工程概況及工藝流程
廣東梅州某省重點(diǎn)生豬養(yǎng)殖場(chǎng)地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，目前生豬養(yǎng)殖規(guī)模為1萬(wàn)頭，養(yǎng)豬場(chǎng)廢水（豬糞水和豬欄沖洗水）集中排放，其排放水量為100m3/d。針對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)廢水有機(jī)物、氨氮濃度高，水質(zhì)波動(dòng)范圍大，水力沖擊負(fù)荷強(qiáng)等水質(zhì)特點(diǎn)，并結(jié)合養(yǎng)豬場(chǎng)周邊實(shí)際地形和可用地情況，確定采用EGSB（顆粒膨脹污泥床）—A/O—MBR工藝處理，最終出水水質(zhì)可達(dá)廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《禽畜養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（B44/613—2009）。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
本工程主體上采用厭氧結(jié)合好氧的處理方式，見(jiàn)圖1，養(yǎng)豬廢水集中收集進(jìn)入篩網(wǎng)池去除雜質(zhì)及大顆粒廢渣后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，利用燃燒沼氣將廢水加熱至35℃，為后續(xù)處理創(chuàng)造合適的進(jìn)水條件；經(jīng)預(yù)處理后的廢水進(jìn)入EGSB反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)部顆粒污泥床處于部分或全部膨脹化狀態(tài)，采用出水回流技術(shù)，反應(yīng)器內(nèi)液體具有較高的上升流速，且出水回流可稀釋硫酸鹽及其他有毒有害物質(zhì)的濃度，廢水與微生物之間可充分接觸，能承受較大的有機(jī)負(fù)荷，有效避免反應(yīng)器內(nèi)死角和短流的產(chǎn)生，對(duì)于養(yǎng)豬場(chǎng)廢水具有容積負(fù)荷高、處理效率高等特點(diǎn)。EGSB內(nèi)廢水中的蛋白質(zhì)等大分子有機(jī)物質(zhì)在厭氧菌的作用下首先分解成小分子物質(zhì)，然后小分子物質(zhì)通過(guò)甲烷菌的作用降解成CH4等物質(zhì)；EGSB出水依次進(jìn)入缺氧池和好氧池，進(jìn)一步降解有機(jī)物。然后廢水進(jìn)入MBR池進(jìn)行深度處理。MBR池出水進(jìn)入消毒池，部分污泥回流至缺氧池，經(jīng)投加二氧化氯消毒后重力流至清水池排放。系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)濃縮、干化后外運(yùn)堆肥。污泥濃縮池濾液及上清液回流至調(diào)節(jié)池。
2主要處理構(gòu)筑物及其設(shè)備參數(shù)
（1）篩網(wǎng)池。尺寸為長(zhǎng)6m×寬3m×高0．7m，有效容積9m3，地下式磚砌結(jié)構(gòu)，HRT2h。設(shè)置100目不銹鋼篩網(wǎng)1組。
（2）調(diào)節(jié)池。尺寸為長(zhǎng)8．5m×寬5m×高3m，有效容積106m3，地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，HRT24h。
（3）EGSB。尺寸為￠3m×H12m，總?cè)莘e84m3，地上鋼結(jié)構(gòu)，HRT17h，COD容積負(fù)荷5kg/（m3·d）。EGSB主要包括布水系統(tǒng)、三相分離器、循環(huán)系統(tǒng)、氣水分離系統(tǒng)以及泥水分離器。
（4）缺氧池。尺寸為長(zhǎng)4m×寬1m×高4．5m，有效容積16m3，地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，HRT3h。
（5）好氧池。尺寸為長(zhǎng)5m×寬4m×高4．5m，有效容積80m3，地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，HRT18h。設(shè)曝氣系統(tǒng)1套，￠150組合填料60m3。
（6）MBR池。尺寸為長(zhǎng)4m×寬3m×高4m，地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，HRT7h。設(shè)平板式MBR膜處理裝置1套，處理量為4．2m3/h；出水抽吸泵2臺(tái)，污泥泵2臺(tái)，1用1備，單泵Q=5m3/h，H=10m，N=0．75kW。
（7）消毒池。尺寸為長(zhǎng)2m×寬1．5m×高4m。半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，HRT2h。設(shè)二氧化氯發(fā)生器1臺(tái)，產(chǎn)氯量100g/h，N=1kW。
3工藝調(diào)試運(yùn)行
整個(gè)工程調(diào)試的關(guān)鍵在于EGSB和MBR池的啟動(dòng)運(yùn)行效果，因此這兩個(gè)反應(yīng)器的啟動(dòng)調(diào)試尤為關(guān)鍵。
3．1EGSB調(diào)試啟動(dòng)
EGSB調(diào)試啟動(dòng)過(guò)程可分為接種污泥、污泥馴化、負(fù)荷提高和滿負(fù)荷運(yùn)行4個(gè)階段。接種污泥取自附近污水處理廠的消化污泥并添入少量顆粒污泥（取自附近養(yǎng)豬場(chǎng)廢水處理站穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月的EGSB反應(yīng)器，約占污泥總量的1/6）；污泥馴化期內(nèi)采用間歇進(jìn)水，適當(dāng)投加蔗糖及啤酒等作為碳源，啟動(dòng)負(fù)荷為1kgCOD/（m3·d），控制進(jìn)水水溫、pH分別在35℃、6．5～7．5，回流比為1∶1；運(yùn)行一段時(shí)間后，此時(shí)反應(yīng)器對(duì)于COD的去除率達(dá)到60％，逐步提高進(jìn)水負(fù)荷，依次為2kgCOD/（m3·d）、3kg－COD/（m3·d）、4kgCOD/（m3·d）、5kgCOD/（m3·d）。運(yùn)行期間定期監(jiān)測(cè)出水COD、VFA等指標(biāo)。最終反應(yīng)器COD容積負(fù)荷穩(wěn)定在5kgCOD/（m3·d）左右，進(jìn)水COD在4500mg/L左右，相應(yīng)去除率在80％左右。此時(shí)觀察可知，反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥多為黑色，相較于啟動(dòng)初期粒徑和密度都有所增加，大部分直徑為1．2～4．9mm。
