奶牛养殖废水处理工艺设计研究 本文关键词：废水处理，奶牛，养殖，工艺，研究
奶牛养殖废水处理工艺设计研究 本文简介：[摘要]奶牛养殖废水是畜禽养殖废水中的一种，其性质与处理方式与养猪废水不尽相同。本文对奶牛养殖废水工艺流程进行阐述，并对设计、运行经验进行总结，对保障废水处理零排放的配套生态措施进行讨论。[关键词]奶牛养殖废水；粗纤维；氧化塘畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分，畜禽养殖业大力发展所带来的环境污
奶牛养殖废水处理工艺设计研究 本文内容：
[摘要]奶牛养殖废水是畜禽养殖废水中的一种，其性质与处理方式与养猪废水不尽相同。本文对奶牛养殖废水工艺流程进行阐述，并对设计、运行经验进行总结，对保障废水处理零排放的配套生态措施进行讨论。
[关键词]奶牛养殖废水；粗纤维；氧化塘
畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分，畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重，不仅影响经济发展，而且还危及生态安全，已成为人们普遍关注的社会问题。畜禽养殖场产生的粪便和污水造成地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染，直接影响了人们的身体健康和正常生产生活。畜禽养殖过程中产生的废水，主要来源于圈舍冲洗水，冲洗水中含尿液、残余粪便及饲料残渣。而清粪方式对水量、水质的影响极大。清粪方式主要有三种：干清粪、水冲粪和水泡粪。总体来说，干清粪工艺产生的冲洗废水量少、废水污染物浓度低；水冲粪产生的冲洗废水量最多、废水污染物浓度较高；水泡粪产生的冲洗废水量较多、废水污染物浓度最高。
1工程概况
粤西某奶牛场主要从事良种奶牛养殖，占地约300亩，周围配套种植桉树林和橡胶树林。奶牛存栏量2000头(混合群)，主要喂食玉米杆、羊草、苜蓿草、柱花草等青粗料和混合专用饲料。年产鲜奶7000吨。该场牛舍采用干清粪方式，引进国外先进的自动刮板清粪系统，实现自动机械清粪。干粪经发酵、添加营养元素后，制成有机肥料，进行资源化利用。牛舍定时冲洗，冲洗废水含有尿液和粪便，有机物浓度高，NH3-N、SS含量高。按要求，该场养殖废水需达到零排放，因此废水经一系列的处理后回用于养殖棚清洗和橡胶林浇灌，不外排。
2水量、水质及出水标准
根据养殖规模、清粪方式，以及该场实际生产运营情况，废水处理量按300m3/d计，24小时连续运行，废水水质见表1。处理后的出水满足广东省地方标准《畜禽养殖业污染物排放标准》(DB44/613-2009)集约化畜禽养殖业水污染物最高允许日均排放浓度其他地区标准值要求。出水回用于养殖棚清洗和橡胶林浇灌，不外排。
3工艺流程及说明
牛舍冲洗废水排入集水池后，通过螺旋挤压机进行固液分离，分离出来的残渣干湿度适中，是一种优质有机肥原料，经过堆肥熟化后成为有机肥。分离出的废水进入均质池，对水质水量进行调节，有利于后续厌氧系统稳定运行。在厌氧系统中，污水中的有机物被厌氧微生物分解转化成有机酸，并产生成沼气。沼气用于场内锅炉加热，并设火炬燃烧器进行备用。废水经厌氧发酵后进入缺氧池，与接触氧化池的回流水形成缺氧环境，一方面，厌氧环境和好氧环境的混合使缺氧池中的溶解氧保持在0.2~0.5mg/L的范围之内，另一方面，由于厌氧发酵灌出水具有较高的水温，接触氧化池中的回流水可以起到缓冲的作用，避免因高温导致生物活性下降，进而影响去除效果。废水中氨氮在接触氧化池中被氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，在缺氧池中经反硝化菌的作用实现脱氮；缺氧池出水自流至接触氧化池，接触氧化池中装有生物填料，底部安装微孔曝气器。在充氧的条件下，填料上附着由大量微生物群形成的生物膜，对有机物降解起主要的作用。当废水流经填料层时，水中有机污染物被微生物吸附、分解。好氧微生物便以有机物为营养不断地进行新陈代谢，使有机物彻底氧化为二氧化碳和水。出水一部分回流至缺氧池进行脱氮，剩余部分进入二沉池进行固液分离。二沉池产生的污泥部分回流至缺氧池和接触氧化池补充生物量，同时也避免了因夏季温度过高，池中生物活性下降，回流生物能起到提高整体活性的作用，保证系统的正常运行。二沉池上清液进入到后续的氧化塘，对有机物和氨氮作进一步的处理。氧化塘池底夯实，敷设2cm厚HDPE膜防渗。增设曝气设备，强化净化能力。最终出水则回用到生产线及橡胶林的浇灌。剩余污泥经干化后，作有机肥生产原料。
