一种奶牛场养殖污水的处理方法

摘要

本发明提供了一种奶牛场养殖污水的处理方法，依次采用以下步骤：CSTR厌氧发酵系统、SS多级超滤系统、多效氧化塘、A2O2工艺和季节综合生态塘。本发明的有益效果在于：水质达标稳定，效果良好，适应于所有季节及地区。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种奶牛场养殖污水的处理方法。

背景技术

畜禽养殖业环境污染治理问题，始终是畜牧业持续稳定健康发展面临的首要问题。推动畜牧业转变发展方式，促进畜牧业绿色发展，首先就是要解决好畜禽养殖场产生的污水问题。在土地承载力较弱地方，规模化养殖场的存在势必影响当地环境污染，污染的最主要来源便是粪污中沼液污染，因此如何在土地承载力饱和的基础上通关以灌溉水标准处理提高水资源利用的途径，同时又降低牧场水处理成本，成为重点需要攻克的难题。

目前，规模化奶牛场主要采用水泡粪工艺，产生的沼液废水具有较高的有机质、悬浮物浓度高，富含氮磷且冲击负荷大等特点，一般先采用厌氧进行处理，降解沼液中大部分有机质，但通过降解后的沼液中有机质、氮磷浓度及悬浮物仍然很高，需要进一步处理，因此，有必要探索一种经济可行的新技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种奶牛场养殖污水的处理方法，水质达标稳定，效果良好，适应于所有季节及地区。

具体方案如下：

一种奶牛场养殖污水的处理方法，其特征在于，依次采用以下步骤：CSTR厌氧发酵系统、SS多级超滤系统、多效氧化塘、A2O2工艺和季节综合生态塘。

作为本发明的进一步改进，所述CSTR厌氧发酵系统的处理方法如下：奶牛场粪污进入调节池后，通过潜水搅拌机进行充分不间断搅拌，让粪污均匀，并同时保持粪污浓度TS＝8～12％，之后进入CSTR厌氧发酵罐，在中温33～35℃下，水力停留20天，在厌氧条件下，有机物被降解为CH4、CO2、NH3、H2S气体，天气寒冷季节，对调节池进行增温，热源来源于CSTR发酵产生的CH4气体燃烧蒸汽，这样经济实惠且环保，真正做到无害化处理资源化利用。

作为本发明的进一步改进，所述发酵罐采用底搅及侧搅相结合方式进行厌氧过程中搅拌，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会，让沼液在厌氧生化反应过程中充分反应。

作为本发明的进一步改进，所述SS多级超滤系统的处理方法如下：经CSTR厌氧发酵系统发酵后的粪污进入该系统，该系统为一体机，内部分两级，两级实现无缝衔接。一级通过单螺旋挤压方式进行固液分离，分离后的干物质进入晾晒区域处理，液体进入二级超滤固液分离，在一级分离与二级分离之间加入聚丙烯酰胺适当剂量，二级分离采用叠片式挤压分离，分离后的液体呈清澈状态。

作为本发明的进一步改进，所述多效氧化塘分三级，经SS多级超滤系统过滤后的液体依次在一级氧化塘停留时间45天，二级氧化塘停留70天，三级氧化塘停留70天。

作为本发明的进一步改进，所述一级氧化塘采用混凝土工艺，底部配置液下刮板，在SS多级超滤系统中的二级分离过程中因添加了聚丙烯酰胺，分离后的液体中含有微量为充分溶解的药剂，一级氧化塘利用残留的微量聚丙烯酰胺再次充分溶解的作用，分离沉淀剩余一级氧化塘中液体悬浮物，通过实验中证明，液体在氧化塘中的沉降速度随时间延长而减少，在45天时液体液体中能沉下来的悬浮物微乎其微；所述二级氧化塘采用防渗膜铺设工艺；所述三级氧化塘采用防渗膜铺设工艺，氧化塘底部铺设管道微孔曝气器，每天实行阶段性曝气，实行阶段性曝气有利于液体中COD、氨氮，BOD等指标有效降低，对后续处理更加容易。该部分设计考虑因素其二，沼液还田必须符合季节性施肥，全国大部分地区基本一年两季收割，因此三级氧化塘总容积6个月左右。

