奶牛场污水厌氧反应+好氧反应综合处理方法
2020-03-14姜竹会孙志强齐文娟李志才
文/姜竹会 孙志强 齐文娟 李志才
（1 莱阳市谭格庄镇农机站；2 潍坊市紫鸢乳业科技发展有限公司；3 青岛市平安保险有限公司；4 青岛市畜禽良种有限公司）
奶牛养殖业在为人们提供生鲜乳的同时，还会产生大量粪污。据有关奶牛科研单位统计：每头泌乳牛，平均每天可泌乳25～35 kg，体外排泄粪便32～40 kg和尿液13～20 kg。所以奶牛场在每生产1.0 吨的生鲜乳，还伴随着产生约1.5 吨的稠体粪便和2.3 吨的液体污水。奶牛稠体粪便和液体污水，需采取不同的方法进行环保处理，现就奶牛场污水环保处理的方法进行以下探讨。
奶牛场产生的污水，主要来自奶牛排泄的尿液、牛舍和挤奶厅等区域的冲洗用水和员工工作、生活等方面的用水。这些污水的特点是有机物化学需氧量（COD）浓度高，高达3 000～12 000 mg/L；氨氮含量高，高达800～2 200 mg/L；悬浮物（SS）数量多，超标10多倍。这些污水如不进行无害化处理和科学利用，会对生态环境造成严重的污染。
随着科学技术的不断进步，目前有多种奶牛场污水处理的方法正在积极推广应用，其中厌氧反应（UASB）+好氧反应（SBR）综合处理污水的方法，具有较好的处理效果。
奶牛场污水厌氧反应（UASB）+好氧反应（SBR）综合处理方法，主要由4 个处理模块构成：污水前处理模块；污水厌氧反应处理UASB模块；污水好氧反应处理SBR模块和污水处理后利用模块，详见奶牛场污水综合处理工艺流程示意图（图1）。
1 污水前处理模块
1.1 污水集中池
奶牛场产生的所有污水，通过密封管道流入污水集中池。须根据奶牛场1～2 天的污水总量，设计和配置污水集中池的体积容量。污水集中池需配置格栅和去除悬浮物的装置，将进入池中污水里的杂质提前筛除干净；还需配置潜水型浓浆型搅拌器和浓浆抽取泵，以便定期将沉入池底的沉淀物抽取到池外进行处理。
1.2 固液分离
图1 奶牛场污水综合处理工艺流程图
图2 厌氧反应处理器
为了降低污水的处理难度，需将污水集中池汇集的污水，经泵送至固液分离机，进行固液分离处理。分离的固体粪污部分，送至奶牛粪便贮存场，随同奶牛粪便一起环保处理；分离的液体部分，进入污水调节池，待进行厌氧反应处理。
1.3 污水调节池
经固液分离后的污水，在进行厌氧反应处理之前，需在污水调节池里，对其进行厌氧反应处理前调节。一是将污水的温度调节至厌氧反应处理的适宜温度15～35 ℃；二是将污水的pH值调节为厌氧反应处理适宜的pH值6～9；三是便于均匀地向厌氧反应处理器，持续定量输送待处理污水，保证厌氧反应处理器稳定的正常运转。污水调节池的体积容量，以能存贮2～3 天的污水总量设计和配置。
2 污水厌氧反应处理UASB模块
2.1 厌氧反应处理器处理污水的原理
厌氧反应处理器处理污水是利用厌氧微生物的代谢作用，把污水中的有机物转化成沼气和水。厌氧反应处理器处理污水技术，以其污水处理量大，能源消耗小，运营成本低等优点，日渐成为处理高浓度，难降解的奶牛场污水的选择。
2.2 厌氧反应处理器工作流程
厌氧反应处理器是新型的污水厌氧反应处理设备，由多个单独的钢筋混凝土池室或钢板焊接的池室组成，每个池室均设置水流上、下折流板，使水流能依次的串通各个池室，具有良好的水力流动条件。厌氧反应处理器示意图见图2。
厌氧反应处理器中的厌氧微生物种群，沿着水流的方向，在不同的池室里生长繁殖和代谢降解，实现产酸相和产甲烷相分离，各个池室相对独立的进行专相的生物处理，各自形成较好的生态环境，实现完整的厌氧反应处理污水过程。
厌氧反应处理器的每个池室，都是一个相对独立的上流式污泥床系统。污水进入厌氧反应处理器后，顺着折流板上、下折流前进，依次通过厌氧反应处理器的每个池室的污泥床。每个池室污泥床的污泥，在水流向下流动和沼气向上升起的作用下，上下运动活跃，污水中的有机物与污泥携带的厌氧微生物充分接触而被降解去除。
2.3 应用注意事项
2.3.1 水解调节池污水经泵送至厌氧反应处理器的污水温度不宜低于15 ℃，以20～35 ℃最好。如待处理污水的温度较低，需采取措施加热处理，以保证厌氧反应细菌种群有良好的生物活性。
