對于養羊場廢水的處理，從采用工藝技術來看，有厭氧處理、好氧處理、厭氧好氧組合處理，以及氧化氧化塘、人工濕地等自然處理方法。針對本項目水質特點，采用“厭氧—好氧”耦合工藝。下面對該工藝進行分析論證。

由于該廢水COD濃度較高，不宜直接采用好氧處理，需在好氧處理前設厭氧處理單元。在“厭氧—好氧”耦合工藝中，廢水經厭氧反應后，大分子的固體物質降解為小分子固體物質，不溶性物質降為溶解性物質。經厭氧反應后，BOD₅/COD值進一步提高，使后續好氧生化反應更加容易處理。同時，厭氧階段不需加溫、不需攪拌，處理的效果較好，可去除70～90%的有機物，剩余污泥量少（僅為好氧處理的1/5～1/10）。根據廢水的特性和以往的廢水處理的經驗，經過厭氧工藝處理后的廢水有機物濃度雖大大降低，但是達不到排放標準，尤其是氨氮超標，因而后續需要設置可同時去除氨氮和有機物的好氧處理單元。好氧出水經過消毒，殺滅有毒有害微生物，然后達標排放或回用于沖洗牛舍。寒羊養殖污水處理設備RL-UASB反應器寒羊養殖污水處理設備RL-UASB反應器

（1）厭氧處理單元

廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質，以去除大部分有機污染物。。

常用的厭氧處理反應器有厭氧生物濾池、厭氧膨脹床和厭氧流化床、UASB、IC 及EGSB等。

厭氧生物濾池是密封的水池，池內放置填料，污水從池底進入，從池頂排出。微生物附著生長在濾料上，平均停留時間可長達100d左右。由于濾料費用較貴；濾料容易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚，堵塞后沒有簡單有效的清洗方法，由于停留時間過長增加了基建費用，且養牛廢水的懸浮固體濃度較高故不適和采用此法。

厭氧膨脹床和厭氧流化床：床體內充填細小的固體顆粒填料，如石英砂、無煙煤、活性炭、陶粒和沸石等。污水從床底部流入，為使填料層膨脹，需將部分出水用循環泵回流，提高床內水流的上升流速。一般認為膨脹率為10%～20%的為厭氧膨脹床，膨脹床的顆粒保持相互接觸；膨脹率為20%-70%的為厭氧流化床，流化床的顆粒做無規則的自由運動。其優點是，有機物容積負荷較高，水力停留時間短，耐沖擊負荷能力強等，但是耗能較大，出于經濟的角度考慮不采用此方法。

膨脹顆粒污泥床（EGSB）厭氧反應器是荷蘭Wageingen農業大學Lettingga教授等在UASB反應器的基礎上開發的厭氧反應工藝。也是為克服UASB反應器處理低濃度廢水時的存在的問題而設計研發的。但是EGSB過大的高徑比導致其建設費用提高，EGSB最大的特點—極小的HRT，也是以強制的外循環所消耗的大量的運行費用為代價的，且需要控制回流量以適應不同的水質水量，操作條件較為復雜，運行不穩定，管理難度大。

所以本工程厭氧階段選用經設計改良的上流式厭氧污泥床反應器，設計充分考慮了實際工程中常出現的問題，重新設計進水方式，并進行了大量的實驗研究，研究表明，該布水系統能夠實現廢水在整個反應器的過水斷面上均勻分布，使廢水中有機污染均勻、充分的與反應區中的污泥混合接觸，可最大限度的發揮全部微生物的處理功能，并獲得了*的穩定性。同時針對傳統的上流式污泥床反應器在處理高濃度有機廢水時，由于過強的產氣攪動而造成的污泥流失的問題，對三相分離器進行了改進，優化了結構的設計，解決了沼氣上升至沉淀區影響出水水質的問題。經過改良的反應器，處理污水負荷和穩定性將大幅提高，經過厭氧工藝處理后的廢水有機物濃度可大大降低。

（2）好氧處理單元

好氧生物處理法(Aerobic Bioremediation)是在有游離氧存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其無害化、穩定化的處理過程。微生物利用廢水中存在的有機污染物，作為營養源進行好氧代謝。

雖然厭氧生物處理等前處理工藝能在一定程度上降低廢水中的有機物含量，但因養牛廢水的濃度*，特別是氨氮含量，大多數情況下仍無法達到排放標準，因此還需要進一步進行好氧生物處理。

好氧脫氮處理工藝常用的有A/O工藝、SBR污水生物處理技術、A^２/O工藝及氧化溝技術等，在好氧曝氣條件下，利用微生物代謝生長，將廢水中有機物分解利用，以提高出水水質。

A/O生物處理工藝及其各種改進型：其主要特點是將缺氧段放在工藝的*級，同時設內循環系統，向缺氧段回流硝化液。這是目前采用比較廣泛的一種脫氮工藝。主要存在的問題是：（1）A/O 工藝流程的處理水來自好氧池，含氮有機物的氨化和氨氮的硝化在好氧池內進行，因此，在處理水中還有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運行不當，在沉淀池內也會發生反硝化反應，使污泥上浮，處理水水質惡化。（2）處理含氮濃度高的廢水時，需要另行增加投堿設備以調節好氧池pH 值。在反硝化過程中，還原1mg 硝態氮能產生3.75mg 的堿度，而在硝化反應過程中，將1mg 的NH₃-N氧化為NO₃^--N，要消耗7.14mg 的堿度。那么，在A/O 系統中，反硝化反應所產生的堿度只可補償硝化反應消耗堿度的一半左右。因此，對含氮濃度較高的廢水必需另行投堿以調節pH 值。（3）A/O 系統對進水COD 去除率不夠高。碳源利用率低或有機物濃度低，都會影響反硝化的碳源需求，反硝化不能順利進行，硝酸根便會大量積累，影響反硝化脫氮效率。

