本發(fā)明公開了一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，該方法是將豬場(chǎng)沖洗廢水通過格柵后，進(jìn)入MAP沉淀池進(jìn)行預(yù)處理，沉淀后上清液送入廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)上清液pH值后送入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器，運(yùn)行一定時(shí)間后，對(duì)厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中的活性污泥進(jìn)行產(chǎn)氫菌分離和富集培養(yǎng)，然后將富集培養(yǎng)液與厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中的厭氧污泥重新加入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器中，厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器產(chǎn)生的氫氣和二氧化碳?xì)馑腿胛账撞慷趸嘉找夯刈⒌胶醚跎?，凈化后的氫氣進(jìn)入集氣袋。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫及達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)目標(biāo)，可提升厭氧產(chǎn)氫效率40%以上，獲得氫氣純度大于90%，降低規(guī)?；i場(chǎng)的碳排放80%以上，節(jié)約好氧處理成本30%以上。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

　　(1)豬場(chǎng)沖洗廢水首先通過格柵后，進(jìn)入MAP沉淀池進(jìn)行預(yù)處理，沉淀后沉淀物通過MAP沉淀池底部排放回收，沉淀后上清液送入調(diào)節(jié)池;

　　(2)將調(diào)節(jié)池中的上清液pH值調(diào)節(jié)至4.5-5.5后送入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器，厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器以污水廠剩余活性污泥為填料，污泥VSS 6-8g/L，接種前在70℃加熱預(yù)處理0.5h后加入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器，進(jìn)水后每隔1小時(shí)攪拌20min，泥水體積比1:2.5-4.5，水力停留時(shí)間為12h時(shí)，運(yùn)行周期包括：進(jìn)水0.5h、反應(yīng)10h、沉淀1h、出水0.5h四個(gè)過程，出水后再次進(jìn)水，以此方式運(yùn)行30天;

　　(3)以滅菌后的豬場(chǎng)廢水為培養(yǎng)基，在嚴(yán)格厭氧條件下對(duì)厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中厭氧活性污泥進(jìn)行產(chǎn)氫優(yōu)勢(shì)菌種分離，得到產(chǎn)氫優(yōu)勢(shì)菌種MH-1、MH-2;在嚴(yán)格厭氧條件下用滅菌后的含0.5%甘油的豬場(chǎng)廢水在pH值5.0對(duì)MH-1、MH-2進(jìn)行富集培養(yǎng)，當(dāng)每毫升富集培養(yǎng)液分別含1×1017-1025個(gè)MH-1、MH-2后，將其與厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中厭氧污泥按泥水體積比1:1重新加入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器;與厭氧污泥混合后，48小時(shí)以內(nèi)不進(jìn)水，每間隔1小時(shí)進(jìn)行攪拌，48小時(shí)后將反應(yīng)器靜置，排掉上清液，再按泥水體積比1:1.5進(jìn)豬場(chǎng)廢水，重復(fù)上述操作，48小時(shí)后排上清液;重復(fù)4-6次后，提升進(jìn)水體積比直到1:2.5以上;

　　(4)厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器產(chǎn)生的氫氣和二氧化碳?xì)鈴捻敹怂腿胛账?，?jīng)堿性吸收液吸收后，凈化后的氫氣進(jìn)入集氣袋;

　　(5)從厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器排出的發(fā)酵液送入好氧生化池，吸收塔底部出水送入好氧生化池，出水送入混合沉淀池;混合沉淀池中的水經(jīng)加入除磷劑去除水中溶解性磷后進(jìn)行回用或引出備用，混合沉淀池底部的沉淀污泥分別一部分回流到好氧生化池和厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中，一部分外排;

　　其中，在步驟(1)中，預(yù)處理采用如下方法進(jìn)行：在入水量達(dá)到MAP沉淀池體積的一半后，攪拌，控制轉(zhuǎn)速為150-350rpm，加鎂鹽、磷鹽，在進(jìn)水和加藥都完成后，再繼續(xù)攪拌10-15min，將轉(zhuǎn)速調(diào)整為原來轉(zhuǎn)速的三分之二;所述鎂鹽為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用的MgCl2、MgSO4和MgO中的一種，加入前配制成飽和溶液或任意濃度的溶液，所述磷鹽為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用的NaH2PO4、Na2HPO4、Na3PO4、KH2PO4 、K2HPO4和H3PO4中的一種，加入前配制成飽和溶液或任意濃度的的溶液，鎂鹽溶液和磷鹽溶液的加入量控制鎂鹽與磷鹽的摩爾比為1.0-1.3:1，且磷鹽的量控制在與豬場(chǎng)廢水中NH4+-N摩爾比為0.6-0.8:1。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，其特征在于，在步驟(2)中，調(diào)節(jié)上清液pH采用工業(yè)用硫酸或鹽酸。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，其特征在于，在步驟(4)中，堿性吸收液的pH值8.5以上。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，其特征在于，在步驟(5)中，好氧生化池中的活性污泥MLSS在3000-7000mg/L，水力停留時(shí)間4-6h。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，其特征在于，在步驟(5)中，除磷劑采用硫酸鋁、三氯化鋁或三氯化鐵的飽和溶液，混合沉淀池水力停留時(shí)間2-3h。

