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1、牧场污水处理基础知识 及 基本工艺与设备,1、大背景,1.1、畜禽养殖污染严重,1.1.1畜禽养殖污染物排放量大: 我国主要污染物排放量中，农业源占大部分，其中COD占46%以上，氮占50%以上，磷占60%以上，而畜禽养殖污染物排放量占整个农业源的95%以上。 1.1.2危及饮用水源: 畜禽养殖业已使我国水环境污染呈现全面漫延势态。农业污染已成为影响我国水环境，尤其是威胁饮用水源安全的首要因素。,1、大背景,沟渠、河道里充满了发绿的牛粪,牛粪沼液，使有些农田长满了杂草，最终庄稼都不能种了 。 沼液不能直接灌溉农田，只能用水稀释后采用喷雾方式喷洒农作物，直接灌溉，很多农作物都会被“烧”死,近几年
2、国家陆续颁布相关法律、法规、标准及规范 畜禽养殖业污染防治技术规范（HJ/T81-2001） 畜牧法（2005） 畜禽养殖业污染物治理工程技术规范（HJ497-2009） 畜禽规模养殖污染防治条例（草案） 2013年10月8日,1、大背景,1.2、国家政策法规趋严,2、牧场污染治理思路,资 源,2.1、畜禽废弃物的定位,2、牧场污染治理思路,2.2、畜禽废弃物的治理思路,3、牧场污染治理典型工艺,（1）农牧结合型处理技术模式:,挤奶厅,畜舍,粪 污,沉 渣,集污池,贮存池,贮粪场,有机肥,燃料块,牛床垫料,液体污水,农田利用,固液分离,特点：适用于养殖场周围有足够面积的农业种植，污水储存池用于
3、农业种植，要求污水储存池能保证容积大于6个月以上的污水产生量，固体粪便能够生产有机肥、燃料块或牛床垫料。,3、牧场污染治理典型工艺,（2）能源生态型技术模式:,特点：适用于当地有较大的能源需求，同时周边有足够土地消纳沼液、沼渣，并有一倍以上的土地轮作面积，厌氧反应需要一定的温度，必须对厌氧反应池进行保温，且配备加温系统。,3、牧场污染治理典型工艺,（3）达标排放型技术模式:,燃料块,沼渣,畜舍,集污池,厌养处理,贮粪场,好氧处理,深度处理,牛床垫料,有机肥,贮存池,太阳能、沼气锅炉,沼气,液体污水,达标排放,农田利用,回用,挤奶厅,粪 污,场区自用,固液分离,特点：能源需求不高，且沼渣、沼液无
4、利用土地消纳，所在地区对污水排放要求高，污水必须经处理后达标排放或回用的，可采用此技术模式。,4、牧场水质特点,来源于NYT 1220.1-2006 沼气工程技术规范的数据,以能源利用为主导的沼气池，为了保证产沼气，将粪便与污水一起进入沼气池发酵，此过程可大大降低COD量；但总体上对水污染物的量是增加的，特别是N、P增加量更明显。从严格控制水污染物的角度考虑，应杜绝粪便、污水混合进行发酵的沼气生产工艺，倡导粪便、污水单独进行发酵生产沼气的工艺。有效防止粪便与污水接触，将容易资源化利用的粪便中营养元素溶解进入水中形成难于处理的水污染物。,4、牧场污水水质特点,实测数据,5、水质分析及处理工艺选择
5、,5.1悬浮物基本概念,定义 悬浮固体SS 也称为不可过滤物质。将悬浮固体在600高温下灼烧后挥发掉的质量就是挥发性悬浮固体VSS，VSS 可以粗略代表悬浮固体中有机物的含量；而灼烧后剩余的那部分物质就是不可挥发性悬浮固体。可以粗略代表悬浮固体中无机物的含量。,拓展 污水中的不溶性悬浮固体的含量和性质随污染物的性质和污染程度而变化，污水处理厂进、出水悬浮物浓度、曝气池内混合液污泥浓度、回流污泥浓度、剩余污泥浓度等，都是常规污水处理系统运行是否正常的指示指标。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物基本概念,牧场污水悬浮物牛粪渣,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法,重力分离法：污
6、染物依靠重力作用而分离。,重力沉降法,重力浮上法,沉砂池,沉淀池,气浮,阻力截留法：污染物依靠筛网等介质的阻碍作用而被截留。,筛网,离心力分离法：污染物依靠施加的离心力而分离,水旋分离法,器旋分离法,水力旋流器,离心脱水机,格栅,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之重力分离,沉砂池 沉砂池是采用物理法将砂粒从污水中沉淀分离出来的一个预处理单元，其作用是从污水中分离出相对密度大于1.5且粒径为0.2mm以上的颗粒物质，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量密度较大的有机性颗粒如果核皮、种籽等。沉砂池一般设置在提升设备和处理设施之前，以保护水泵和管道免受磨损，防止后续污水处理构筑物的堵塞和
7、污泥处理构筑物容积的缩小，同时可以减少活性污泥中无机物成份，提高活性污泥的活性。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之重力分离,其中应用较多的是平流沉砂池、曝气沉砂池和旋流沉砂池。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物 处理 方法之重 力分离,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处 理方法之重力分离,平流沉砂池,平流式沉砂池实际上是一个比入流渠道和出流渠道宽而深的渠道，当污水流过时，由于过水断面增大，水流速度下降，污水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下沉，从面达到分离水中无机颗粒的目的。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理 方法之重力分离,旋流沉砂池,旋流沉砂池是
8、利用机械力控制水流流态与流速、加速沙粒的沉淀并使有机物随水流带走的沉砂装置,5、水质分析及处理工艺选择,格栅,5.1悬浮物处理方法之阻力截留,格栅 位置：多置于污水提升泵集水池之前的重力流来水主渠道上 功能：阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物 作用：以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之阻力截留,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理 方法之阻力截留,某食品厂回转式格栅机,某污水厂回转式格栅机,筛网过滤 废水中常含有纤维状的细长、软性悬浮或漂浮物，这些污染物或因尺寸太小、或因质地柔软细长能钻过格栅
9、的空隙。这些悬浮物如果不能有效去除，可能会缠绕在泵或表曝机的叶轮上，影响泵或表曝机的效率。对一些含有这样漂浮物的特殊工业废水可利用筛网进行预处理，方法是使污水先经过格栅截留大尺寸杂物后用筛网过滤，或直接经过筛网过滤。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之阻力截留,筛网过滤结构及形式 从结构上看，筛网是穿孔金属板或金属格网，要根据被去除漂浮物的性质和尺寸确定筛网孔眼的大小。根据其孔眼的大小，可分为粗滤机和微滤机；依照安装形式的不同，筛网可分为固定式、转动式和电动回转式三种。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之阻力截留,某污水厂水力筛系统,某酒厂水力筛,5.1悬浮物处
