸氧化菌NOB，为后续短程硝化脱氮提供有利条件；两个SBR池作用：二次短程硝化，彻底降解氨氮，同时进行反硝化脱氮，交替排水；SBR池出水内循环混合液回流至前端缺氧池，内循环回流比为150％；MSBR反应池出水处设置回流管连接至PABR反应器废水进口处进行二次反硝化脱氮和提高进水碱度，回流比为100％。所述的步骤2)中，在进入PABR反应器时，控制COD进水负荷2.0-4.5g·L-1，控制NO2-N进水负荷在0.20-0.45g·L-1；保持PABR反应器内的pH为7.0-8.2，温度为35±1℃，COD/NO2-N不大于1/10；PABR反应器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓度畜禽养殖废水处理方法，其特征在于，所述的方法采用进水调节池、PABR反应器、竖流式沉淀池和MSBR反应器实施；所述的处理方法，包括如下步骤：1)将高浓度畜禽养殖废水经1mm格栅过滤后，通过提升泵提升至进水调节池，进水调节池用于保证畜禽废水进水水质的稳定性；2)废水经进水调节池进入PABR反应器依次进行反硝化和产甲烷；所述PABR反应器为圆柱型折流式厌氧反应器，由A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，各部分作用如下：A池：预先接种SBR池短程硝化反硝化污泥，主要在PABR池中进行快速反硝化脱氮，作用一，对硝化液回流水进行反硝化脱氮，大大提高系统氮去除效率，在脱氮过程中并产生碱度，提升反应器初始pH，防止反应器酸化；作用二，避免与后续厌氧菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌的毒害和抑制；B、C、D池：预先接种已驯化成熟厌氧发酵池污泥，主要是厌氧发酵微生物，依次对畜禽养殖废水进行水解、酸化和产甲烷。B‑D池：进行推流式厌氧发酵产甲烷，将厌氧发酵的各阶段微生物进行推流式分布，使不同微生物活性能够充分的发挥；同时将反硝化菌、水解酸化菌和产甲烷菌进行推流式阶梯型分布，可有效的避免反硝化菌对产甲烷菌毒害作用，大大提高反应效率。所述的PABR反应器上端侧面设置进水口，PABR反应器D池下端设置排泥口，下端排泥口采用带泵机的管道连接到PABR反应器A池上端的废水进口处，PABR反应器D号池上端溢流出口连接到竖流式沉淀池；3)PABR反应器内反应结束后，出水经过竖流式沉淀池沉淀后，通过计量泵按照1:1比例分别溢流进入MSBR反应池中，所述MSBR反应器为五池型MSBR反应器，包括厌氧池、缺氧池、主曝气池和两个SBR池；主曝气池和SBR池内设曝气装置；PABR反应器的溢流进入缺氧池和厌氧池，各部分作用如下：厌氧池：进行厌氧释磷，以便后续主曝气池的短程硝化的进行；缺氧池：进行反硝化，同时产生碱度，有利于主曝气池和SBR反应池的氨氮的降解；主曝气池：连续曝气，通过低溶解氧控制、适宜的温度和周期性排泥，以便达到快速富集氨氧化细菌AOB，不断淘洗亚硝酸盐氧化菌NOB，为后续短程硝化途径脱氮提供有利条件；两个SBR池作用：二次短程硝化，彻底降解氨氮，同时进行反硝化脱氮，交替排水；SBR池出水内循环混合液回流至前端缺氧池，内循环回流比为150％；MSBR反应池出水处设置回流管连接至PABR反应器废水进口处进行二次反硝化脱氮和提高进水碱度，回流比为100％。...

【技术特征摘要】
1.一种高浓度畜禽养殖废水处理方法，其特征在于，所述的方法采用进水调节池、PABR反应器、竖流式沉淀池和MSBR反应器实施；所述的处理方法，包括如下步骤：1)将高浓度畜禽养殖废水经1mm格栅过滤后，通过提升泵提升至进水调节池，进水调节池用于保证畜禽废水进水水质的稳定性；2)废水经进水调节池进入PABR反应器依次进行反硝化和产甲烷；所述PABR反应器为圆柱型折流式厌氧反应器，由A、B、C、D四部分组成，每部分内设折流挡板，各部分作用如下：A池：预先接种SBR池短程硝化反硝化污泥，主要在PABR池中进行快速反硝化脱氮，作用一，对硝化液回流水进行反硝化脱氮，大大提高系统氮去除效率，在脱氮过程中并产生碱度，提升反应器初始pH，防止反应器酸化；作用二，避免与后续厌氧菌种之间存在竞争和毒害作用，特别是亚硝氮盐对产甲烷菌的毒害和抑制；B、C、D池：预先接种已驯化成熟厌氧发酵池污泥，主要是厌氧发酵微生物，依次对畜禽养殖废水进行水解、酸化和产甲烷。B-D池：进行推流式厌氧发酵产甲烷，将厌氧发酵的各阶段微生物进行推流式分布，使不同微生物活性能够充分的发挥；同时将反硝化菌、水解酸化菌和产甲烷菌进行推流式阶梯型分布，可有效的避免反硝化菌对产甲烷菌毒害作用，大大提高反应效率。所述的PABR反应器上端侧面设置进水口，PABR反应器D池下端设置排泥口，下端排泥口采用带泵机的管道连接到PABR反应器A池上端的废水进口处，PABR反应器D号池上端溢流出口连接到竖流式沉淀池；3)PABR反应器内反应结束后，出水经过竖流式沉淀池沉淀后，通过计量泵按照1:1比例分别溢流进入MSBR反应池中，所述MSBR反应器为五池型MSBR反应器，包括厌氧池、缺氧池、主...

【专利技术属性】
技术研发人员：何清明，陈海龙，王豪，高新星，燕宇，
申请(专利权)人：泰州学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32