作为本发明的进一步改进，所述A2O2工艺由厌氧池A1、缺氧池A2、好氧池O1、好氧池O2组成，前后辅以物化处理，能够获得良好的生物废水处理效果。

作为本发明的进一步改进，所述厌氧池A1的厌氧反应通过水解阶段酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段完成，通过厌氧反应能够将大分子有机物转化为小分子有机物，将结构复杂的有机物转化为结构简单的有机物，为参加下一阶段降解过程的微生物提供适宜的基质；所述好氧池O1将进水中的NH3-N在有氧状态下亚硝化，生成的NO2，回流到缺氧池A2，进行反硝化脱氮，整个好氧池都控制在亚硝化阶段可减少对氧的需求量，降低能耗及运行成本；宜于富集微生物，提高负荷；所述缺氧池A2培养并富集能够在缺氧状态下由好氧池O1回流的N02直接还原为N2的亚硝酸盐反硝化细菌，亚硝化细菌和硝化细菌均为好氧自养微生物，因此硝化过程中不会消耗有机碳源，但反硝化细菌是兼性异养菌，反硝化过程中需要有机碳源(也可以说是COD或者BOD)；缺氧池A2置于好氧池O1之前，可以有效利用经过厌氧池A1改善了可生化性的进水中的有机物作为碳源；根据生物化学和微生物学的研究，亚硝酸氮反硝化过程中对有机碳源的需要量低于硝酸氮，二者的比值约为0.60。可以减少或者无需外加碳源。废水的COD/NH3-N值相对较低，如果脱氮过程经历亚硝酸盐反硝化、硝酸盐反硝化的过程，很可能出现碳源不足而需要外加碳源，从而额外增加运行费用，因此，A2/O2工艺中将好氧池O1控制在亚硝化阶段不仅可以减少供氧量，而且可以保证缺氧池A2的反硝化过程仅利用进水碳源而不需要外加有机碳源。废水经过厌氧池A1、缺氧池A2、好氧池O1处理后进入好氧池O2，进入好氧池O2池的废水中还含有未硝化的NH3-N、未完全反硝化的NO2--N及未降解的CODCr，好氧池O2池将未硝化的NH3-N进一步硝化，保证出水NH3-N达标；将反硝化不完全的亚硝酸氮氧化为硝酸氮，以防止其进入周围环境造成危害；进一步降解CODCr，保证其达标排放，好氧池O2池使得A2/O2工艺的运行稳定性大大提高。设计好氧池O2的另一个作用是针对废水处理过程中，废水水质水量的波动，生物细菌的病变，天气气温变化等不定期因素对废水处理系统的影响，废水在经过厌氧、缺氧、好氧等工艺处理后，由于水量、水质、气温等现象所造成废水处理不能达到排放指标时，开启辅助好氧生化系统工作，以确保达标排放。

作为本发明的进一步改进，所述季节综合生态塘设计为S型，池深度1.5米，S微端为深度6米的池塘，种植莲藕、藕尖；并养殖黑鱼，鲶鱼。种植莲藕、藕尖即有经济价值又能有效降解处理后灌溉水中的有机质，从而降低COD、氨氮等指标；因冬季植物生长停止，这是水体中的鱼类可以消纳灌溉水中的有机废质，在一定程度上降低COD、氨氮等指标积极效益可观，处理后的灌溉水对于一般鱼类存活不会产生影响，这里选择黑鱼，鲶鱼二两鱼种主要基于其对水质适应性较强易于存活。

