一體化養(yǎng)牛場污水處理設備優(yōu)勢

近幾年，隨著農(nóng)村和農(nóng)業(yè)結構的優(yōu)化調(diào)整，畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖場數(shù)量的不斷提高使養(yǎng)殖業(yè)污染風險正不斷擴大。2010年全國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的化學需氧量和銨態(tài)氮排放量分別達到1184萬、65萬t，占全國排放總量的比例分別為45%和25%，占農(nóng)業(yè)源的95%和79%。因此，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染已成為zui主要的農(nóng)業(yè)污染源。

2011年畜禽糞便產(chǎn)生量為26695.4萬t，其耕地負荷、氮耕地負荷和磷耕地負荷均已明顯超過耕地的承載能力。畜禽糞便的氮流失量為23.2萬t，分別是同期工業(yè)廢水和生活污水氮排放量的16.7倍和3.2倍，已成為流域水體富營養(yǎng)化的主要原因，其貢獻已大大超過工業(yè)廢水和生活污水。因此，畜禽糞便的處理或資源化利用刻不容緩。

1 工程概況 

1.1 項目概況

河南省鼎元種牛育種有限公司種牛場成立于1995年，為河南省重點農(nóng)業(yè)種子工程項目，承擔河南省良種牛品種的引進、純種繁育與預選提高，為全省乃至全國提供合格的種公牛凍精及后備種牛。公司新建的種牛場位于鄭州市中牟縣雁鳴湖鎮(zhèn)穆山村，常年存欄量495頭，其中成年牛463頭，后備牛32頭。根據(jù)環(huán)評相關要求，建廠的同時需建造環(huán)境污染治理設施，否則容易發(fā)生環(huán)境污染事故。而開發(fā)利用以沼氣為紐帶的能源環(huán)境工程，能有效控制農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)村污染，更能實現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖場糞便無害化和資源化。

1.2 水量水質(zhì)指標

根據(jù)HJ497—2009畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術規(guī)范的相關規(guī)定，確定污水排放量如下：

1)牛尿量：14.2t/d。成年牛尿量:463頭x30kg/(頭?d)=13.9t/d。后備牛尿量：32頭xlOkg/(頭?d)=0.31t/d。牛尿液中COD的含量為6kg/t，消耗1kgCOD可以產(chǎn)生0.28m3~0.35m3的沼氣，本項目取0.30。

2)沼氣產(chǎn)量：14.2t/dx6kg/tx0.3m3/kg=25.6m3。

按照平常每頭牛牛舍的沖洗水為30kg計算，則整個奶牛養(yǎng)殖場沖洗污水量為:495頭x30kg/(頭? d)=14.85t/d，合計養(yǎng)殖場每天產(chǎn)生污水約30t。

一體化養(yǎng)牛場污水處理設備優(yōu)勢

2.1 工藝選擇

通過人工設計生態(tài)工程，協(xié)調(diào)發(fā)展與環(huán)境之間、資源利用與保護之間的關系，形成生態(tài)與經(jīng)濟的兩個良性循環(huán)，實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)、社會三大效益的統(tǒng)一。對于采用沼氣技術處理畜禽場排泄物的工程來說，關鍵的是選擇適合當?shù)貙嶋H情況的治理工藝與模式。本次采用工藝模式為“能源生態(tài)型”，以產(chǎn)沼氣為主要目的，經(jīng)處理后的沼液、沼渣可充分利用。

在其配套技術方面，根據(jù)牛糞、雞糞等等原料特性的不同，對預處理系統(tǒng)、厭氧發(fā)酵系統(tǒng)、沼氣輸配系統(tǒng)、制肥系統(tǒng)、消化液后處理系統(tǒng)進行差異化的設計；在發(fā)酵工藝方面，生物厭氧發(fā)酵機理研究、不同糞便高效能發(fā)酵工藝（如CSTR, UASB, USR, HCPF) 的制定、沼氣工程產(chǎn)氣率、COD去除率已經(jīng)位居水平。根據(jù)沼氣工程的目的以及周邊環(huán)境條件的不同，選擇不同的處理工藝。

對于本項目而言，由于需將全部牛糞和部分沖洗水一起混合均勻后進入到厭氧罐進行厭氧發(fā)酵處理，其廢水中含固量較高，考慮到綜合效益，選擇升流式固體反應器（USR)是合適的。USR反應器結構簡單、造價低廉，具有較高的SRT和MRT，未反應生物固體和微生物靠自然沉淀滯留于反應器內(nèi)，而且不需要出水回流和氣/固分離器。在重力作用下，比重較大固體物與微生物靠自然沉降作用積累在反應器底部，使反應器內(nèi)始終保持較高的固體量和生物量，即有較長的SRT和MRT。