2.3.2 新启动的厌氧反应处理器，需采取逐步提高进水基质浓度和逐步缩短厌氧反应处理时间的措施，保证厌氧反应处理器的污水处理效果和保证污水处理厌氧反应能正常稳定运行。
2.3.3 根据厌氧反应处理器污水处理的实际状况，适度的控制进水量，保证污水有机物的去除率能达到规定要求。
2.3.4 厌氧反应处理器处理污水产生的沼气，需在保证生产安全的前提下尽可能的利用好。奶牛场可利用沼气发电照明和提供能源用以加热冲洗用水和污水提温处理等。产生的沼气，如不能全部利用，应使用阻燃器高空燃烧排放，坚决杜绝发生安全事故。
2.3.5 厌氧反应处理器，每个池室的体积容量大小和需配置池室的数量，应根据污水处理的负荷量配套设置。一般日处理百吨污水规模的厌氧反应处理器，需设置4～6 个池室；如果处理的是高浓度的污水，则需设置6～8 个池室。一般以日处理污水量的20%～30%确定每个池室的体积容量。一般第一个池室和最后一个池室的体积容量，应比其他池室的体积容量大15%～20%。
2.3.6 处理器中每个池室的上部应配置聚丙烯纤维或尼龙纤维等人工纤维合成的有机填料，能显著改善和提高厌氧微生物种群的生态环境，有利于提高污水的处理效果。
2.3.7 污水经过厌氧反应处理器处理后，其有机物的去除率，应达到80%～85%的规定要求。
2.4 缺氧池
2.4.1 缺氧池的进水由两类来水构成：一是厌氧反应处理器的出水；二是好氧反应池的回水。两部分来水在缺氧池以2∶1～3∶1的比例融汇一起，形成缺氧的状态。
2.4.2 在缺氧的环境下，反硝化微生物细菌种群生长繁殖迅速，生物活性提高，能将缺氧池中大部分的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮降解去除。
2.4.3 缺氧池的体积容量，以厌氧反应处理器体积容量的30%～40%设计配置。
3 污水好氧反应处理SBR模块
污水好氧反应处理是指污水在好氧的条件下，通过各种好氧原生微生物和后生微生物的同化与异化作用，将好氧反应池中的有机物氧化降解为水、二氧化碳和无机盐等物质。
3.1 好氧反应处理一池
3.1.1 缺氧池的出水自流进入好氧反应处理一池，通过好氧反应继续处理尚未降解的有机物。
3.1.2 好氧反应一池内装置多层生物填料；在池底部装置多条微孔曝气管道，在充分供氧的前提下，生物填料上附有的好氧微生物种群迅速的大量生长繁殖，形成的微生物菌膜，当污水流经填料层时，有机物就会被这些微生物菌膜吸附，并降解为二氧化碳和水。
3.1.3 好氧反应一池的出水分流至两个地方：30%～40%的出水回流至缺氧池，为缺氧池提供好氧细菌和氧气；60%～70%的出水直接进入好氧反应沉淀池。
3.2 好氧反应沉淀池
好氧反应沉淀池的作用有两点：一是将来水沉淀分离产生的污泥分别回流至缺氧池和好氧反应一池，为其补充好氧微生物细菌种群，提高生物活性，保证缺氧池和好氧反应一池的生物反应正常运行；二是去除净化悬浮物，为好氧反应二池继续处理水中残留的氨和氮打好基础。好氧反应沉淀池示意图见图3。
3.3 好氧反应处理二池
3.3.1 好氧反应处理二池的功能与好氧反应处理一池基本一致。
图3 好氧反应沉淀池示意图
3.3.2 好氧反应一池和二池的体积容量，以分别能容纳2～3 天产生的污水总量设计配置。
3.3.3 好氧反应一池和二池均应设置通风管，由空气压缩机对其定时鼓风曝气，充分供给氧气，以促进好氧微生物种群的生长繁殖，保证好氧微生物的好氧发酵能正常进行，可连续不间断的分解、降解，去除水中存余的有机物，氨、氮和固体悬浮物等物质。
4 污水处理后利用模块
4.1 经好氧反应池SBR处理后的出水，过滤后，自动流入待利用净化池，在其自然沉淀氧化2～3 天后进行水质检验。水质经检验需达到以下标准：COD≤400 mg/L；BOD≤150 mg/L；SS≤200 mg/L；氨、氮≤80 mg/L；总磷≤3 mg/L，即可在以下方面予以利用：牛舍、挤奶厅等地面清洁冲刷用水；绿化喷灌用水；农田灌溉用水；鱼塘补水用水和人工湿地、小溪和小湖补水用水等。
4.2 待利用净化池也需要安装通风曝气管道和去除悬浮物的装置。水质经检验如有差异，可采取好氧反应处理补救措施进行补救，直至水质检验合格为止。