本发明的有益效果在于：

1、采用CSTR厌氧发酵系统，不仅可让沼液在厌氧生化反应过程中充分反应，有机物被降解为CH4、CO2、NH3、H2S等气体，而且在天气寒冷季节，还可通过CSTR发酵产生的CH4气体燃烧蒸汽来对调节池进行增温，经济实惠且环保，真正做到无害化处理资源化利用；

2、采用SS多级超滤系统，通过两级分离，使得分离后的液体清澈，是水质达标、成本降低的关键环节；

3、采用多效氧化塘，可有效降低液体中的COD、氨氮，BOD等指标，并未后续处理增加便捷性；

4、采用深度处理环节A2O2工艺，由厌氧池A1、缺氧池A2、好氧池O1、好氧池O2组成，前后辅以物化处理，能够获得良好的生物废水处理效果；

5、采用季节综合生态塘，根据季节特点种植莲藕、藕尖；并养殖黑鱼，鲶鱼，种植莲藕、藕尖既有经济价值又能有效降解处理后灌溉水中的有机质，从而降低COD、氨氮等指标。

附图说明

图1为本发明一种奶牛场养殖污水的处理方法的示意图。

图2为本发明一种奶牛场养殖污水的处理方法中A2O2工艺的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图所示，一种奶牛场养殖污水的处理方法，依次采用以下步骤：CSTR厌氧发酵系统、SS多级超滤系统、多效氧化塘、A2O2工艺和季节综合生态塘。

在本实施例中，所述CSTR厌氧发酵系统的处理方法如下：奶牛场粪污进入调节池后，通过潜水搅拌机进行充分不间断搅拌，让粪污均匀，并同时保持粪污浓度TS＝8～12％，之后进入CSTR厌氧发酵罐，在中温33～35℃下，水力停留20天，在厌氧条件下，有机物被降解为CH4、CO2、NH3、H2S气体，天气寒冷季节，对调节池进行增温，热源来源于CSTR发酵产生的CH4气体燃烧蒸汽，这样经济实惠且环保，真正做到无害化处理资源化利用，其中，所述发酵罐采用底搅及侧搅相结合方式进行厌氧过程中搅拌，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会，让沼液在厌氧生化反应过程中充分反应。

通过厌氧发酵后的有机质降解明显：

表一、夏季指标

表二、冬季指标

通过上述指标对比，可以明显看出，除SS、PH没有明显变化，其他指标均大幅度下降，证明该设施效果明显。

在本实施例中，所述SS多级超滤系统的处理方法如下：经CSTR厌氧发酵系统发酵后的粪污进入该系统，该系统为一体机，内部分两级，两级实现无缝衔接。一级通过单螺旋挤压方式进行固液分离，分离后的干物质进入晾晒区域处理，液体进入二级超滤固液分离，在一级分离与二级分离之间加入聚丙烯酰胺适当剂量，二级分离采用叠片式挤压分离，分离后的液体呈清澈状态，分离后的液体各项指标如下：

表三、夏季指标

表四、冬季指标

在本实施例中，所述多效氧化塘分三级，经SS多级超滤系统过滤后的液体依次在一级氧化塘停留时间45天，二级氧化塘停留70天，三级氧化塘停留70天。

在本实施例中，所述一级氧化塘采用混凝土工艺，底部配置液下刮板，在SS多级超滤系统中的二级分离过程中因添加了聚丙烯酰胺，分离后的液体中含有微量为充分溶解的药剂，一级氧化塘利用残留的微量聚丙烯酰胺再次充分溶解的作用，分离沉淀剩余一级氧化塘中液体悬浮物，通过实验中证明，液体在氧化塘中的沉降速度随时间延长而减少，在45天时液体液体中能沉下来的悬浮物微乎其微；所述二级氧化塘采用防渗膜铺设工艺；所述三级氧化塘采用防渗膜铺设工艺，氧化塘底部铺设管道微孔曝气器，每天实行阶段性曝气，实行阶段性曝气有利于液体中COD、氨氮，BOD等指标有效降低，对后续处理更加容易。该部分设计考虑因素其二，沼液还田必须符合季节性施肥，全国大部分地区基本一年两季收割，因此三级氧化塘总容积6个月左右。