2.2 處理工作流程

牛場的尿液、牛舍沖洗水、牛糞和生活污水進入集污池經(jīng)酸化調(diào)節(jié)后，泵進入進料池，在此調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池內(nèi)設置攪拌機，使物料充分混合均勻，以防止糞污沉積。合格的物料經(jīng)進料泵輸送到USR反應器，在反應器中，通過中溫發(fā)酵，利用厭氧微生物新陳代謝作用，將大部分有機物去除，產(chǎn)生大量沼氣、沼液。利用熱水鍋爐來保持厭氧反應器罐體內(nèi)的發(fā)酵溫度。厭氧發(fā)酵產(chǎn) 生的沼渣自流進入沼渣貯池，作為有機肥出售給周圍農(nóng)戶；沼液經(jīng)自流進入沼液貯池存儲，用于農(nóng)田灌溉施肥；產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水脫硫后儲存于貯氣柜，并壓力調(diào)節(jié)后經(jīng)阻火器向用氣點供氣。 

2.3 各工藝段設計參數(shù)

本項目工程主要構筑物由投糞一調(diào)節(jié)池、USR反應器、儲氣柜、沼渣一沼液儲存池和附屬用房構成，占地面積共800余平方米。詳細參數(shù)見表3處理效果

本工程采用USR工藝，運行一年多來，在氣溫低的冬季(12月、1月和2月份）產(chǎn)氣量zui低，鍋爐加熱的情況下，容積產(chǎn)氣率維持在0.64m3/(m3?d)~0.78m3/(m3?d)之間；氣溫局的夏季，自然狀態(tài)下，容積產(chǎn)氣率維持在0.74m3/(m3?d)~0.82m3/(m3?d)之間。年平均日產(chǎn)沼氣量為350m3/d，*了養(yǎng)殖場的職工食堂、圈舍溫控，沼氣路燈及周邊50余戶農(nóng)用氣需求。

沼渣沼液進行固液分離，分離出來的沼渣制成商品固體有機肥料；沼液中富含有機質(zhì)、氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，可服務周邊村民的農(nóng)用。

4 結語

采用USR反應器的沼氣工程處理本項目規(guī)模化養(yǎng)牛場糞便是可行的，其容積產(chǎn)氣率較高。該工程系統(tǒng)具有運行成本低、 產(chǎn)氣穩(wěn)定、管理方便可靠等特點，與農(nóng)業(yè)面源污染治理相結合，更是把畜禽養(yǎng)殖污水的治理與生態(tài)衣業(yè)相結合，對緩解環(huán)境壓力以及推動社會可持續(xù)發(fā)展方面具有重要的作用。

污水簡介

養(yǎng)殖場污水主要包括尿、部分糞便和沖洗水，屬高濃度有機污水，而且懸浮物和氨氮含量大。這種未經(jīng)處理的污水進入自然水體后，使水中固體懸浮物、有機物和微生物含量升高，改變水體的物理、化學和生物群落組成，使水質(zhì)變壞。污水中還含有大量的病原微生物將通過水體進行擴散傳播，危害人畜健康。為了做到經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的三者有機結合，必須對其污水進行有效的治理。

污水特點

養(yǎng)殖污水具有典型的“三高特征”即有機物濃度高COD高達3000-12000mg/l，氨氮高達800-2200mg/l，懸浮物多SS超標數(shù)十倍，色度深，并含有大量的細菌，氨氮、有機磷含量高?？缮院?，沖擊負荷大。

處理方法

養(yǎng)殖場廢水處理方法可簡單地歸納為物理處理法、化學處理法和生物處理法，應用廣泛的是生物處理法，即主要通過微生物的生命過程把污水中的有機物轉(zhuǎn)化為新的微生物細胞以及簡單形式的無機物，從而達到去除有機物的目的。廢水自流進入格柵池，其作用是去除污中固體懸浮物，然后廢水流至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)有效地進行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，經(jīng)提升泵送入缺氧池，在缺氧池，污水經(jīng)厭氧消化，去除部分污染物質(zhì)，部分難降解的有機物質(zhì)在此轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)有利于好氧消化處理。流入好氧池后，填料上吸附的大量活性生物膜，在氧氣充足的條件下，生物膜內(nèi)的菌體大量吞食污水中的有機污染物，進行新陳代謝，大程度地去除水中的有機污染物，水中的懸浮物沉淀到污泥斗中，污泥在斗中經(jīng)過一段時間的濃縮后，定期回流到調(diào)節(jié)池，剩余污泥排入干化池進行干化和回收處理，出水經(jīng)兼性塘進行后續(xù)處理后達標排放。