环保工程中污水处理及方法分析

环保工程中污水处理及方法分析

刘永捷

惠州市兴牧环保科技股份有限公司516001

摘要：水是所有生命中不可缺少的资源，也是地球上最宝贵的资源，而由于一些人为因素、自然因素等造成水资源遭受到破坏。目前，随着人们生活水平的提高，对环保工程中的水资源问题越来越重视。由于当前水污染严重，例如养殖业动物粪便排到河道或池塘中，都会造成水污染，因此，需要加强环保工程中的污水处理，提出相关的污水处理方法。

关键词：环保工程；污水处理；环境；废水

随着我国社会经济的持续高速发展，我国畜牧业产业化快速发展。规模化、集约化养殖场的数量逐年增加，养殖业已成为中国农牧经济中最活跃的增长点和主要支柱产业之一。现代化的养殖技术促进了我国的畜禽养殖业向优质高效发展。但养殖业规模的扩大、饲养方式的转变也带来了严重的环境问题，而生猪养殖业则是养殖业中的一大主体，根据其行业粪污产生量测算方法，每日1头肉猪日产粪15kg，产尿0.6kg；按照目前众多养殖场现行生产工艺，规模为1万头的养猪场，年耗水量约为8万—12万吨冲洗猪场粪便。这不仅造成水资源的浪费，而且使粪便污水量加大数倍至数十倍，随之产生大量高悬浮物、高有机质、高氮磷的废水。此类废水如果不加处理直接排放到河道、池塘，将使受纳水体、土壤遭受严重污染。因此，相关企业及部门需要做好养殖废弃物的综合治理工作，通过有效的废弃物治理方法，将集约化养殖场产生的废弃物转化为可利用的资源，使之成为良性的、可持续的健康生态农业生产链，减少水污染给人们生活带来危害。

1污水处理的概述

污水处理也可以称为废水处理，主要包括工业污水、农业污水及生活污水等。目前，畜牧养殖业根据不同的类型养殖工艺选型，采用不同的治理方式，废水处理工艺众多，现就对部分产污量较大的规模化养殖场，选用的其中一种废弃物治理工艺作概述（畜禽养殖粪污高效处理及循环利用技术），该治理技术适用于畜禽养殖业。通过该处理技术可有效解决畜禽养殖场污染问题，治理工艺如下：预处理+沼气厌氧系统+A/O工艺+化学沉淀法+臭氧消毒+人工湿地+循环使用设施等污水处理综合技术工艺，经该技术处理后产生的沼气可用于发电供养殖场使用，固废经分离及脱水后加其它载体后可制作成有机肥料成为农作物肥料，液体经深度处理后最终达到要求标准，并可以回收循环使用（冲洗栏舍、农作物灌溉等），使之有效地治理畜牧养殖业产生污水问题，促进农业和养殖业生产与生态环境的协调发展，实现生态环保养殖。

2环保工程中污水处理及方法

2.1预处理

2.1.1预处理可以过滤截留污水中的一些不溶性物质如（塑料袋、稻草、尼龙绳等不溶性垃圾），这些物质会导致固液分离系统、泵、污水管线受到损坏或堵塞。在污水处理的进水处设置栅栏，这个过程一般是现代化工厂中采取自动机械倾斜式棒筛完成的，但是在小型的处理厂中，可利用手动清洁的筛网。如果没有将污水中的这些大物体过滤出来，其可能会造成管道堵塞，导致清理困难或影响正常运行。经格栅后的污水进入调节池，调节池的目的是调节水量，使废水预酸化，提高厌氧单元的效率，在此经过机械搅拌将块状固粪破碎，形成混合液均质均量提升至固液分离系统，经固液分离系统进行粪渣和污水分离后，粪渣进入堆肥场发酵处理制成有机肥料，污水进入厌氧沼气池中进行厌氧发酵处理。

2.2厌氧处理系统

2.2.1废水厌氧处理是在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。厌氧生物处理法按照厌氧程度分为酸化水解法和深度厌氧法。深度厌氧法将有机物分解为甲烷，分解有机物和去除有机物的程度和效果上均很稳定。在废水的厌氧生物处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。

2.2.2目前在畜禽养殖行业粪资源化处理利用方面，应用较多的厌氧系统为HDPE“泻盖湖”厌氧沼气池、全混合厌氧消化反应器（CSTR）、升流式固体反应器（USR）和上流式厌氧污泥床反应器（UASB）。

1）HDPE黑膜沼气池，也叫“全封闭厌氧塘”，是目前国内外养殖场较多选用的一个主要养殖污水处理系统。黑膜沼气池具有厌氧发酵容积大、污水滞留时间长、沼气生产量大、运行处理费用低等特点，它从建设成本、维护管理及产气、发电、污水处理等多方面来说，有着天然的优势，因而有着很强的经济效益、社会效益和生态效益。