表五、夏季指标

表六、冬季指标

在本实施例中，所述A2O2工艺由厌氧池A1、缺氧池A2、好氧池O1、好氧池O2组成，前后辅以物化处理，能够获得良好的生物废水处理效果。

在本实施例中，所述厌氧池A1的厌氧反应通过水解阶段酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段完成，通过厌氧反应能够将大分子有机物转化为小分子有机物，将结构复杂的有机物转化为结构简单的有机物，为参加下一阶段降解过程的微生物提供适宜的基质；所述好氧池O1将进水中的NH3-N在有氧状态下亚硝化，生成的NO2，回流到缺氧池A2，进行反硝化脱氮，整个好氧池都控制在亚硝化阶段可减少对氧的需求量，降低能耗及运行成本；宜于富集微生物，提高负荷；所述缺氧池A2培养并富集能够在缺氧状态下由好氧池O1回流的N02直接还原为N2的亚硝酸盐反硝化细菌，亚硝化细菌和硝化细菌均为好氧自养微生物，因此硝化过程中不会消耗有机碳源，但反硝化细菌是兼性异养菌，反硝化过程中需要有机碳源(也可以说是COD或者BOD)；缺氧池A2置于好氧池O1之前，可以有效利用经过厌氧池A1改善了可生化性的进水中的有机物作为碳源；根据生物化学和微生物学的研究，亚硝酸氮反硝化过程中对有机碳源的需要量低于硝酸氮，二者的比值约为0.60。可以减少或者无需外加碳源。废水的COD/NH3-N值相对较低，如果脱氮过程经历亚硝酸盐反硝化、硝酸盐反硝化的过程，很可能出现碳源不足而需要外加碳源，从而额外增加运行费用，因此，A2/O2工艺中将好氧池O1控制在亚硝化阶段不仅可以减少供氧量，而且可以保证缺氧池A2的反硝化过程仅利用进水碳源而不需要外加有机碳源。

废水经过厌氧池A1、缺氧池A2、好氧池O1处理后进入好氧池O2，进入好氧池O2池的废水中还含有未硝化的NH3-N、未完全反硝化的NO2--N及未降解的CODCr，好氧池O2池将未硝化的NH3-N进一步硝化，保证出水NH3-N达标；将反硝化不完全的亚硝酸氮氧化为硝酸氮，以防止其进入周围环境造成危害；进一步降解CODCr，保证其达标排放，好氧池O2池使得A2/O2工艺的运行稳定性大大提高。

设计好氧池O2的另一个作用是针对废水处理过程中，废水水质水量的波动，生物细菌的病变，天气气温变化等不定期因素对废水处理系统的影响，废水在经过厌氧、缺氧、好氧等工艺处理后，由于水量、水质、气温等现象所造成废水处理不能达到排放指标时，开启辅助好氧生化系统工作，以确保达标排放。

表七、夏季指标

表八、冬季指标

在本实施例中，所述季节综合生态塘设计为S型，池深度1.5米，S微端为深度6米的池塘，种植莲藕、藕尖；并养殖黑鱼，鲶鱼。种植莲藕、藕尖即有经济价值又能有效降解处理后灌溉水中的有机质，从而降低COD、氨氮等指标；因冬季植物生长停止，这是水体中的鱼类可以消纳灌溉水中的有机废质，在一定程度上降低COD、氨氮等指标积极效益可观，处理后的灌溉水对于一般鱼类存活不会产生影响，这里选择黑鱼，鲶鱼二两鱼种主要基于其对水质适应性较强易于存活。

表九、夏季指标

表十、冬季指标

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。