规模化养猪场废水混凝固液分离现场试验

[摘要]：对广东省东莞市石马河流域规模化养猪场现有的固液分离工艺进行改进, 加入混凝系统, 并进行现场试验, 结果表明: 混凝固液分离设备运行良好,出水COD_Cr为4400~5000mg/L,SS960 mg/L左右, 不溶解的 CODCr 占总CODCr 的质量分数降低到了 18.1%~20.2% , B/C 从混凝前的 0.49 增加到 0.61 , 可生化性明显增加。改进后的固液分离工艺使总固体物质质量浓度从 1.2×10⁵ ~1.3×10⁵ mg/L 降至 880~980 mg/L, 其去除率达 99.1%~99.3%。混凝剂最佳投药为聚合硫酸铁(PFS) + 聚合氯化铝( PAC) + 阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM) , 投药质量浓度为( 250+50+1 ) mg/L。

规模化养猪场一般采用“初沉池一隔栅一酸化调节池一筛滤”工艺进行固液分离，经过该工艺处理的猪场废水COD为11500~13000mg/L,SS质量浓度高达3900~5000g/L,给后期的生化处理带来比较大的压力，导致最后出水很难达标。良好的固液分离预处理是后期生化处理高效率的有力保证〔1,2)，要想达到比较好的生化处理效果，必须对现有的固液分离工艺进行改进，对筛滤后的废水进行进一步的固液分离。笔者根据实验室静态实验研究得出的最佳工艺参数，设计了一套混凝固液分离工艺和设备，于2004年10月对东莞市某猪场废水采用该设备进行了为期1个月的现场试验。

一、工艺流程及主要设备

工艺流程如图 1 所示。

 

混凝沉淀池: 钢板制, 长 ×宽 ×高 = 2080 mm×800 mm×800 mm; 分三个区( 混合区、反应区、沉清池)

(1)混合区：停留时间为1min,混合池长×宽×高=160mm×160mmX800mm(有效高度为690mm)。

(2)反应区：停留时间为15min,考虑到污泥沉积占去体积和置于反应池中的混合池，反应池长×宽×高=600mm×800mm×800mm(有效高度为640mm)。根据六联搅拌机静态实验所得最佳水力条件（快搅阶段G=878.8s1,GT1=3.5×104,慢搅阶段G2=33.9s1,G2I2=3.05×109,混合搅拌电机转速为1450-1720r/min,搅拌桨板半径R1=66mm,有效宽度为22mm;反应搅拌电机转速为40-60r/min,反应搅拌桨板半径R2=120mm,有效宽度40mm。

(3)沉清池：停留时间为30min,长宽高=1360mm×800mm×800mm(有效高度为620mm)。

选用孔径为50m的盘式分离器进行过滤，进水及反洗泵选用380V-50Hz-550W,扬程为21.5m的高压泵。在盘式分离器前设计调节池，长宽高=1000mm×1000mm×500mm。

运行效果及分析试验结果由广东省环保学校分析测试中心提供。结果见表1。

由表 1 可知, 在相同投药质量浓度情况下, 单独使用 PFS 作为混凝剂的处理效果比使用 PAC 的处理效果好。随着投药质量浓度从 200 mg /L 增加到400mg/L,各种污染物质去除率随之提高。

由d-2和d-3两组数据可见，二次混凝对C0Da去除率达73.9%，对BOD去除率达64.5%，但是药剂用量达到500mg/L。考虑到混凝剂量过多会增加对生化处理有副作用的离子以及影响经济效益和操作复杂等问题，不提倡在生化处理前进行二次混凝。

盘式分离器出水和沉淀池出水水质相当，这表明混凝后沉淀效果相当好。

现场试验结果表明，混凝剂为P℉S+PAC+CPAM其投药质量浓度为(250+50+1)mg/L时，效果最好，SS去除率75.7%，C0D。去除率64.5%，B0D5去除率55.3%，氨氮去除率43.3%，IP去除率56.2%。结果与实验室静态实验结果相吻合，试验达到预期效果。

在现场试验中，经过初沉池和调节池的兼性厌氧酸化以及隔栅和筛网的过滤，总固体物质(T$)去除率达到96.24%（通过猪场日产泥量和猪场出水口总固体物质含量计算而得)，剩下的是一些通过重力自然沉淀和酸化难以去除的悬浮物，通过本实验设计的混凝系统，对剩下的SS质量浓度为4000mg/L的废水进行固液分离，SS去除率约75.7%。

对固液分离各阶段进行实时监测，可以得出固液分离各个阶段不溶性TS含量、不溶解的COD。占总CoDa的质量分数和B/C,见图2。

由图2可知，固液分离各个阶段对猪场废水中TS陆续去除，到最后进入UASB反应器时，TS已经基本去除完毕，去除率达99.1%一99.3%。随着固液分离逐步进行，大量不溶解固体物质和胶体颗粒被去除，不溶解的COD。占总COD。的质量分数逐步减少，从初沉池的67.9%一72.6%降到18.1%一20.2%。B/C从混凝前的0.49增加到0.61，可生化性明显增加。

3.运行费用：按照工艺设计的药剂用量，费用预算如下：(1)PFS投加质量浓度为250mg/L,价格为2000元/t。费用为0.50元/t。

(2)PAc投加质量浓度为50mg/L,价格为1800元/t。费用为0.09元/t。

(3)CPAM投加质量浓度为1mg/L,价格为20000元/t。费用为0.02元/t。

因此，药剂总费用为0.50+0.09+0.02=0.61元化，加上电费，固液分离系统运行费用约为0.70元t。

4结论与建议：该固液分离系统可以使TS从1.2105-1.310mg/L降至880~980mg/L,TS去除率达到99%以上。混凝固液分离设备运行良好，出水COD。为4400-5000mg/L,SS只有960mg/L左右，不溶解的C0D。占总CoD。的质量分数降至18.1%20.2%,B/C从混凝前的0.49增加到0.61，可生化性明显增加。

通过混凝对猪场废水进行固液分离预处理的研究还未见报道，我们把混凝固液分离的处理效果与国内外文献报道的处理技术进行比较，可知利用“初沉一隔栅一酸化一筛滤一混凝一过滤”这一方法对养猪场废水进行固液分离的处理效果是其他方法处理效果的2~3倍，运行费用较低，是值得提倡的方法。