廣西某水牛研究所養殖場(chǎng)水牛存欄量約為850頭，日產(chǎn)牛尿及沖洗廢水約50m3。養殖場(chǎng)內原有一套環(huán)保處理設施，但由于設施過(guò)于陳舊且無(wú)人管理，管路淤塞嚴重，設施處于癱瘓狀態(tài)，無(wú)法將養殖場(chǎng)廢水處理達標排放。為解決長(cháng)期環(huán)保壓力的問(wèn)題，本技改項目參照微生物降解技術(shù)的相關(guān)指標，對水牛養殖場(chǎng)原有環(huán)保設施重新進(jìn)行升級改造，形成“固液分離+預處理+二級厭氧+好氧曝氣+微生物復合水體修復”相結合新型處理模式。新構建了牛場(chǎng)污水治理系統和相關(guān)的配套設施，為微生物污水處理技術(shù)提供最佳環(huán)境。將沼氣工程技術(shù)改造的目標從“能源回收”轉化為“環(huán)境保護”，不僅解決了該研究所在水牛良種培育過(guò)程中環(huán)保壓力的問(wèn)題，還為規?；B牛場(chǎng)的生態(tài)養殖轉型提供經(jīng)驗和借鑒。

　　1、項目概況

　　1.1 廢水水質(zhì)

　　經(jīng)過(guò)對水牛養殖場(chǎng)廢水長(cháng)期跟蹤檢測，水質(zhì)污染物指標如表1所示。

　　1.2 技改思路

　　(1)由于廢水中含有大量難溶固體懸浮物，其中包括牛糞、樹(shù)葉、草渣等，簡(jiǎn)易的格柵難以有效攔截，很容易造成輸水管路和污水泵的淤堵，故新建一座預處理池及配套格柵、泵等設施，另外投加微生物通過(guò)微生物絮凝使得渣水分離，干濕分離機分離出的渣可作為固體有機肥運到周邊牧草地進(jìn)行消納。

　　(2)重新培養馴化活性好的厭氧菌，投加到厭氧系統(CSTR一級厭氧、USR二級厭氧)。在此單元完成大部分污染物的分解代謝。

　　(3)另外利用原有水塘建立好氧曝氣+多級復合人工濕地，通過(guò)微生物降解、水生動(dòng)物代謝及水生植物吸收有機污染物(有機質(zhì)、氨氮及磷)，從而保證各類(lèi)污染物達標排放。

　　(4)由于周邊種植大量的牧草，通過(guò)厭氧發(fā)酵轉化為適合牧草吸收利用的水肥，使之無(wú)臭、不燒苗、不會(huì )造成地下水污染。

　　1.3 工藝流程

　　項目采用固液分離+預處理+二級厭氧+好氧曝氣+微生物復合水體修復組合工藝，其工藝流程圖如圖1所示。工藝流程為:牛場(chǎng)的污水經(jīng)格柵截住大塊懸浮固體、漂浮物等雜質(zhì)后進(jìn)入預處理池，料液在預處理池內通過(guò)投加微生物菌劑，利用微生物絮凝作用減量，減少糞便臭味。后泵入全混合厭氧反應器(CSTR)進(jìn)行一級厭氧發(fā)酵，后再進(jìn)入升流式固體厭氧反應器(USR)進(jìn)行二級厭氧反應。經(jīng)厭氧發(fā)酵后的污水從罐頂部流出進(jìn)入沉降池，厭氧出水在沉降池進(jìn)行泥水分離，沉降后污泥排至污泥池，上清液可作為液態(tài)有機肥灌溉牧草，另一部分泵入好氧曝氣及多級復合人工濕地，投加微生物和魚(yú)類(lèi)及種植水生植物，形成一個(gè)完整生態(tài)鏈，將污染物進(jìn)一步分解代謝，確保出水達標排放。沼氣經(jīng)脫硫后進(jìn)入貯氣柜貯存，最后沼氣采用60kW純沼氣發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電，電力可用于養殖場(chǎng)的生產(chǎn)用電。

　　1.4 工程設計

　　該技改工程總投資80多萬(wàn)元，新增一座預處理池有效容積500m3，修繕厭氧系統單元以及改造利用水塘作為多級復合人工濕地。主要包括預處理系統、厭氧系統、好氧曝氣系統、多級水體復合修復系統、沼氣凈化及利用系統五個(gè)部分。

　　本項目的主要構筑物及附屬設備情況見(jiàn)表2、表3。

　　2、工程調試及運行結果

　　2.1 工程調試

　　本技改工程項目自2016年9月完工后，進(jìn)入工程調試階段。厭氧調試利用先建的500m3預處理池進(jìn)行菌種的富集工作，取發(fā)酵正常的沼氣池污泥100t加入先建預處理池，定期加一定量廢水產(chǎn)生較多的小細白色氣泡或污水經(jīng)常上下翻動(dòng)且pH值正常，再根據需要每天加入養殖場(chǎng)的廢水。當厭氧菌已培養了近2個(gè)月，將富集的厭氧菌直接泵入厭氧裝置進(jìn)入正常調試。污水進(jìn)水濃度由低到高，從產(chǎn)氣量和甲烷含量以及出水pH值進(jìn)行簡(jiǎn)單判斷，如產(chǎn)氣正常，甲烷含量在48%以上，pH值在7左右，說(shuō)明就可以加大進(jìn)水，經(jīng)20d后，基本達到滿(mǎn)負荷狀態(tài)并每天攪拌2次，從外觀(guān)和pH值進(jìn)行判斷，當產(chǎn)沼氣的甲烷成分大于50%以上時(shí)，表明產(chǎn)甲烷菌逐漸增多，調試已成功。

