奶牛场废水处理工艺综述

1、奶牛场废水处理工艺综述作者：XXX指导老师：XXX摘要：随着我国畜禽业迅速发展，畜禽粪便废水污染日益严重。加大对畜禽业环境污染的综合治理力度，降低畜禽业对环境造成的污染，已成为亟待解决的问题。本文讨论了对奶牛场废水的处理及研究，对各种在已研究过的用于奶牛场废水处理的工艺进行了总结汇总。包括曝气、混凝、生物处理等复合工艺，改进型SBR处理奶牛场废水运行参数的研究，两相厌氧一好氧工艺，ABRR氧/CASS好氧工艺，两相厌氧-好氧-混凝-消毒的处理工艺，水解酸化-USR才舌性污泥工艺，有效微生物用于奶牛场污水处理试验研究等方面的介绍。关键词：奶牛场、废水、处理随着我国畜禽业迅速发展，畜禽粪便废水污染

2、日益严重。加大对畜禽业环境污染的综合治理力度，降低畜禽业对环境造成的污染，已成为亟待解决的问题。奶牛在进食时排放的粪便大多用于牧草施肥，在运动时排放的粪便直接回收，用于水产养殖或用作肥料，而在挤奶时排放的粪便则用水冲洗，以便保证挤奶间的清洁卫生，其排放的废水CODcrNHkN含量高，对环境污染严重，需进一步处理，才能达标排放。对畜禽粪便废水处理与利用技术的研究，主要采用厌氧、好氧、生物净化组合等工艺以及生物处理与化学处理相结合的方法对其进行处理。1 .养殖场废水特点：养殖场废水主要由尿液、部分残余的或全部粪便和饲料残渣（不同清粪方式）水、冲洗组成。其中冲洗水占了绝大部分。我国规模化养殖场目前存

3、在的主要清粪工艺有三种：水冲粪、水泡粪（自流式）和干清粪工艺。水冲粪的方法是粪尿污水混合进入缝隙地板下的粪沟，每天数次从沟端的水喷头放水冲洗。当冲洗水由喷头以很大的速度喷射时，积存在粪沟内的粪尿物质受高压水的冲击作用，顺粪沟而流入横向粪便干沟，然后自流进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池。这种清粪方式劳动强度小，劳动效率高，但是耗水量大，污染浓度高。水泡粪清粪工艺是在水冲粪工艺的基础上改造而来的，是在猪舍内的排粪沟中注入一定量的水，粪尿、冲洗和饲养管理用水一并排入缝隙地板下的粪沟中，储存一定时间后，待粪沟装满，拨开出口的闸门，将沟中粪水排出。这种工艺虽然较水冲粪工艺节省了水，但是，粪水混合物的

4、污染物浓度更高，后处理也更加困难。干清粪工艺是粪便一经产生便分流，干粪由机械或人工收集、清扫、集中、运走，尿及污水则从下水道流出，分别进行处理。这种工艺固态粪污含水量低，粪中营养成分损失小，肥料价值高。产生的污水量少，且其中的污染物含量低，易于净化处理，是目前比较理想的清粪工艺。2 .奶牛场废水处理状况：2.1初期奶牛场废水处理研究：简放陵等人对当时的奶牛废水处理进行了研究。由于当时处理工艺落后，处理效果不理想，离达标排放还有相当一段距离。为了提高奶牛场废水处理效果，使之达标排放，他们根据实地调查、试验研究和以前的实践经验，对奶牛场废水的处理工艺进行了探讨，现将结果报告如下。处理工艺1:表面曝

5、气处理工艺图1奶牛场废水表面曝气处理工艺图该工艺的特点是结构简单，投资较省，沉淀的残渣可作水产养殖的饲料或肥料，但废水处理效果较差，不能达标排放。它可将废水CODcr从2000mg/L降到400-500mg/L,对NH-N的去除也有一定的效果，但离达标排放还相当一段距离。这是由于该生物处理为表面曝气，实际上是曝气塘，其氧的利用率低，处理负荷小所致。处理工艺2:生物接触氧化处理工艺图2奶牛场废水生物接触氧化处理工艺图该工艺的特点是充分利用现有的处理设施，几乎不增加处理单元。添加的筛网，方法简单，投资极省，而且极为有效。根据以前的试验研究，可去除废水C0Dcr20%-40%并减少了固体有机物在废水