　　說明書

　　一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種豬場(chǎng)廢水預(yù)處理后厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，屬于農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖廢水處理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)廢水在厭氧處理過程產(chǎn)生清潔能源氫氣并顯著降低好氧處理成本的目標(biāo)。

　　背景技術(shù)

　　目前厭氧發(fā)酵是豬場(chǎng)廢水處理必備和首選工藝，但厭氧工藝中只獲得甲烷氣體。甲烷是天然氣、沼氣的主要成分，豬場(chǎng)常常將大量的沼氣直接排放到大氣中，沼氣產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比二氧化碳大20倍以上。隨著全球碳減排能源戰(zhàn)略實(shí)施，厭氧過程產(chǎn)氫的現(xiàn)象越來越被重視，氫氣燃燒后產(chǎn)物是水，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)，是清潔和高效的能源，其熱值143.35 kJ/g，是甲烷的 2.6 倍，因此豬場(chǎng)廢水處理時(shí)產(chǎn)氫比產(chǎn)甲烷有巨大的優(yōu)越性，對(duì)解決養(yǎng)殖業(yè)碳排放和造成的環(huán)境污染問題有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　但現(xiàn)行豬場(chǎng)廢水厭氧工藝只產(chǎn)生甲烷。實(shí)用新型專利“一種養(yǎng)豬廢水處理系統(tǒng)”(2012206386350)探索了廢水氮磷回收后的厭氧/好氧處理工藝，卻沒有探索厭氧反應(yīng)器產(chǎn)氫技術(shù)，所以關(guān)于豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫處理技術(shù)和工藝的研發(fā)非常缺乏。另外，發(fā)明專利“一種培養(yǎng)高溫厭氧產(chǎn)氫顆粒污泥的方法”(200410088598.0)應(yīng)用污泥加熱的方式進(jìn)行厭氧產(chǎn)氫，但對(duì)產(chǎn)氫效率、氣體凈化技術(shù)以及后續(xù)處理工藝未加探索，沒有對(duì)產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行提純，不能得到高品質(zhì)氫氣。另外，在厭氧產(chǎn)氫過程中，產(chǎn)生約30-50%以上CO2，還有少量的H2S、NO2等氣體，所以產(chǎn)氫后氣體的凈化非常重要，且凈化方式對(duì)處理成本有很大影響。本方法得到高純度氫氣，對(duì)二氧化碳進(jìn)行利用，減少碳排放80%以上。

　　進(jìn)一步對(duì)厭氧產(chǎn)氫后廢水進(jìn)行好氧處理，經(jīng)過本工藝設(shè)計(jì)后，好氧生化池水力停留時(shí)間由8-12小時(shí)以上減少到4-6小時(shí)以下，顯著提高了處理效率，降低好氧處理成本約30%以上。另外，在混合沉淀池進(jìn)水口處設(shè)置加藥管，利用水力湍流作用混勻藥劑以去除水中溶解性磷，對(duì)規(guī)?；i場(chǎng)廢水處理具有十分重要的意義。因此，本方法終實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫處理模式，為養(yǎng)豬業(yè)生物質(zhì)清潔能源的開發(fā)提供了新途徑。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，

　　本發(fā)明提供的一種豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫與達(dá)標(biāo)排放處理方法，該方法包括下述步驟：

　　(1)豬場(chǎng)沖洗廢水首先通過格柵后，進(jìn)入MAP沉淀池進(jìn)行預(yù)處理，沉淀后沉淀物通過MAP沉淀池底部排放回收，沉淀后上清液送入調(diào)節(jié)池;

　　(2)將調(diào)節(jié)池中的上清液pH值調(diào)節(jié)至4.5-5.5后送入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器，厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器以污水廠剩余活性污泥為填料，污泥VSS 6-8g/L，接種前在70℃加熱預(yù)處理0.5h后加入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器，進(jìn)水后每隔1小時(shí)攪拌20min，泥水體積比1:2.5-4.5，水力停留時(shí)間為12h時(shí)，運(yùn)行周期包括：進(jìn)水0.5h、反應(yīng)10h、沉淀1h、出水0.5h四個(gè)過程，出水后再次進(jìn)水，以此方式運(yùn)行30天;

　　(3)以滅菌后的豬場(chǎng)廢水為培養(yǎng)基，在嚴(yán)格厭氧條件下對(duì)厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中厭氧活性污泥進(jìn)行產(chǎn)氫優(yōu)勢(shì)菌種分離，得到產(chǎn)氫優(yōu)勢(shì)菌種MH-1、MH-2;在嚴(yán)格厭氧條件下用滅菌后的含0.5%甘油的豬場(chǎng)廢水在pH值5.0對(duì)MH-1、MH-2進(jìn)行富集培養(yǎng)，當(dāng)每毫升富集培養(yǎng)液分別含1×1017-1025個(gè)MH-1、MH-2后，將其與厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中厭氧污泥按泥水體積比1:1重新加入?yún)捬醍a(chǎn)氫反應(yīng)器;與厭氧污泥混合后，48小時(shí)以內(nèi)不進(jìn)水，每間隔1小時(shí)進(jìn)行攪拌，48小時(shí)后將反應(yīng)器靜置，排掉上清液。再按泥水體積比1:1.5進(jìn)豬場(chǎng)廢水，重復(fù)上述操作，48小時(shí)后排上清液;重復(fù)4-6次后，提升進(jìn)水體積比直到1:2.5以上;