2）全混合厌氧消化反应器（CSTR）工艺特点是对粪污中悬浮物（SS）浓度大小没有严格要求，使用范围广。它在沼气发酵罐内采用搅拌和加温技术，这是沼气发酵工艺的一项重要的技术突破。搅拌和加热，使沼气发酵速率大大提高，因此该反应器也被称为高速沼气发酵罐。其特点是：固体浓度高，TS3%～6%，可使畜禽粪便污水全部进行沼气发酵处理。优点是处理量大，产沼气多，便于管理，易启动，运行费用低。一般适用于以产沼气为主，有使用液态有机肥习惯的地区。由于这种工艺适宜处理含悬浮物（SS）高的畜禽粪污和有机废弃物，具有其他高效沼气发酵工艺无法比拟的优点。

3）升流式固体反应器（USR）是一种结构简单，适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部配水系统进入消化器，依靠进料和产气的上升动力，按一定的速度向上流，经含有高浓度厌氧微生物的污泥床时，有机物得以分解发酵，并产生沼气。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物依靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出。该方式优点是处理效率高，运行管理简单，缺点是对进料均布性要求高，发酵过程中需要强化搅拌，预处理设备投入大。

4）上流式厌氧污泥床（UASB）的工艺是待处理废水被引进UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥组成的污泥床，随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，引起附着的气泡释放；脱气污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部集气室内。液体中包含一些剩余固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，提高了厌氧反应器单位体积的处理能力。但对于SS含量很高的粪便污水不适用，而且投资费用也很大。

通过上述各种厌氧处理系统性能比较，综合各养殖场的实际情况，选用符合自身需求的厌氧处理系统，提高污水处理效果。

2.3A/O生化系统

1）由于养殖污水中各项指标浓度较高，针对这些难点，通过对多种生化工艺进行比较，以氨氮去除率较高的反硝化+硝化（A/O）工艺为主体生化工艺，A/O处理工艺是一项能够实现同步脱氮除磷去除COD的污水处理工艺，A是指缺氧段（Anoxic），污水在该段主要发生反硝化反应，O是指好氧段（Oxic），污水在该段主要发生硝化反应，因此A/O工艺也称反硝化工艺或缺氧好氧工艺。该处理工艺在近年已得到广泛的应用，尤其是在中高浓度、水质变化较大的废水，并且取得了很好的处理效果。

2）A/O工艺操作简单，可持续性，运营成本较低，具体工艺原理如下，污水进入缺氧池内，活性污泥中的反硝化菌在缺少分子态氧的情况下，利用回流混合液中硝酸盐离子和亚硝酸盐离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐和亚硝酸盐被还原为氮气（N2）或氮的其他气态氧化物，同时回流污泥在厌氧条件下释放磷。

3）从缺氧池流出的混合液进入到好氧池中，活性污泥中的好氧菌利用污水中的溶解态氧和有机物进行自身的新陈代谢，将有机物转化成CO2和H2O，进一步降解COD；硝化池中还将发生硝化反应，硝化反应是指硝化菌在有氧的条件下，将氨氮转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，硝化菌是化能自养菌，其生理活动不需要有机性营养物质，从CO2获取碳源，从无机物的氧化中获取能量；与此同时活性污泥中的聚磷菌在好氧条件下超量吸磷，并通过剩余污泥排放，从而达到生物除磷的目的。

2.4化学沉淀法

生化后的污水通过和脱氮降磷等药剂进行混合反应后，流入沉淀池进行固液分离，部分细小的悬浮物质及脱氮反应产生的MgNH4PO4·6H2O晶体。其物化反应式为：

悬浮物+混凝剂+絮凝剂+沉淀最后通过过滤去除剩余的悬浮物，使污水进一步降低有机物，从而达到除磷降氮的效果。

2.5臭氧消毒系统

臭氧污水处理是利用臭氧的强氧化性，氧化降解污水中的有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等。臭氧可杀死抗氯性强的病毒和芽孢等；去除污水中的色、嗅、味等污染物；降低BOD和COD。臭氧在水中易分级，不会因残留造成二次污染。

2.6人工湿地生态处理系统

经消毒后清水自流进入人工湿地进行深度处理。人工湿地是利用、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术。土壤和填料可通过物理过滤和吸附作用对污水中的污染物进行拦截，这是湿地系统达到净化污水的目的的重要途径之一。而植物作为人工湿地的重要组成部分，对于湿地净化污水的作用也起到极重要的影响。湿地植物和所有进行光合自养的有机体一样，具有分解和转化有机物和其他物质的能力，植物通过吸收同化作用，能直接从污水中吸收可利用的营养物质，如水体中的氮和磷等，水中的铵盐、硝酸盐以及磷酸盐都能通过这种作用被植物体吸收，最后通过被收割而离开水体；其次，植物的根系为微生物的吸附生长提供了更大的表面积，而微生物能起到重要的降解水中污染物的作用，最终达标水质限值后提升至农作物灌溉或回用猪舍冲洗清洁，真正实现循环利用的目标。为解决养殖业的环保问题提供了一条高效实用的途径，是发展健康养殖、生态循环养殖极其重要的环节。

3结束语

综上所述，在当前生态环境受到严重破坏的前提下，保护环境是一项必不可少的工作。必须增加环境保护意识，将保护环境的责任落实到每个人身上。在追求经济效益的同时，也要有保护青山绿水的意识，促使形成一条健康，可持续发展的道路。

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