豬場廢水具有有機物、懸浮物濃度高，富含氮磷且沖擊負(fù)荷大等特點，一般先采用厭氧進行處理，降解廢水中大部分有機物，但其出水（沼液）中的有機物、氮磷濃度仍然很高，需進一步處理，且碳氮比較低，處理難度大〔1, 2, 3, 4, 5〕。有必要探索一套技術(shù)及經(jīng)濟均可行的新型豬場沼液處理工藝并進行工程示范，為豬場沼液治理奠定基礎(chǔ)。

1 工程概況
江西省某規(guī)模化養(yǎng)豬場的廢水排放量為150 m3/d，之前已建有厭氧設(shè)施：升流式固體厭氧反應(yīng)器（USR）及沼氣池，為進一步保護周邊環(huán)境，啟動廢水深度處理工程，使出水滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）。

1.1 廢水的水質(zhì)水量
該養(yǎng)豬場主要來源于沖欄水、豬糞尿等，具體水質(zhì)水量及相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)見表 1。

1.2 工藝流程
依據(jù)實驗室中試結(jié)果，總結(jié)另一豬場廢水治理示范經(jīng)驗〔6〕并結(jié)合該豬場實際情況，筆者確定采用以下工藝流程，見圖 1。

圖 1 豬場廢水處理工藝流程 
Study area and Sampling sites of Liuduzhai Reservoir
注：固液分離、勻漿池、USR、沼氣池為原有處理設(shè)施。

豬場沼液首入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，經(jīng)泵提升后，由穿孔管噴灑到接觸氧化池未曝氣區(qū)（反硝化區(qū)），進行水解酸化及反硝化，隨后進入曝氣區(qū)（硝化區(qū)）進一步去除有機物并進行硝化反應(yīng)，再經(jīng)溢流堰自流入SBBR池，經(jīng)過缺氧—好氧—沉淀等過程，出水流入中間水池，經(jīng)恒液位給水設(shè)備勻速自流入BAF池，進一步去除污水中的有機物、氮、磷和懸浮物，zui后流入人工濕地進行深度處理并zui終達標(biāo)排放。USR及SBBR池產(chǎn)生的污泥定期排入污泥干化床進行干化處理，并與固液分離產(chǎn)生的糞渣共同出售。

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

2.1 調(diào)節(jié)池
半地下式磚混結(jié)構(gòu)，尺寸20 m×9.5 m×4.0 m，有效水深1.8 m，有效容積342 m3，水力停留時間54.72 h，用于收集厭氧出水，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，同時進行水解酸化，降低好氧處理部分的負(fù)荷，內(nèi)設(shè)2臺（1用1備）污水提升泵，型號為50WQ15-12-1.1。

2.2 生物接觸氧化池
1座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸8.3 m×4.0 m×5.5 m，內(nèi)設(shè)4道隔墻將池體區(qū)分為硝化區(qū)、反硝化區(qū)，其尺寸分別為4.5 m×4.0 m×5.5 m、2.8 m×4.0 m×5.5 m，停留時間分別為16.32、9.79 h，有效水深5.1 m，氣水比為1∶25。池底安裝72套D 215 mm膜式微孔曝氣器，空氣流量1.5～3 m3/h，服務(wù)面積0.3～0.7 m2，氧轉(zhuǎn)移效率20.4%～33.7%，阻力損失18～280 mmH2O，池內(nèi)添設(shè)組合生物填料，高度為3.5 m，填料體積120 m3。

2.3 SBBR池
2座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，單池尺寸8.0 m×4.0 m×5.0 m，在傳統(tǒng)池型上增設(shè)2道隔墻，分為硝化區(qū)、反硝化區(qū)，其尺寸分別為8.0 m×1.9 m×5.0 m、8.0 m×1.6 m×5.0 m，排水比為1∶4，潷水深度1.2 m，潷水器型號為PS-50。池底安裝60套D 215 mm膜式微孔曝氣器，其余參數(shù)同生物接觸氧化池，有效水深4.5 m，池內(nèi)添設(shè)組合生物填料，高度為3.0 m，填料體積96 m3。周期為12 h，具體為曝氣4 h、缺氧2 h、曝氣4 h、沉淀1 h、排水1 h。

2.4 中間水池
1座，地上式鋼混結(jié)構(gòu)，用于貯存SBBR池出水，以保證后續(xù)處理工段連續(xù)運行，尺寸為8.3 m×2.0 m×4.0 m，有效水深3.3 m，水力停留時間為8.77 h。

2.5 BAF池
2座，半地下式鋼混結(jié)構(gòu)，單池尺寸3.0 m×2.0 m×5.0 m，有效水深4.5 m，內(nèi)設(shè)直徑為3~5 mm陶粒，濾料高度為2.5 m，底下設(shè)240個單孔膜曝氣器，空氣流量0.24~0.43 m3/h，服務(wù)面積0.20～0.28 m2，氧轉(zhuǎn)移效率22.6%，阻力損失<2 500 Pa，反沖洗采用氣水聯(lián)合沖洗，反沖洗廢水排至調(diào)節(jié)池，反沖洗水水泵型號100WQ100-10-7.5。