　　(4)厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器產(chǎn)生的氫氣和二氧化碳?xì)鈴捻敹怂腿胛账?，?jīng)堿性吸收液吸收后，凈化后的氫氣進(jìn)入集氣袋;

　　(5)從厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器排出的發(fā)酵液送入好氧生化池，吸收塔底部出水送入好氧生化池，出水送入混合沉淀池;混合沉淀池中的水經(jīng)加入除磷劑去除水中溶解性磷后進(jìn)行回用或引出備用，混合沉淀池底部的沉淀污泥一部分分別回流到好氧生化池和厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中，一部分外排;

　　其中，在步驟(1)中，預(yù)處理采用如下方法進(jìn)行：在入水量達(dá)到MAP沉淀池體積的一半后，攪拌，控制轉(zhuǎn)速為150-350rpm，加鎂鹽、磷鹽，在進(jìn)水和加藥都完成后，再繼續(xù)攪拌10-15min，將轉(zhuǎn)速調(diào)整為原來轉(zhuǎn)速的三分之二;所述鎂鹽為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用的MgCl2、MgSO4和MgO中的一種，加入前配制成飽和溶液或任意濃度的溶液，所述磷鹽為化學(xué)純、分析純或工業(yè)用的NaH2PO4、Na2HPO4、Na3PO4、KH2PO4 、K2HPO4和H3PO4中的一種，加入前配制成飽和溶液或任意濃度的的溶液，鎂鹽溶液和磷鹽溶液的加入量控制鎂鹽與磷鹽的摩爾比為1.0-1.3:1，且磷鹽的量控制在與豬場(chǎng)廢水中NH4+-N摩爾比為0.6-0.8:1。用于溶解藥劑的溶劑水來自混合沉淀池出水。

　　在步驟(2)中，調(diào)節(jié)上清液pH采用工業(yè)用硫酸或鹽酸。

　　在步驟(4)中，堿性吸收液的pH值8.5以上。

　　在步驟(5)中，好氧生化池中的活性污泥MLSS在3000-7000mg/L，水力停留時(shí)間4-6h。

　　在步驟(5)中，除磷劑采用硫酸鋁、三氯化鋁或三氯化鐵的飽和溶液，混合沉淀池水力停留時(shí)間2-3h。

　　由于采用以上的方法，本發(fā)明具有以下的積極效果：

　　1. 本發(fā)明提供了豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)生清潔能源氫氣和達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)工藝。通過對(duì)厭氧產(chǎn)氫反應(yīng)器中活性污泥進(jìn)行菌種分離，得到產(chǎn)氫優(yōu)勢(shì)菌種MH-1、MH-2后，在嚴(yán)格厭氧條件下用滅菌后的含0.5%甘油的豬場(chǎng)廢水在pH值5.0對(duì)MH-1、MH-2進(jìn)行富集培養(yǎng)，再將培養(yǎng)液接種到原產(chǎn)氫反應(yīng)器，同時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值3.5-4.0，該方式使反應(yīng)器產(chǎn)氫效率提高90% 以上。將廢水厭氧過程控制為“水解、酸化、產(chǎn)酸、產(chǎn)氫”四個(gè)階段，改變傳統(tǒng)厭氧產(chǎn)甲烷模式，實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)廢水轉(zhuǎn)化生物質(zhì)清潔能源的目標(biāo)，為養(yǎng)豬業(yè)生物質(zhì)能源的開發(fā)提供了新途徑。

　　2. 將部分循環(huán)水加入堿液后作為吸收塔中吸收液，用于去除產(chǎn)氫反應(yīng)器產(chǎn)生的CO2、H2S等氣體后，獲得高品質(zhì)氫氣，氫氣純度約為90%，因此可作為工業(yè)原料或燃料，降低廢水處理成本。另外，吸收液排入好氧生化池處理方式，一方面使廢水在厭氧過程產(chǎn)生的二氧化碳又被好氧處理過程中硝化菌等自養(yǎng)菌作為碳源利用，另一方面則補(bǔ)充好氧生化池中氨氮硝化反應(yīng)需要的堿度，這一方式可有效降低規(guī)?；i場(chǎng)的碳排放80%以上，對(duì)養(yǎng)殖業(yè)碳減排有十分重要的意義。

　　3. 厭氧產(chǎn)氫能將COD降解到小分子有機(jī)酸階段，為好氧處理異養(yǎng)菌提供優(yōu)質(zhì)碳源，并大幅提升好氧處理C/N比，由此好氧段水力停留時(shí)間由8-12h減少到4-6h以下，顯著提高了處理效率，降低好氧處理成本約30%以上。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)廢水厭氧產(chǎn)氫和NH4+-N、PO43+回收利用、廢水達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和“碳減排”目標(biāo)。