6、中溶解的可能性，降低了后续处理工艺的处理负荷，分离出来的残渣可作水产养殖的饲料或肥料，但该工艺需将表面曝气改为生物接触氧化处理，需添加填料、曝气装置及其辅助设施等，根据目前市场价格计算，投资可能上百万元，而且运行费较高，耐冲击能力较差。处理工艺3:混凝-表面曝气处理工艺JF-1混凝剂原废水沉淀表面曝气排水I残渣图3奶牛场废水混凝-表面曝气处理工艺图该工艺的特点是在原有的基础上增加了混凝处理。混凝处理能否将废水中CODckNH-N等污染物大幅度降低下来，以便保证后续表面曝气处理负荷能达到设计要求，是该工艺的关键。因此，很有必要研究混凝处理的效果。为此，我们取了广东省某奶牛场废水处理站进水口已经过

7、一级沉淀池处理的废水，采用JF-1混凝剂进行处理。JF-1混凝剂是一种大分子的无机混凝剂，其主要成分是Si、AlrFe,经过一定的方式聚合起来，带有大量的正电荷，对水中带负电荷的有机物具有极强的混凝作用、吸附作用和沉淀作用，生成较重的絮体，在5-10min内迅速沉降。因此，对大分子的有机物处理效果较好。使用0.1%JF-1混凝剂,可使处理后废水的CODcr从2013mg/L降低到691mg/L,去除率达65.7%;随着混凝剂用量的增加，处理后的废水浓度越来越低，混凝效果越来越好，当投加量为0.2%时，可使处理后废水的CODcr降低至U563mg/L,去除率达72.0%。当混凝剂的用量为0.10

8、%时，处理后废水的NH3-N从75.Img/L降低到32.9mg/L,去除率达56.2%;随着混凝剂用量的增加，处理后的废水浓度越来越低，混凝效果越来越好，当投加量为0.2%时，可使处理后废水的NHkN降低到24.6mg/L,去除率达67.2%,可达到国家一级排放标准。使用0.1混凝剂,可使处理后废水的颜色从黑灰色变成浅黄色,色度从180度降低到70度,去除率达61.1%;随着混凝剂用量的增加，处理后的废水颜色越来越低，混凝效果越来越好，当投加量为0.2%时，可使处理后废水的颜色变成透明的浅黄色，色度降低到40度，去除率达77.8%,可达到国家一级排放标准。经统计检验，混凝剂用量与废水处理效果

9、之间呈正相关，达显著水平。即随着混凝剂使用量的增加，处理后废水CODcrNMN、色度等等会直线降低，去除率会直线提高，但考虑到废水0. 10%-0. 20% 为宜。CODcr 从 2010 mg/L 降到处理的运行成本,JF-1混凝剂处理奶牛场废水的使用量以根据当时该奶牛场采用表面曝气处理废水情况来看，它可将400-500mg/L,对NH-N的去除也有一定的效果。如在曝气处理前从，增加混凝处理，将CODcr2000mg/L降到700mg/L左右,NH3-N从75mg/L降到2533mg/L左右，再采用曝气处理，就可能达标排放。因此，先采用处理效果较差的混凝处理，再采用曝气处理，即可达标排放，又

10、可降低处理费用。综上所述，该工艺的特点是充分利用现有的处理设施包括原有的曝气处理设施加混凝处理单元，因此，投资省、处理快，耐冲击负荷强，运行费用为070-0-80元/t左右。处理工艺4:表面曝气-混凝处理工艺图4奶牛场废水表面曝气-混凝处理工艺图混凝-表面曝气处理工艺虽然可以达标排放，但运行费仍然较高、本工艺的特点是将混凝处理放在表面曝气之后，其最大优点是充分利用现有的曝气生物氧化处理，使CODcr从2000mg/L降到400-500mg/L,NHs-N从75mg/降到60-70mg/L,再经混凝处理，不但可达标排放,而且可进一步降低处理费用。9处理工艺5:表面曝气-复合生物处理工艺原废水图5

11、奶牛场废水表面曝气-复合生物处理工艺图该工艺的特点是在现有处理工艺的基础上，增加了复合生物处理单元。如曝气处理将CODcr从2000mg/L降到400-500mg/L,NH3-N从75mg/降到60-70鸣/L,再经后续的复合生物处理单元处理，根据复合生物处理负荷的计算，便可保证奶牛场废水达标排放，但由于没有经过混凝处理，处理负荷较高，这可能导致占地面积较大。处理工艺6:表面曝气-混凝-复合生物处理工艺图6奶牛场废水表面曝气-混凝-复合生物处理工艺图从处理工艺可以看出，在原有处理工艺基础上增加了混凝处理和复合生物处理单元。复合生物处理实际上是一个生物滤床，污染物通过它时，首先是物理吸附作用和化