　　好氧池接種污泥，取其他污水處理設施的曝氣池的混合液，放入預處理池內，用泵抽入池內，使混合液在池內反復循環(huán)，這時(shí)候微生物慢慢繁殖生長(cháng)，然后，開(kāi)始逐步加入厭氧出水進(jìn)行馴化，隨著(zhù)活性污泥增長(cháng)而提高進(jìn)水比例，經(jīng)過(guò)1個(gè)多月，設施基本運行正常。

　　多級微生物復合水塘調試的重點(diǎn)是培養修復水體環(huán)境的微生物益生菌，傳統的水體生境處理往往只是注重從植物到各級動(dòng)物之間建立的食物生態(tài)鏈系統或單一的水生植物系統，這種系統存在著(zhù)季節性死亡、生態(tài)幅窄、自穩定性差等問(wèn)題，實(shí)際應用效果不理想。調試過(guò)程中投加一定量的液態(tài)益生菌(富含乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、放線(xiàn)菌、硝化細菌、亞硝化細菌、光合菌等)，這些菌種由母種及培養基配制而成。經(jīng)過(guò)近90天的調試，整個(gè)系統達到滿(mǎn)負荷運行。

　　2.2 工藝運行情況

　　該系統于2016年9月初開(kāi)始調試，在三個(gè)多月調試中，原水經(jīng)過(guò)各級處理，尤其是微生物在各個(gè)單元發(fā)揮分解代謝，對COD、氨氮的去除效果顯著(zhù)。

　　在三個(gè)多月的調試過(guò)程中，污水中主要污染物COD、氨氮濃度變化見(jiàn)圖2、3。

　　由圖2可知，原水COD濃度在3500～5000mg/L，預處理池出水COD在3300～4000mg/L，厭氧出水濃度在1000mg/L以下，經(jīng)過(guò)好氧曝氣與多級微生物復合水塘處理后出水COD濃度均在200mg/L以下，最低可降至85mg/L。從以上運行結果可知，二級厭氧發(fā)酵可以有效降解污水中有機物，可降解污水中約75%的COD，這是因為厭氧菌對營(yíng)養需求低，可降解的有機物分子數量多，且可以判定一個(gè)分布合理的微生物群體已經(jīng)在厭氧系統形成。

　　由圖3可知，原水的氨氮維持在500～700mg/L，厭氧出水的氨氮在400～600mg/L，好氧出水的氨氮到第60運行日才可降至80mg/L以下。說(shuō)明在好氧曝氣池與多級微生物復合水塘投加的菌種中硝化細菌、亞硝化細菌等通過(guò)氨化-硝化-反硝化作用將氨氮轉化為氮氣而逸入大氣。另外，水生植物也可吸收一部分的氨氮，水生動(dòng)物可利用水生植物作為營(yíng)養，最后通過(guò)捕撈水生動(dòng)物、收割水生植物，污染物最后以資源化水產(chǎn)品方式轉移出去。

　　2017年3月，對進(jìn)出水樣進(jìn)行送檢，結果見(jiàn)表4。

　　由表4可看出，本項目經(jīng)過(guò)技術(shù)改造后，出水的各項水質(zhì)指標優(yōu)于《畜禽養殖業(yè)污染物排放標準》GB18596-2001標準，最終實(shí)現污水達標排放。

　　2.3 結果分析與討論

　　從監測結果看出：采用“干濕分離+污水厭氧+好氧處理+深度處理”相結合的糞污處理模式能實(shí)現廢水達標排放，但還需注意以下幾點(diǎn)：

　　(1)對處理任何一種糞污，如果需要達標排放，最好先進(jìn)行固液前分離，分離出難降解的固體物質(zhì)。另外本項目還在預處理池投加微生物，通過(guò)絮凝作用將糞污的大顆粒進(jìn)行固定化，不僅大大降低SS，還減少固形物釋放出可溶解性COD，減輕后續處理難度。

　　(2)本項目處理對象是牛場(chǎng)的糞污，糞便中最難降解的纖維素是木質(zhì)素，所以在接種菌種時(shí)引入分解木質(zhì)素能力強的粉狀的側孢菌等。

　　(3)由于厭氧微生物本身繁殖緩慢，而且牛場(chǎng)排放的糞污含有木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、多糖類(lèi)物質(zhì)微生物可分解的大分子有機物，所以應適當延長(cháng)料液在厭氧消化期內的水力停留時(shí)間，才能達到設計處理效果。

　　(4)經(jīng)過(guò)多年的調試經(jīng)驗，溫度的影響對厭氧微生物的繁殖及生長(cháng)有重大的影響，所以在厭氧系統調試過(guò)程中一定要將料液的溫度提高至所選擇的中溫發(fā)酵溫度(35℃)才能有效保證其處理效率。

　　(5)氨氮、磷等富營(yíng)養性污染物通過(guò)好氧曝氣與多級復合微生物系統去除，在進(jìn)行維護過(guò)程中，每三個(gè)月需補充一定量的微生物來(lái)維持整個(gè)系統平衡。

　　3、結論

　　該水牛養殖場(chǎng)廢水處理項目在原來(lái)沼氣工程的基礎上進(jìn)行技術(shù)改造，很好地解決了畜禽糞污所造成的污染，處理過(guò)程產(chǎn)生的有機肥也可直接灌溉牧草，實(shí)現了廢物資源化、減量化的目的。尤其是在預處理及深度處理單元引入復合微生物水體修復技術(shù)，屬于一種環(huán)境友好型處理技術(shù)，大大降低基建投入及降低運行成本，也為解決養殖場(chǎng)原有設施不能滿(mǎn)足行業(yè)現有廢水標準提供新的選擇。(來(lái)源：廣西天安德環(huán)工程咨詢(xún)有限公司，南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院)