奶牛养殖废水的处理及资源化利用

2018-12-25 03:17:42 / 打印

  摘   要:

本文讨论了对奶牛场废水的处理及研究,对各种在已研究过的用于奶牛场废水处理的工艺进行了分析,包括曝气、混凝、生物处理等复合工艺,改进型SBR处理奶牛场废水运行参数的研究,两相厌氧—好氧工艺,ABR厌氧/CASS好氧工艺,厌氧—好氧—混凝—消毒的处理工艺,水解酸化—SBR—活性污泥工艺,有效微生物用于奶牛场污水处理试验研究等方面的介绍

生态观光牧场

1   奶牛养殖废水的介绍

1.1   规模化奶牛养殖场污染物对周围环境的危害

规模化奶牛养殖场每天都会产生大量聚集的粪便,无论将粪便堆积、排到水体中或者直接用来施肥,都会造成环境污染,而且使土壤退化、生态系统遭到破坏,种植的农作物也会受到一定的影响。

畜禽养殖污染已成为继工业污染,生活污染之后的第三大污染源,成为我国污染的主要原因之一。

1.2   废水的产生及特征

奶牛养殖废水主要包括生活废水、冲洗废水(包括牛舍冲洗废水和挤奶厅冲洗废水)和牛尿。

奶牛养殖废水属于高浓度难降解的有机废水,具有其自身的特性:含大量有机污染物质及氮、磷等营养物,如化学需氧量、悬浮物、氨氮含量高,可生化性化污染负荷很高;奶牛养殖的规模、养殖方式、污染处理模式和管理模式不同,使得水质氷量变化较大;含有大量病原微生物、寄生虫卵及滋生的蚊蛹,并伴有难去除的恶臭。

1.3   规模化奶牛养殖污染物的处理现状

目前,国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。

对于我国处于微利经营的养殖行业来讲,建设该类粪污处理设施所需的投资太大、运行费用过高。因此,探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法,进行污染物的减量化、无害化、资源化处理与合理利用,已成为解决养殖业污染的关键所在,而且国家也有相应的处理与处置标准与规定。

实施养殖污染物的治理,关键问题要实施废水的达标治理和资源化利用。养殖废水是污染源,同时也是可利用的资源,实现养殖废水的资源化利用,变废为宝,才是污染治理的良好途径。

2   奶牛养殖废水的处理工艺设计

某奶牛养殖场奶牛存栏量1500头,采用水冲粪工艺收集牛粪牛尿,日产生废水200m³左右。产生的牛粪牛尿采用如下图工艺处理:

2.1   工艺流程

螺旋挤压固液分离机对废液进行固液分离后,进入中间水池,然后继续进二级和三级分离,分离后的液体进入沼气池,利用厌氧细菌的综合作用,首先将大分子有机物降解为小分子,不溶性有机物降解为溶解性有机物,最后产生沼气。经过厌氧系统的降解,出水水质还较高,需要进行下一步处理。厌氧后续采用CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺。

深度处理系统采用先混凝后气浮的工艺,对废水进行脱色及进一步净化废水水质,达到灌溉标准。

混凝后的废水在气浮池进行固液分离后,废水消毒后排到清水池,达标消纳。固体则由气泵送到污泥浓缩池。

固液分离的牛粪及沉淀池、CASS池、气浮等产生的污泥一起进入污泥浓缩池,压滤脱水后,泥饼运至堆肥区进行堆肥处理。

2.2   工艺优点

牛奶养殖废水中含有大量的有机物、固体残渣。废水中的固体残渣主要为有机物质,如不进行有效固液分离,就会给后续处理带来困难,增加处理负荷,影响处理效果,因此固液分离效果直接影响后续采取的处理工艺。因此在工艺上必须强化预处理(固液分离)。

该工艺采用三级固液分离,第一级为螺旋挤压固液分离机,第二级为旋转筛,第三级为叠螺机。三级分离后的牛粪固体均运送至堆肥区做堆肥处理。

该工艺通过三级固液分离,降低了后续处理的负荷,减少了电耗、用药量。厌氧过程中产生的沼气是一种优质能源,净化后输送到食堂使用。

2.3   主要构筑物尺寸

2.3.1   储蓄池1座,半地下式钢砼结构,尺寸为6m×6m×4m。          

2.3.2   废水调节池1座,半地下式钢砼结构,尺寸为6m×6m×4m。

2.3.3   中间水池1座,半地下式钢砼结构,尺寸为6m×6m×4m。         

2.3.4   厌氧沼气反应池1座,半地下式钢砼结构,尺寸为26m×12m×5m,水力停留时间40h。

2.3.5   好氧池1座,半地下式钢砼结构,尺寸为20m×5m×4m;有效水深5.5m。                     

2.3.6   混凝池3座,半地下式钢砼结构,尺寸为5m×5m×4m。

2.3.7   气浮池1座,钢砼结构,尺寸为5m×6m×4m。

2.3.8   清水池1座,地上式钢砼结构,尺寸为20m×5m×2m。

2.3.9   事故应急池1座,地上式砖混结构,尺寸为8m×4m×4m。

3   运行期间部分数据

从上表可以看出,该养殖废水经过生化处理后,出水指标稳定,但高于农田灌溉标准。经过深度处理后,出水水质低于200mg/L,达到GB5084—2005标准。

污水站

4   资源化利用

4.1   牛粪堆肥

畜禽粪便是一种有价值的资源,畜禽粪便经发酵后就地还田,是减轻环境污染、充分利用农业资源最经济有效的措施。据研究表明 19×108t粪便相当于约l×108t有机肥料。它包含农作物所必须的氮、磷、钾等多种营养成分。经过处理后可作为饲料,具有很大的经济价值。施作于农田则有助于改良土壤结构,提高土壤的有机质含量,促进农作物增产。但由于畜禽粪便的数量大、品质差、危害多的特点,人们对其价值还存在一些消极的观念,导致对畜禽粪便的资源化利用重视程度不够。

牧场每天产生的新鲜牛粪及剩余污泥,混合后经堆肥处理后,或可作为有机肥外售,或可供自己大棚蔬菜养殖基地。

4.2   沼气利用

液体部分采用厌氧发酵、无害化处理,的产物为沼气,标准状况下,每去除1kg COD可以产生0.35m³甲烷,沼气经过燃烧后产生的热量,用于烘干牛粪颗粒;也可用于发电供污水系统使用或者供食堂使用。

4.3   污水回用

处理后的废水,消毒后用作牛舍的冲洗水,也可以用来浇灌牧场绿化。

5   结论

奶牛养殖废水中含有多种杂质,成分复杂,有机物浓度高,属于高浓度有机废水。该废水的可生化性好,特别适用生物处理方法。

本工程采用厌氧+好氧+混凝工艺,该工艺处理后,废水能够满足农田回用水灌溉标准。强化固液分离,减少废水中的含固量,降低废水在后端生化处理的难度,降低了运行成本。终端出水清澈透明,可回用于牛舍清洁、生产区绿化浇灌,节约水资源。

牧场周边配套有绿色有机生态(时令)科技蔬菜园、高产牧草种植园、绿色有机生态茶园(1200亩),利用就地结合模式,将畜禽粪便转化成有机肥料,配套用于周边种养殖业(蔬菜,水果、花卉种植基地及开山造田土壤改良),彻底解决牧场牛粪销路问题,真正实现变废为宝。

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