沼气工程与污水处理合建的探索

摘要：所谓能源及污水联运模式，即沼气工程周边的农田、鱼塘、植物塘等能够完全消纳经沼气发酵后的沼渣、沼液经过污水处理，使其污水处理高效，沼气工程成为生态农业园区的纽带，所以说能源生态模式是一种理想工艺模式探讨了沼气工程与环境工程联运的可行性，对类似行业的环境问题提供解决的方法及技术。本文简介了肥西县老母鸡家园污水处理运营模式。

关键词：畜禽养殖沼气工程污水处理

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

正文：近几年来，随着工业化、城市化进程的加快，农业生产逐渐向都市型农业转变，粮食生产逐年减少，养殖业却稳中有升，初步形成了以生猪、肉鸡、蛋鸭、长毛兔为主的畜牧业生产格局，规模经营也逐步形成。2006年，我国畜禽粪便产生量达27．5亿吨，畜禽粪便农用地的平均负荷为4．19吨／公顷，畜禽粪便每年流失至水体的总氮、总磷、BOD、COD分别为87万吨、34．5万吨、600万吨和647万吨。由于受传统习惯影响，加上环保意识淡薄，养殖户对畜禽粪便很少采取集中堆放或治污措施,多直接清理到露天外，任其自然粉化流失，污水随意流入水沟河道巳是司空见惯，给周边生态环境带来了很大影响。

现有的养殖企业大部分只强调末端治理，治理模式单一，未与当地生态环境结合以及缺乏长效运行管理机制，治理效果不够理想，没有从根本上解决畜禽养殖业的环境污染问题。我公司经过多年的探索与研究，结合畜禽场所在地的生态环境实际情况，采用生态工程和环境工程相结合、污染治理与综合利用相结合的方法，实现了畜禽场的清洁生产、节能减排和废弃物资源化与物质、能源的循环利用。

一、工程概况

肥西老母鸡家园是专门从事畜禽养殖和餐饮经营活动的企业，所排放污水主要是畜禽粪便以及餐饮废水（45t/d）。粪便及污水中含有大量的有机物氮、磷等并产生恶臭，污染物量大而集中；餐饮废水主要污染物是油污，若直接外排环境中，必然会对当地环境造成不良影响。由于该项目下水无法接入当地污水处理厂，所产生污水需经过处理达标后方可排放。企业废水主要水质及排放标准见表1。根据企业自身特征，结合我公司多年技术经验，采用沼气工程与污水处理工程合建的方式，通过环保工程与生态工程相结合，完善的解决了项目对外界环境的污染影响。经过近半年的调试运行出水水质均可以达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。

表1 废水水质及排放标准

二、处理工艺及特点

1、 工艺流程

本工程总体工艺流程图如图1所示。

图1

2、 工艺流程说明

整个系统由两部分组成，即沼气工程及污水处理工程，各自独立又相互连接，达到资源循环利用和环境保护节能减排的双重要求，整个系统物质内部循环，基本无污染物排放。

沼气工程：餐饮厨余物和收集的干鸡粪倒入计量池，加水搅拌沉淀去除泥砂后，（冬季用太阳能热水器提供的温水升温），提升至沼气发酵罐，在发酵罐中进行沼气发酵，产生的沼气通过脱硫塔进入沼气储存罐，稳压送给餐饮中心后堂作燃料，沼渣由槽罐车拉走作有机堆肥，多余沼液进入污水处理系统。本工艺为高浓度厌氧发酵，沼液产生量较小。

环境工程：餐饮废水和生活污水由管道经隔油处理后进入集水井，通过溢流进入生物接触氧化池，利用生化处理工艺进行污水处理，然后进入沉淀池进行固液分离，上清液溢流进入活性炭吸附池，进一步吸附水中有机物，达到水质排放标准排放；集水井和沉淀池的污泥可定期排入沼气池，用于沼气发酵，本方案无污泥干化和堆放。

3、主要构筑物及参数

3.1沼气工程

计量池：一座，半地下式钢筋混凝土结构，有效容积30m³。内部架设搅拌装置以及热水供应装置，搅拌装置用于搅匀进料，热水由太阳能提供，主要在冬季时提升进料温度，保证发酵速率。

沼气发酵罐：一座，钢混结构，有效容积560m³，地上式结构，外部加保温层。原料由无阻力进料泵提升至罐内，平均每周进料一次。

储气罐：一座，底座为钢混结构，罐体为钢结构。罐体半径2.5m，高3.6m，有效容积70m³。

3.2污水处理工程

隔油池：一座，预处理食堂废水及生活废水中含有的动植物油,减轻后续处理压力。

集水井：一座，有效容积45m³，采用地下式砖混结构。内部设污水提升泵及液位控制仪，自动控制内部水量。集水井同时兼具厌氧处理，HRT=12H。

生物接触氧化池：两座（分别为一级曝气、二级曝气），采用半地下式钢筋混凝土结构，有效容积均为45m³，用于对废水进行生化处理。池内挂膜，池底敷设曝气头，利用鼓风机对污水进行曝气处理，使待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。其中一级曝气池曝气量为3.5m³/min，二级曝气池曝气量为2 m³/min，每日曝气时间均不少于8h；设计COD去除率≥90%，SS去除率≥50%。其优点是污泥活性较高，控制灵活，运行阶段中曝气量及时间可根据进水水质及水量灵活调节。

沉淀池：一座，半地下式钢筋混凝土结构，有效容积50m³，采用漏斗式设计，底部设污泥泵。HRT为6小时左右，可以较好的祛除SS。

活性炭吸附池：一座，半地下式钢混结构，有效容积25m³。利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中的污染物。

三、工程调试运营

本项目工程调试分为两项：沼气调试及污水调试。沼气调试采用间断进料方式，每次进料20m³左右，按照原料：水=1：2.5的比例进料。进料时要注意发酵罐内温度保持在20℃以上，夏季可采用晒热的池塘水，避免刚出来的井水直接加入发酵罐内，冬季则可采用太阳能内的热水保温。污水调试需先对活性污泥进行培养，经过一个月左右的培养，生物接触氧化池内的填料挂上了一层结实的生物膜，从监测结果表明，出水水质明显好转，能够达到出水标准。

四、进出水水质及简要问题分析

通过运营调试后，建设单位对工程进行验收，通过环境监测部门的监测后，表明系统运行正常，处理效果良好，出水水质能够达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准要求，达到预期的目的。

表2本项目进出水水质指标

在系统运行过程中，进出水水质保持较为稳定，但当沼液排入污水系统中，一级接触氧化池内污水的水质出现明显的波动尤其是NH3-N浓度变化较大，这与沼液中含有的氮、磷等微量元素有关。由于沼气工程采用高浓度厌氧发酵工艺，所出沼液不仅量少，而且不含菌类，故整体上不会对污水系统造成不可逆转的不良影响；同时由于沼液无菌化，排入污水系统后不会对活性污泥产生有毒有害影响，可使污泥保持良好的活性。

发酵罐内产生的沼气经气水分离器处理后排入钟罩式活动储气罐内，再通过脱硫进化处理后即可作为燃料使用。

五、 结论

通过肥西老母鸡家园沼气工程与环境工程合建的探索，既能够使废物资源得以利用，又减轻了污染物对环境的污染，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。

本项目仅仅是对畜禽养殖废弃物与日常生活废水处理的初步探讨，针对不同类型的污水，应采用相应的处理工艺，以使环境效益最大化，充分减小项目的污染。

作者简介：孙翔，专业环境工程，单位安徽蓝鼎环保能源科技有限公司

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。