4运行经验总结
4.1废水系统运行关键因素
固液分离效果直接影响后续处理设施运行负荷。因此，选择稳定、可靠的固液分离设施，以最大程度地降低出水SS和非溶解性有机物。厌氧处理系统也是影响出水效果的关键因素。冬天应加强保温措施，如采用沼气锅炉产蒸汽加热厌氧系统，使能量有效回收利用。
4.2前处理采用切割式潜污泵
奶牛养殖废水中含有饲料残渣，奶牛喂食过程中，青粗料一般占奶牛日粮的70%左右。因此，冲洗废水中含有一定量的植物纤维。而如果在废水处理前端采用普通的提升泵，容易产生堵塞，影响后续工艺运行。本项目中，采用带有切割功能的潜污泵，有效避免堵塞的情况发生，保证废水处理系统稳定运行。切割式潜污泵采用切割装置将长纤维等易缠绕的物质切碎，达到不堵塞的目的。切割式潜污泵有泵自带切割功能和泵附加切割装置两种形式。泵本身自带切割功能的制造成本较低，但叶轮制造复杂，容易损坏；泵附加切割装置的使用形式更加灵活，更换易损件方便，但泵的结构复杂，制造成本增加，泵的效率和稳定性降低[1]。综合比较后，本项目选择附加切割装置的切割潜污泵。在奶牛养殖过程中，可以通过切短、粉碎青粗料等方法，降低冲洗废水中的植物长纤维量，减少水泵堵塞等问题发生。
4.3二沉池采用斜管式沉淀池
青粗料的粗纤维含量高。粗纤维难于消化，过多则日粮营养浓度不足；但由于反刍动物的生理特点，过少会造成瘤胃功能紊乱。奶牛消化粗纤维的主要器官是瘤胃。粗纤维进入瘤胃后，被瘤胃微生物降解为乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，同时产生CO2和H2O等，所产气体以嗳气等方式排除体外。瘤胃中未被消化的粗纤维，通过小肠时无大变化，到达盲肠和结肠中，部分粗纤维又可被微生物降解为挥发性脂肪酸及气体。剩余粗纤维随粪便排出[2]。奶牛对不同干草秸秆的粗纤维消化率不同，一般为30%~70%左右。因此，粪便中含有大量未消化完全的粗纤维。废水经固液分离及生化处理后也未能完全去除和降解。因此，生化出水后采用斜管沉淀池进行固液分离。斜管沉淀池利用窝填料将池体分割成一系列浅层沉淀层，增大了沉淀面积以及缩短了颗粒沉淀距离，池中水流接近层流状态。颗粒在各沉淀浅层中相互运动并分离，粗纤维也在此过程中沉淀下来，出水澄清。如选用竖流式沉淀池，池中水流方向与颗粒沉淀方向相反，上升速度等于沉随降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。而粗纤维质量较小，容易随水流出，不能沉淀完全。在奶牛养殖过程中，可以通过优化精粗比、添加微生物制剂等方法，减少废水中粗纤维量，使生化出水更易沉淀。
5结果与讨论
(1)奶牛养殖废水经上述工艺进行处理后，各污染物浓度大大降低，满足出水要求。(2)养殖场中配套一定面积的氧化塘和人工经济林，是资源综合利用、实现废水零排放的保障。养殖废水中的氨氮含量高，废水排到氧化塘中，并停留一段时间，利用塘中的动植物、微生物和藻类形成的特殊生态系统，可实现有机物尤其是氮、磷的降解。桉树林、橡胶林等人工经济林能很好地消纳畜禽养殖废水。但粪肥还林利用时，用量不能超过作物当年生长所需的养分量。尤其在夏季，更应薄施肥。同时应有一倍以上的土地用于轮作施肥，不得长期施肥于同一土地。
参考文献
[1]商明华，关醒凡，张青民．切割搅拌结构在杂污泵中的应用．城建/水工业通用机械，2011，7：74-76．
[2]俞耀华．提高奶牛对粗纤维的利用率．农业科技与信息，2006，10：23-24．
作者：朱月琪 单位：广东环境保护工程职业学院
奶牛养殖废水处理工艺设计研究 来源：网络整理
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