SBR序批式反應器是一種間歇式活性污泥法，硝化和反硝化在一池中進行，它不需回流污泥和混合液內回流，靈活性較高。是一種適應于中小規模處理和具有氮、磷去除效果的廢水處理工藝。其自動化控制要求較高，需要自動儀表多，設備投資較大，如自動儀表失靈，需要手工操作時，勞動強度很大；為獲得較高的脫氮效果，SBR工藝必須設有攪拌裝置，且不可避免存在污泥上浮現象；另外該方法對SS、色度的去除效果并不理想，必須輔以一定的前、后處理工序；廢水經過SBR法處理后，其中氨氮含量仍然很高，需要在該工序后輔以化學方法除去。

A²/O生物處理工藝及其各種改進型： A²/O工藝分為厭氧、缺氧及好氧三個階段。污水經一級物理處理后進入厭氧池，聚磷菌可將菌體內積貯的聚磷鹽分解。隨后廢水進入缺氧區，反硝化細菌就利好氧區中經混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及廢水中可生物降解有機物進行反硝化，達同時去碳和脫氮的目的。接著廢水進入曝氣的好氧區，聚磷菌除了吸收、利用廢水中殘剩的可生物降解有機物外，此外還可主動吸收周圍環境中的溶解磷，并以聚磷鹽的形式在體內貯積起來。這樣，在消耗水中有機物的同時，此工藝也有了良好的脫氮除磷效果。但該方法回流污泥中含有硝酸鹽進入厭氧區，對除磷效果有影響，脫氮也受內回流比的影響。此外，硝化菌生長速率慢，世代期長，需要在較長的泥齡下運行才可以正常生長，但聚磷菌為短世代微生物，在較短的泥齡下運行時可獲得較高的除磷效率。且聚磷菌和反硝化菌都需要易降解有機物。另外，較長的泥齡還會導致系統內糖原累積，非聚磷微生物的增長而使除磷效率大幅度降低。倒置A²/O工藝將缺氧區設在厭氧區前面，避免了回流污泥中的硝酸鹽對厭氧釋磷的影響，無混合液回流時流程簡捷并且節能，但是厭氧釋磷過程得不到優質易降解的碳源，且在無混合液回流時總氮去除效率不高。改良Bardenpho工藝流程由厭氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧無段組成，整個系統能夠達到較好的脫氮除磷效果，但是池體分隔較多，池體容積較大，進而大大增加造價，且流程較長，操作管理過于復雜。

氧化溝生物處理工藝，屬于活性污泥法的一種改良，污水和活性污泥的混合液在環狀曝氣渠道中循環流動，氧化溝的水力停留時間可達10～30h，污泥齡20～30d，有機負荷很低，實質上相當于延時曝氣活性污泥系統。其運行成本低，構造簡單，易于維護管理，出水水質好、耐沖擊負荷、運行穩定、并可脫氮除磷。氧化溝兼有*混合式和推流式的特點，在控制適宜的條件下，溝內同時具有好氧區和缺氧區，可使溝渠中進行硝化和反硝化的過程，達到脫氮的效果，同時，使出水中活性污泥具有良好的沉降性能。此外，由于氧化溝采用的污泥齡很長，剩余污泥量較一般的活性污泥法少得多，而且已經得到好氧硝化的穩定，因而不再需要硝化處理，可在濃縮、脫水后加以利用或最后處置。而且它不需混合液內回流，因而運行費用低。

氧化溝兼有*混合式和推流式的特點，在控制適宜的條件下，達到脫氮的效果。經過好氧處理后，BOD₅去除率可達90%-99%，脫氮率達85%左右，除磷效率達為50%左右。其是一種*的耐沖擊負荷、操作簡單、處理穩定、出水水質好的技術。

鼓風曝氣氧化溝是將充氧設備和水流推動設備分開設置的一種工藝，在德國等歐美發達國家使用較多，國內近些年新設計的污水處理廠采用此種處理工藝也日趨增多。該工藝采用鼓風機供氣和高效率的微孔曝氣器在池底布氣充氧，同時采用潛水推進器對溝內水流進行推動。在運行時，根據來水負荷的變化，通過調節鼓風機裝置可使供給氧化溝內的空氣量在零流量至裝置的最大供氣量之間進行調節。同時，還可以開停任意數量的曝氣器單元，調整氧化溝缺氧段和好氧段的長度，以適應不同進水水質和提高脫氮除磷效果的需要。由此可見，采用該工藝的污水廠運行靈活性大大提高，適應的污水水質、水量負荷變化范圍較寬。另外還提高了空氣中氧的利用率及充氧動力效率，使得曝氣設備裝機容量及能耗均相應減少并可防止活性污泥在溝內沉淀。此時，氧化溝設計可采用較大水深，一般為6m，節省了氧化溝及污水處理廠占地。由于微孔曝氣器的充氧性能及氧的利用率等隨溝內水深（或水壓）的增加而提高，氧化溝水深增加更加有利于氧的轉移和電能的節省。采用鼓風曝氣氧化溝工藝既去除有機物同時還去除氮和磷的生化工藝，具有耐沖擊負荷和出水穩定等優點。污水處理效果與采用其他方式曝氣的氧化溝相同并有所提高，并能克服其他型式氧化溝的一些弊端。

綜上所述，本單元采用鼓風曝氣生物接觸工藝。