奶牛场粪污的科学处理
2021-12-24吴长江张明国武志英
陈 彬,吴长江,秦 超,张明国,武志英,张 涛
(1.凉山科华奶牛繁育有限公司,四川 西昌 615041;2.西昌新希望三牧乳业有限责任公司,四川 西昌 615013;3.凉山州畜牧兽医科学研究所,四川 西昌 615042)
奶牛养殖场的粪污主要源于奶牛粪便和清洗设备等产生的废水、污水。奶牛粪便、尿液中含有水分、有机物、TN、TP(P205)、TK(K2O),有害物质如不有效加以转化利用将对环境造成一定的污染。
1 处理原则
奶牛粪污处理首先强调减量化原则,即通过养殖结构调整及开展清洁生产,如雨污分流、干湿分离、干清粪技术、提高消化率等减少粪污产量。资源化利用是粪污处理的核心,奶牛粪便经处理后可作肥料、燃料等。奶牛粪污资源化利用须注意无害化,因为牛粪中含有大量病原,会给人、畜带来潜在的危害。
2 处理工艺
奶牛场粪污要根据养殖规模、粪污收集方式、当地的地理环境条件以及排水去向等因素,在实现综合利用的情况下,选择运行成本低的处理工艺。
牛场可根据自身情况改造粪污综合治理设施设备,进行雨污分流,并采用“刮粪板+固液分离+发酵+沼气”的生态循环利用模式。该模式由粪污收集系统(即刮粪板与排污暗渠)、粪污预处理系统(即固液分离机械、发酵槽和沼气系统等)组成。该处理工艺通过实施“雨污分流、干湿分离”的手段减少了牛场粪污排放总量,循环利用了粪渣,实现了养殖废水的资源化利用。
2.1 粪污收集 牛场粪便经机械刮粪板刮至粪污收集沟,粪沟内的粪污通过明渠刮粪系统刮至集粪池。
这种工艺降低了耗水量,能缩短牛粪在空气中的暴露时间,减少了挥发性气体的排放,还能降低劳动力成本,提高奶牛的舒适度,对减少牛蹄病和增加产奶量都有积极的作用。
2.2 粪污预处理 集粪池内安装有搅拌机,可对粪污进行混合搅拌。混合均匀的液体粪污再由泵提升至固液分离机中分离,分离后的固体物直接落到下方的固体堆上,固体粪便经过槽式发酵处理后作有机肥和奶牛卧床垫料。液体部分排放至污水池生产沼气、处理达标后排放。粪污固液分离可节约用地,便于运输,同时减少了粪污总量及甲烷的排放。
固液分离车间建设两个池,第一个接收从牛舍地下渠道流进的粪便与污水,接着抽进固液分离机械进行分离,分离出的水进入第二个池中(小部分水再次回到第一个池中,参与稀释,便于分离机械运作)。第二个储存池接收分离机械分离出的污水,池中有加压泵,将分离出的污水送到四级污水池进行处理。经固液分离系统分离出的干牛粪,在槽式发酵床中发酵,发酵粪再次晾晒,在水分为30%、干物质70%时用作奶牛卧床垫料或制作有机肥出售。
2.3 氧化塘处理 氧化塘是人工修整的,设围堤和防渗层的污水池塘,其通过污水中微生物的代谢活动和包括水生生物在内的多种生物的综合作用,使有机污染物降解。可按塘中充氧状况和微生物的优势群体,将氧化塘分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘四种基本类型。
污水经固液分离、沉淀后排放到厌氧塘,经厌氧生产沼气后用于周边农田灌溉,沼气则用于供热。
2.4 垫料回用和有机肥生产 固液分离后的粪渣通过发酵床工艺,晒干后用作奶牛的卧床垫料和有机肥。发酵槽长50 m,宽14 m,高6 m,内部含两个发酵长廊,每个宽6 m,发酵翻抛机械操作宽6 m,轨道跨越两个发酵长廊。固液分离后的粪渣在槽内封闭发酵17 d后进行晾晒,水分控制在30%左右储存备用或制作为有机肥出售。