10、理方法之阻力截留,5、水质分析及处理工艺选择,带挤压脱水功能水力筛,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之阻力截留,固液分离机,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之阻力截留,转鼓细格栅,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之离心分离,离心过滤，借助离心作用从浆料中排除液体，浆料被引入一快速旋转的网篮中，固体留在多孔的网上，液体则受离心作用从滤饼中挤出:或利用旋转器中的离心力使轻重物质分开，重物质以稠泥浆的形式通过喷嘴流走。常用设备为离心过滤机。 离心沉降，悬浮固体在离心力作用下移向或离开旋转中心，这样就可聚集在一个区域内而被移出。常用设备为离心沉降器。,5
11、、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之离心分离,作原理是：悬浮液经进料管、螺旋出料口进入转鼓。在高速旋转产生的离心力作用下，比重较大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁上的固相颗粒刮下并推出排渣口，不同比重的液相会在转鼓内形成两道液环，经大端盖的两个不同的出口流出。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之过滤,压力流过滤罐示意图,重力流快滤池示意图,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之沉淀,沉淀用以减少水中浑浊物和悬浮物。沉淀工艺可有效地去除大于25m的微粒。,沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的
12、处理构筑物，是污水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于污水的一级处理、生物处理的后处理以及深度处理。,平流式沉淀池表面形状一般为长方形，水流在进水区经过消能和整流进人沉淀区后，缓慢水平流动，水中可沉悬浮物逐渐沉向池底，沉淀区出水溢过堰口，通过出水槽排出池外。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物 处理方 法之沉淀,竖流式沉淀池池体为圆形或方形，污水从中心管的进口进入池中，通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上，缓慢向上流动。沉降速度大于水流上升速度的悬浮颗粒下沉到污泥斗中，上清液则由池顶四周的出水堰溢流到池外。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物 处理方 法之沉淀,辐流式沉淀池
13、：池内水流的流态为辐流形，因此污水由中心或周边进人沉淀池。 中心进水辐流式沉淀池：污水首先进入中心管内，然后再经过中心管周围的整流板整流后均匀地向四周辐射流动，上清液经过设在沉淀池四周的出水堰溢流而出，污泥沉降到池底，由刮泥机或刮吸泥机刮到沉淀池中心的集泥斗，再用重力或泵抽吸排出。 周边进水辐流式沉淀池：进水渠布置在沉淀池四周，上清液经过设在沉淀池四周或中间的出水堰溢流面出，污泥的排出方式与中心进水辐流式沉淀池相同。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之沉淀,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之沉淀,斜板(管)沉淀池是在沉淀池中加设斜板或蜂窝斜管，以提高沉淀效率的一
14、种沉淀池，污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。水从板下进人，向上流经斜板(管)，悬浮颗粒沉降在斜板(管)底面，在积聚到一定程度后自行下滑至集泥斗由穿孔管排出池外，上清液则在沉淀池水面由穿孔管收集或由三角堰溢流而出。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物 处理方 法之沉淀,原理：是设法使水中产生大量的微细气泡，从而形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促使微细气泡粘附在被去除的微小物质上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油类、悬浮物等被分离去除。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之气浮,用途2除悬
15、浮物：气浮法还广泛应用于去除污水中密度接近于水的微细悬浮颗粒状杂质。,用途1除油：气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理，即为二级生物处理之前的预处理。,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之气浮,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物处理方法之气浮,5、水质分析及处理工艺选择,5.1悬浮物小结,污 水,沉砂池,集水池,泵,一级水力筛,一级离心机,二级水力筛,二级离心机,初沉池,气浮池,混凝剂,5、水质分析及处理工艺选择,5.2 COD基本概念,COD是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此，化学需氧量
16、（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。,化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量。,5、水质分析及处理工艺选择,5.2 COD降解方法,5、水质分析及处理工艺选择,5.2 COD 降解方法之生物法,分类1:按照微生物对氧的需求，分为好氧、厌氧（含缺氧）两类；,常用的好氧生物处理工艺：普通活性污泥法、氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘以及曝气生物滤池等。,分类2:按微生物生长方式分为悬浮生长、固着生长、混合生长三类,常用的厌氧生物处理工艺：水解酸化池、普通厌氧消化池、厌氧接触法、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧流化床以
