規(guī)模化養(yǎng)牛場廢水處理設備工程案例

規(guī)模化養(yǎng)牛場廢水處理設備工程案例

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年河南省畜禽糞便產(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**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(guān)要求，建廠的同時需建造環(huán)境污染治理設施，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(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。

2 工藝設計

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(guān)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(shù)處理畜禽場排泄物的工程來說，關(guān)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(shù)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)****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(jié)構(gòu)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。

規(guī)?；B(yǎng)牛場廢水處理設備工程案例

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**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**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(gòu)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(gòu)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，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，可服務周邊村民的農(nóng)用。

4 結(jié)語

采用USR反應器的沼氣工程處理本項目規(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(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)境壓力以及推動社會可持續(xù)發(fā)展方面具有重要的作用。