3．2MBR調(diào)試啟動(dòng)
MBR調(diào)試啟動(dòng)可分為接種馴化、提高負(fù)荷和連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)階段。接種污泥為附近污水處理廠剩余污泥（含水率約為80％），在MBR池內(nèi)注滿2/3污水，每天適當(dāng)投加尿素、磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，控制膜池水溫在25℃；采用膜通量遞增的方式進(jìn)水，逐步提高至設(shè)計(jì)負(fù)荷。提高負(fù)荷階段應(yīng)定期觀察活性污泥生物相、上清液透明度等情況，定期測(cè)定MLSS和進(jìn)、出水COD濃度，并控制DO在2～4mg/L。經(jīng)10d調(diào)試運(yùn)行后，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求并開(kāi)始連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
4運(yùn)行處理效果
4．1EGSB對(duì)COD的去除效果
如圖2所示，進(jìn)水COD在1091～4745．6mg/L變化，波動(dòng)范圍大。廢水經(jīng)EGSB反應(yīng)器厭氧處理，4月13日COD從進(jìn)水4745．6mg/L降至出水1497．5mg/L，最高去除率達(dá)到68．44％，為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造了良好的進(jìn)水條件。該運(yùn)行結(jié)果表明EGSB運(yùn)行狀況良好，具有較佳的處理效果。
4．2MBR對(duì)COD的去除效果
如圖3所示，進(jìn)水COD在976．8～1295．5mg/L波動(dòng)。MBR通過(guò)膜分離與生物好氧處理相結(jié)合的方式處理廢水，4月9日COD從進(jìn)水1220．5mg/L降至出水508．5mg/L，MBR最大去除率達(dá)到58．34％，對(duì)COD的去除率較高。
4．3系統(tǒng)運(yùn)行效果
調(diào)試2個(gè)月后廢水處理系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果表明系統(tǒng)處理效果良好，最終出水達(dá)到《禽畜養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（B44/613—2009），具體出水指標(biāo)見(jiàn)表2。
5工程經(jīng)濟(jì)成本分析
工程總投資98．5萬(wàn)元，包括處理構(gòu)筑物土建費(fèi)用及相關(guān)設(shè)備費(fèi)用。EGSB成套設(shè)備30萬(wàn)元，MBR處理設(shè)備14萬(wàn)元。電價(jià)按0．6元/（kW·h）計(jì)算，為1．52元/m3（見(jiàn)表3），人工費(fèi)按0．7元/m3計(jì)算，清洗藥劑為0．05元/m3，其他費(fèi)用為0．33元/m3，因此廢水處理運(yùn)行總成本合計(jì)為2．6元/m3。
6問(wèn)題與總結(jié)
（1）EGSB運(yùn)行參數(shù)控制。進(jìn)水水溫、HRT和液體上升流速是EGSB穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵參數(shù)。為保證后續(xù)工藝中硝化反硝化的順利進(jìn)行并有效減小碳源投加量，運(yùn)行時(shí)將EGSB的COD去除率控制在55％左右。此時(shí)進(jìn)水水溫為35℃，液體上升流速為2．3m/h，HRT為17h。
（2）好氧池泡沫。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)好氧池內(nèi)出現(xiàn)大量粘性泡沫，覆蓋整個(gè)池面，泡沫厚度達(dá)1～2m，起風(fēng)時(shí)泡沫四溢。針對(duì)這一現(xiàn)象，主要采取提高好氧池曝氣量增加至3．25m3/min，加大排泥量，由4．5t/d提高到5．5t/d，提高污泥負(fù)荷等措施并輔以混凝劑聚丙烯酰胺（PAM）、消泡劑的投加，最終很好地控制了泡沫的產(chǎn)生。
（3）膜污染及其清洗。MBR運(yùn)行一段時(shí)間后，膜表面和膜孔內(nèi)不可避免地被有機(jī)或者無(wú)機(jī)污染物堵塞，導(dǎo)致膜通量不斷下降，直至膜池不再出水。故該廢水處理工程中每3個(gè)月對(duì)MBR膜進(jìn)行清洗，清除其表面積聚的污染層。清洗時(shí)，清洗劑采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．3％次氯酸鈉溶液。
7結(jié)語(yǔ)
（1）EGSB占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)高濃度有機(jī)廢水處理效率高。本工藝以EGSB和MBR為核心處理單元，與其他同類型處理工藝相比，在確保處理效果的同時(shí)能充分利用周邊地形。
（2）采用EGSB—A/O—MBR工藝處理養(yǎng)豬廢水，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后各項(xiàng)出水指標(biāo)良好，最終出水水質(zhì)滿足廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《禽畜養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（B44/613—2009），單位水量處理費(fèi)為2．6元/m3。