12、学吸附作用，将污染物截留下来，然后再由生物去分解它。根据复合生物处理负荷的计算，可使生物同化容量与进水的污染物容量保持一致，则复合生物处理系统便可长期运行下去。本工艺的特点是即充分利用现有的处理设施，又合理的分配处理负荷，这样，既可保证废水处理达标排放，又可进一步减低处理费用，特别是混凝处理费用，而且处理工艺简单，投资省，运行费低，易操作管理。研究结果表明：奶牛场废水经混凝处理后，CODcr从2010mg/L降到563mg/L-691mg/L,NH_N从75mg/L降到25mg/l_-33mg/L,CM从180度降到40度-70度；混凝-表面低、易操作和管理。曝气处理工艺,可使奶牛场废水处理达

13、到国家排放标准，且处理工艺简单、投资少、运行费用2.2其他奶牛场废水处理研究：2.2.1改进型SBF处理奶牛场废水运行参数的研究：SBR反应器中活性污泥微生物主要为好氧菌，反应器中维持一定浓度的溶解氧至关重要阿。SBR生化反应器在流程上只有一个基本单元，将调节池、曝气池和二沉池功能集于一身，进行水质水量调节、降解有机物和固液分离等，具有组成简单，耐冲击负荷，运行操作灵活等优点，日益受到青睐。为了去除氮源，需提供脱氮过程中微生物生长必须的碳源，故每次进水时加入一定量未经厌氧处理的原废水或采用一定的回流比17oSBR工艺特点：(1)工艺流程短，占地面积小，建设费用低，比传统处理方式占地可减少30%

14、,投资节省20%-40%（2）采用了先进成熟的SBRX艺作为生化处理系统，该系统由于抗冲击负荷好、不需要二次沉淀池、动能消耗少等特点，是目前处理生活污水的最理想化工艺；（3）整套系统抗冲击负荷能力强，操作灵活；（4）采用先进的控制系统使管理简单，运行可靠；（5）具有脱氮除磷功能（不产生二次污染）o张翔等人对改进型SBR处理奶牛场废水运行参数进行了研究。采用改进SBR法对奶牛场粪便废水进行处理考察曝气时间、沉淀时间、污泥浓度等因素对奶牛场废水处理效果的影响。结果表明：奶牛场粪便废水具有较好的生化性,适合用改良的SBR反应器处理.该SBR反应器处理奶牛场废水优化操作条件：曝气时间6h、沉淀时间60

15、min、溶氧浓度为3mg/L.污泥浓度为2500mg/L,此时C0DC去除率达80%以上。由于该SBR反应器前端增设了缺氧段，有利于硝化-反硝化反应的进行，使该反应器具有较好的硝化-反硝化脱氮效果.TKN及NrtrN的去除率较高，分别达70%85%以上。（3）SBR工艺流程简单、操作方便，具有一定的抗负荷冲击能力，对奶牛场粪便废水C0DC在500-2500mg/L之间变化时，反应器具有较强的抗负荷冲击能力，CODCr去除率基本稳定在80流右。2.2.2两相厌氧一好氧工艺处理奶牛场养殖废水对厌氧生物处理的研究表明厌氧过程能改变很多难降解物质的结构，如有机氯化物等，从而提高其在好氧条件下的生物降解

16、性能，使其在后续的好氧处理中被除去吴根义等人对两相厌氧一好氧工艺处理奶牛场养殖废水进行了研究。采用两相厌氧一好氧工艺对奶牛场废水进行了治理，工程实践表明，该工艺对奶牛场废水处理效果好，运行稳定,大幅度削减了废水中的有机物含量，处理出水的C0D,B0D,NH3-1等指标均能达到畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）的要求。结果表明：（1）奶牛场养殖废水经两相厌氧后再利用好氧曝气处理，处理效果好，设备投资低。再设置氧化塘强化出水水质总COD去除率达到98%,BODfe除率98%氨氮去除率97%出水各指标完全能够满足排放标准要求。（2）原设计中设有沼气回收利用系统，但由于投资问题，该系

