規(guī)模化養(yǎng)牛場廢水處理設(shè)備工程案例

規(guī)?；B(yǎng)牛場廢水處理設(shè)備工程案例

近幾年，隨著農(nóng)村和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)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(fēng)險(xiǎn)正不斷擴(kuò)大。2010年全國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的化學(xué)需氧量和銨態(tài)氮排放量分別達(dá)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年河南省畜禽糞便產(chǎn)生量為26695.4萬t，其耕地負(fù)荷、氮耕地負(fù)荷和磷耕地負(fù)荷均已明顯**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，已成為河南省流域水體富營養(yǎng)化的主要原因，其貢獻(xiàn)已大大**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(xiàng)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(diǎn)農(nóng)業(yè)種子工程項(xiàng)目，承擔(dān)河南省良種牛品種的引進(jìn)、純種繁育與預(yù)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(guān)要求，建廠的同時(shí)需建造環(huán)境污染治理設(shè)施，否則*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，較能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化養(yǎng)殖場糞便無害化和資源化。

1.2 水量水質(zhì)指標(biāo)

根據(jù)HJ497—2009畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范的相關(guān)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(xiàng)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(jì)算，則整個(gè)奶牛養(yǎng)殖場沖洗污水量為:495頭x30kg/(頭? d)=14.85t/d，合計(jì)養(yǎng)殖場每天產(chǎn)生污水約30t。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 工藝選擇

通過人工設(shè)計(jì)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(hù)之間的關(guān)系，形成生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的兩個(gè)良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)三大效益的統(tǒng)一。對于采用沼氣技術(shù)處理畜禽場排泄物的工程來說，關(guān)鍵的是選擇適合當(dāng)?shù)貙?shí)際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(shù)方面，根據(jù)牛糞、雞糞等等原料特性的不同，對預(yù)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(jìn)行差異化的設(shè)計(jì)；在發(fā)酵工藝方面，生物厭氧發(fā)酵機(jī)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)****ling先水平。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(xiàng)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(jìn)入到厭氧罐進(jìn)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(yīng)器（USR)是合適的。USR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，具有較高的SRT和MRT，未反應(yīng)生物固體和微生物靠自然沉淀滯留于反應(yīng)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(yīng)器底部，使反應(yīng)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。

規(guī)?；B(yǎng)牛場廢水處理設(shè)備工程案例

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(jìn)入集污池經(jīng)酸化調(diào)節(jié)后，泵進(jìn)入進(jìn)料池，在此調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置攪拌機(jī)，使物料充分混合均勻，以防止糞污沉積。合格的物料經(jīng)進(jìn)料泵輸送到USR反應(yīng)器，在反應(yīng)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**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(yīng)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(jìn)入沼渣貯池，作為**肥出售給周圍農(nóng)戶；沼液經(jīng)自流進(jìn)入沼液貯池存儲(chǔ)，用于農(nóng)田灌溉施肥；產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水脫硫后儲(chǔ)存于貯氣柜，并壓力調(diào)節(jié)后經(jīng)阻火器向用氣點(diǎn)供氣。 

2.3 各工藝段設(shè)計(jì)參數(shù)

本項(xiàng)目工程主要構(gòu)筑物由投糞一調(diào)節(jié)池、USR反應(yīng)器、儲(chǔ)氣柜、沼渣一沼液儲(chǔ)存池和附屬用房構(gòu)成，占地面積共800余平方米。詳細(xì)參數(shù)見表3處理效果

本工程采用USR工藝，運(yùn)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，完全滿足了養(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(jìn)行固液分離，分離出來的沼渣制成商品固體**肥料；沼液中富含**質(zhì)、氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，可服務(wù)周邊村民的農(nóng)用。

4 結(jié)語

采用USR反應(yīng)器的沼氣工程處理本項(xiàng)目規(guī)?；B(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(yùn)行成本低、 產(chǎn)氣穩(wěn)定、管理方便可靠等特點(diǎn)，與農(nóng)業(yè)面源污染治理相結(jié)合，較是把畜禽養(yǎng)殖污水的治理與生態(tài)衣業(yè)相結(jié)合，對緩解環(huán)境壓力以及推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展方面具有重要的作用。