奶牛牧場(chǎng)污水治理工程實(shí)例

奶牛牧場(chǎng)污水治理工程實(shí)例

近年來，福建水產(chǎn)養(yǎng)殖快速發(fā)展。據(jù)2007年統(tǒng)計(jì),福建省牛存欄約100.21萬頭,豬存欄約1279.12萬頭,羊存欄約132.34萬只,家禽年末存欄數(shù)11637.07萬只。隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,帶來了嚴(yán)重的污染問題,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),福建省每年畜禽污水產(chǎn)生量為6億t,排放的主要污染物氨氮、COD分別為15.4萬t和115.8萬t。而目前的治理率不到1/3,導(dǎo)致畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放已取代工業(yè)廢水成為福建江河水體污染的禍?zhǔn)?成為全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題,因此治理畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染是建設(shè)新農(nóng)村和保持畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的迫切問題。本文介紹南平市長(zhǎng)富第二十六牧場(chǎng)利用沼氣工程和人工濕地的辦法治理奶牛場(chǎng)污水,實(shí)現(xiàn)廢棄物無害化處理和循環(huán)利用的目的,以期為畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供借鑒和模式。1奶牛場(chǎng)與奶牛場(chǎng)概況南平市長(zhǎng)富第二十六牧場(chǎng)位于建甌市南雅鎮(zhèn),牧場(chǎng)存欄奶牛約1000頭,奶牛場(chǎng)采用干清糞方法,每日污水排放量為80～100t,奶牛場(chǎng)離閩江上游建溪的支流約500m,周邊有3.5hm2左右農(nóng)田和約1hm2的柑桔園。沉淀后污水的污染物含量見表1。2工藝設(shè)計(jì)2.1流程圖奶牛場(chǎng)污水處理工藝流程見圖1。2.2流程描述2.2.1厭氧發(fā)酵池的干燥處理奶牛場(chǎng)里的糞渣采用人工收集后進(jìn)行日曬等干燥處理,這樣可降低厭氧發(fā)酵池的建造體積和建造成本;同時(shí)曬干的牛糞又是很好的食用菌原料,出售可增加一定的經(jīng)濟(jì)效益。2.2.2厭氧發(fā)酵池、貯氣柜沉沙池前入口處用鋼筋焊制格柵,主要用于攔截不易降解的垃圾和沉降泥沙,沉沙池建造10m3,對(duì)牛糞尿及沖攔污水進(jìn)行初步的沉積,再經(jīng)過集污池的沉淀,上清液流入?yún)捬醢l(fā)酵池;厭氧發(fā)酵池共1000m3,采用半地下式,內(nèi)由5個(gè)200m3的池串聯(lián)而成,池側(cè)壁采用玻璃鋼材料作保溫層,為防止冬季熱量散失,發(fā)酵池中安裝填料,提高發(fā)酵效率;貯氣柜用于收集發(fā)酵池產(chǎn)生的沼氣,保障生產(chǎn)、生活用氣的穩(wěn)定性;貯液池建造300m3,主要用于收集厭氧發(fā)酵后的沼液,并對(duì)收集的沼液中的固體及懸浮物再次沉降。2.2.3玉米、黑麥草、啤的分分區(qū)栽植人工濕地系統(tǒng)的目的是進(jìn)一步對(duì)發(fā)酵后的沼液起到凈化作用,在對(duì)人工濕地系統(tǒng)建造和栽種植物選擇時(shí),既考慮到有凈化污水的作用,又要考慮經(jīng)濟(jì)性和適用性。為此,選擇適宜當(dāng)?shù)卦苑N的需肥量大、根系發(fā)達(dá)、生物量大的玉米、黑麥草和芋頭進(jìn)行分時(shí)分區(qū)栽種;玉米和黑麥草作為夏冬輪作的植物,滿足牛場(chǎng)對(duì)青飼料的需求,沼液經(jīng)過玉米(或黑麥草)地出來后流入芋頭地,玉米地和芋頭地全部畦溝,沼液在畦溝中間歇性地流動(dòng),芋頭地畦溝相對(duì)挖深一點(diǎn),約40cm深,放養(yǎng)適量的泥鰍。人工濕地面積設(shè)計(jì):將3.5hm2田地中的3hm2分成3塊,每塊地1hm2,用于栽種玉米或黑麥草,余下的0.5hm2用于栽種芋頭,設(shè)計(jì)沼液在人工濕地的水力滯留期基本上保持在3d左右。3結(jié)果與分析3.1玉米地和啤草地排放污水從奶牛場(chǎng)出來的污水經(jīng)厭氧發(fā)酵和貯液池沉淀后,取上層沼液檢測(cè),污水的水質(zhì)指標(biāo)與集污池出水水質(zhì)相比(見表1和表2),除TP下降幅度較小外,其他各項(xiàng)指標(biāo)明顯下降。