2.6 人工濕地
人工濕地分三級，*級人工濕地屬表面流人工濕地，尺寸14.0 m×8.0 m×1.0 m，種植植物為酸模、菖蒲；第二、三級人工濕地屬潛流人工濕地，尺寸分別為11.7 m×8.0 m×1.0 m，16.0 m×8.0 m×1.0 m，種植菖蒲及黃花鳶尾、水芹菜和水生美人蕉。

2.7 供氣系統(tǒng)
兩座SBBR池分別采用兩臺型號為HC60S的回轉(zhuǎn)式風(fēng)機供氣，風(fēng)量為1.71 m3/min，風(fēng)壓為49 kPa，轉(zhuǎn)速為450 r/min，功率為2.2 kW。生物接觸氧化池及兩座BAF池則由兩臺型號為BK5003的羅茨風(fēng)機供氣，風(fēng)量為3.4 m3/min，風(fēng)壓為60 kPa，轉(zhuǎn)速為1 350 r/min，功率為7.5 kW。

2.8 主要特色
（1）在傳統(tǒng)生物接觸氧化池內(nèi)增設(shè)4道隔墻，隔墻底部懸空，將池體分成硝化區(qū)、反硝化區(qū)，廢水由反硝化區(qū)上端噴淋管進入，利用污水中的碳源進行反硝化反應(yīng)，隨后經(jīng)隔墻底部進入硝化區(qū)，由于曝氣作用，廢水會自流入反硝化區(qū)，為反硝化反應(yīng)提供硝酸鹽，如此形成了一個無動力的內(nèi)循環(huán)，提高了脫氮除磷效果。

（2）在SBBR池內(nèi)增設(shè)2道隔墻，形成內(nèi)循環(huán)，同時在時間上將反應(yīng)段分為缺氧-好氧交替，如此設(shè)計，時空上的改進提升了SBBR脫氮除磷功能。

3 調(diào)試運行

3.1 污泥培養(yǎng)馴化
調(diào)試初期，以經(jīng)過稀釋的豬場廢水為底物，并向生物接觸氧化池、SBBR池內(nèi)分別接種7.5、3 m3某城鎮(zhèn)污水處理廠的脫水污泥（含水率約80%）。為了使微生物盡快培養(yǎng)馴化，向污水中投加一定量的營養(yǎng)物以補充碳源，污泥經(jīng)過3 d悶曝后，每日定時排掉池內(nèi)部分廢水，同時補充新鮮廢水，并逐步提升補充新鮮廢水量，使污泥逐漸適應(yīng)廢水水質(zhì)，需注意曝氣階段強度不宜過大以免沖刷掉已掛在填料上的生物膜，但必須具有一定的攪拌作用以保證活性污泥與填料的充分接觸。一周后，觀察到填料表面附著生長了一層黃褐色的生物膜，手感黏稠且質(zhì)薄，但生物膜并沒有連片生長，SV30在15%左右；繼續(xù)提高負(fù)荷，經(jīng)過近三個月的調(diào)試，生物膜連片生長，SV30在30%左右，鏡檢發(fā)現(xiàn)存在很多形狀各異的菌膠團，系統(tǒng)對各污染物的去除率穩(wěn)定在較高水平，認(rèn)為系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束。

3.2 系統(tǒng)運行效果
由于豬場沼液的碳氮比低，可生化性差，不適合微生物生長，故定時向廢水中添加一定量的營養(yǎng)物，以提高B/C。系統(tǒng)運行至今，各單元處理效果穩(wěn)定，經(jīng)生物接觸氧化、SBBR、BAF、人工濕地處理后，出水水質(zhì)可滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）中的相關(guān)要求，監(jiān)測結(jié)果見表2。

3.3 運行效果分析
（1）向豬場沼液添加營養(yǎng)物后，B/C提升至 0.48，碳氮比提高到2，明顯改善了豬場沼液的可生化性。

（2）調(diào)節(jié)池對廢水沒有明顯的處理效果，僅由于水解酸化、沉淀作用去除了少部分有機物及懸浮物。

（3）改進后的SBBR池、生物接觸氧化池對豬場沼液這種低碳氮比廢水有良好的脫氮除磷效果。

（4）人工濕地適用于豬場沼液的深度處理，在進一步優(yōu)化出水水質(zhì)的同時，還具有較好的景觀美學(xué)效果。

4 技術(shù)經(jīng)濟分析
本工程總投資101.45萬元，其中土建工程投資45.05萬元，設(shè)備工程投資56.40萬元。本工程裝機容量30.6 kW，使用功率21.25 kW，每日耗電 280.92 kW·h，則每日電費157.31元，系統(tǒng)采用PLC自動控制，只需一名操作工即可，人工費每日60元，定期向廢水中投加營養(yǎng)物質(zhì)約40 kg，費用約99.2元，即運行成本為2.11元/（m3·d）。

5 結(jié)論
（1）采用生物接觸氧化—SBBR—人工濕地工藝處理豬場沼液具有良好的效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18596—2001）中的相關(guān)要求。

（2）改良型的生物接觸氧化池與SBBR池及缺氧—好氧交替的運行模式適于處理碳氮比低的豬場沼液，脫氮除磷效果較好。

（3）豬場沼液碳氮比低，調(diào)試運行時可定期向廢水中投加適量營養(yǎng)物，增加廢水中的碳源，使廢水碳氮磷比例適宜微生物生