這主要是在厭氧發(fā)酵過程中,微生物產(chǎn)生水解酶對(duì)污水中的有機(jī)物等有害物質(zhì)進(jìn)行降解,形成可溶性的較小分子化合物,最后通過甲烷菌在厭氧的情況下轉(zhuǎn)化為CH4和CO2,實(shí)現(xiàn)污水中有毒有害物質(zhì)的去除。污水厭氧發(fā)酵受碳氮比和溫度影響較大,一般認(rèn)為碳氮比在25∶1發(fā)酵效果最好,在常溫情況下,溫度越高發(fā)酵效果越好,冬季要適當(dāng)采取保溫措施,經(jīng)測(cè)試,污水厭氧發(fā)酵生成的CH4產(chǎn)氣率冬季最低為0.16m3·m-3·d-1,夏季達(dá)到0.25m3·m-3·d-1。沉淀后的沼液,流經(jīng)田間小溝進(jìn)入玉米地(或黑麥草地),每塊田地連續(xù)進(jìn)水2d,水在畦溝中流動(dòng),水力滯留期保持3d,沼液經(jīng)玉米(或黑麥草)地吸收凈化后,排水間歇1d再進(jìn)污水;將玉米(或黑麥草)地出來的污水匯流入芋頭地,并將芋頭地的畦溝挖深,長(zhǎng)年保持一定的水位,在畦溝中放養(yǎng)泥鰍,經(jīng)試養(yǎng),泥鰍在水中生長(zhǎng)良好,芋頭也生長(zhǎng)旺盛,水質(zhì)進(jìn)一步得到凈化。在不同季節(jié)和時(shí)段對(duì)污水進(jìn)行檢測(cè),從各出水口取水分析結(jié)果見表2;從表2中可知,從玉米地出水的水質(zhì)指標(biāo)都降低了50%以上,到芋頭地出水的COD、BOD5、TP的去除率都達(dá)到90%以上,SS和NH3-N也有80%左右被去除。由于大量的SS被土壤和植物根系阻擋截留,不溶性有機(jī)物通過濕地的沉淀、過濾作用,可以很快從廢水中截留下來,被微生物加以利用;可溶性有機(jī)物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及微生物的代謝過程而被分解去除。到最終出水的COD、BOD5、SS均達(dá)到GB18596—2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的要求。人工濕地對(duì)BOD,COD,SS及污染細(xì)菌的去除率超過90%,但對(duì)氮磷的去除率較低且不穩(wěn)定,一般接近50%,有的為60%～86%,在有預(yù)處理設(shè)施和處理面積足夠大(>50m2·m-3·d-1)的條件下,其總氮和總磷的去除可達(dá)90%以上。人工濕地系統(tǒng)因構(gòu)成方式和水流途徑不同,對(duì)氮磷的去除效果也存在一定的差異。一般認(rèn)為,間歇負(fù)荷有助于提高氮磷的去除效果。如果維持人工濕地周期性的干濕狀態(tài),氮磷的去除效率可以提高1倍。由于我們采取畦溝挖深,并盡量延長(zhǎng)畦溝長(zhǎng)度,保證水流與土壤和植物根系的接觸比較充分,同時(shí)采用間歇性進(jìn)水,所以整個(gè)系統(tǒng)對(duì)TN、NH3-N、TP的去除效果較好達(dá)到90%以上。3.2玉米與黑麥草生長(zhǎng)從田間的試驗(yàn)表明,玉米能很好適應(yīng)沼液間歇灌溉地,生長(zhǎng)旺盛,秸稈粗壯,高大;有的玉米1節(jié)結(jié)2個(gè)穗,與未用沼液的常規(guī)栽培相比,每667m2產(chǎn)量增長(zhǎng)30%以上,每年5—10月可種植兩季玉米;冬春兩季種植的黑麥草生長(zhǎng)良好,可收割5～6次,每公頃產(chǎn)量在120t以上;芋頭從2月份栽種到次年的1月份收獲,每667m2產(chǎn)量超過3000kg。3.3效率分析3.3.1小體積、小生活用氣通過厭氧發(fā)酵,每日回收沼氣160～250m3,不但滿足奶牛場(chǎng)的生產(chǎn)、生活用氣,還能滿足奶牛場(chǎng)附近十幾戶農(nóng)戶的生活用氣;通過沼液種植飼用玉米和黑麥草,既節(jié)省了肥料開支,又為牛場(chǎng)提供大量的青飼料和青貯飼料,降低牛場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)成本,據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),牛場(chǎng)每年僅能源和肥料節(jié)省就超過5萬元。3.3.2企業(yè)發(fā)展的有利條件通過對(duì)污水的高效治理和綜合利用,減少了養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)環(huán)境的影響,緩和了企業(yè)與周邊農(nóng)民由于污染問題帶來的對(duì)立情緒,為企業(yè)的良性發(fā)展創(chuàng)造有利條件。4多因子處理的脫硫廢水回收技術(shù)南平市長(zhǎng)富第二十六牧場(chǎng)應(yīng)用沼氣工程和人工濕地綜合技術(shù)治理奶牛場(chǎng)污水,從2年多的運(yùn)行效果來看,對(duì)TN、TP、BOD、COD、SS去除效果顯著,