17、统没有上马，白白浪费能量。若将沼气利用起来，可以大大降低日常运行费用。（3）本工程处于南方地区，常温处理，效果较好。该工艺简单、能耗低，且能回收沼气。从运行实践来看，该工艺具有较好的抗冲击负荷能力，出水稳定。对南方地区相似规模的养殖场废水治理工程有一定的参考价值。223ABR厌氧/CASS好氧工艺处理养殖废水厌氧折流板反应器（AnaerobicBaffledReactor,ABR是一种新型高效的厌氧处理工艺,具有结构简单，运行稳定，效果优良等特点，适用于中、高浓度有机废水的处理。容积负荷达10-30kgC0D/（m3d）时，去除率可达75-90%。有关研究都表明,ABR工艺在处理效能方面不亚于

18、UASBT艺，在对废水类型的适应性方面则更具优越性。随研究的深入，该工艺具有推广应用的实际价值10oCASSX艺是SBRX艺的一种变形，池体内用隔墙隔出生物选择区、兼性区和主反应三个区域，三个区域的体积比大致为1：2：20,混合液有第三区回流到第一区，回流比一般为20%,在第一区内活性污泥与进入的新鲜污水混合、接触，创造微生物种群在高浓度、高负荷环境下竞争生存的条件，从而选择出适合给系统的独特的微生物种群，并有效抑制丝状菌丝的过分增殖，避免污泥膨胀现象的发生，提高系统的稳定性C11oABR厌氧/CASS好氧工艺处理效果良好，具有很好的除磷脱氮效果，但仍存在运行费用偏高、操作及管理困难等问题，需

19、进一步改善从而维持长期的稳定运行。杨丽芳等人对ABR厌氧/CASS好氧工艺处理养殖废水进行了研究。养殖废水中有机物及氨氮浓度高，经氨吹脱塔/絮凝沉淀池/ABR复合厌氧反应器/CASS好氧反应器/沸石过滤器联合工艺处理后，各项出水指标均优于污水综合排放标准(GB89781996)的一级排放标准。结果表明：采用氨吹脱塔/絮凝沉降/预处理ABR/CASS1级生化处理/沸石过滤器处理奶牛场的养殖废水，各项污染物指标均低于污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级排放标准。工程采用的氨吹脱塔具有良好的脱氮效果。ABR复合厌氧反应器内设聚乙烯材质的半软性填料，能够较好地固定生物膜，而且由于不同隔室中

20、存在相应适宜的优势菌种群，因此预处理效果稳定。同时由于升流室中的脱落生物膜能够随厌氧反应产生的沼气一起进入下一级升流室并在底部得到去除，因此填料不易堵塞。CASS反应器特殊的结构形式使其具有良好的去除有机物和脱氮除磷的效果，而且其处理周期可以灵舌调整，使其具有抗水质、水量负荷能力强的特点。沸石过滤器具有良好的水质把关效果，填料易得、更换方便。2.2.4两相厌氧-好氧-混凝-消毒的处理工艺等人针对奶牛场废水有机物、氨氮和病源微生物含量高等特点，提出两相厌氧-好氧-混凝-消毒的处理工艺。运行结果表明，经处理后的出水CODNH-N、SS总磷等指标均能达到排放要求。运用两相厌氧-好氧-混凝-消毒工艺处

21、理奶牛场废水效果较好，出水能达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)。对养殖废水处理过程中在好氧段适当加入未经厌氧处理的原水对工艺氮的去除有较大的作用。用城市生舌污水厂的消化污泥作种泥培养奶牛场废水处理中的厌氧和好氧舌性污泥启动时间较短。225水解酸化-USR舌性污泥工艺陈亮2等人采用水解酸化-USR-活性污泥工艺处理奶牛养殖场废水,工程实践表明，该工艺对奶牛场废水处理效果好，运行稳定，出水各项指标均能满足畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)的排放要求。结果表明：(1)该工艺设施处理奶牛场养殖废水，工艺简单，各污染物指标的去除完全能够满足排放标准要求，具有较好的

22、抗冲击负荷能力，出水稳定。相比UASBEGSB等高效厌氧反应器而言该处理系统设备投资小，运行操作简单。对南方地区相似规模的养殖场废水治理工程有一定的参考价值。(2)原设计中设有沼气回收利用系统，由于资金原因此系统没有上马，白白浪费能量。若将沼气用起来，可以降低日常运行费用。2 .2.6有效微生物用于奶牛场污水处理试验研究邵孝侯网等人对有效微生物群(EM)进行复壮试验，并用复壮的EM活性液在厌氧条件下对奶牛场废水进行处理。试验结果表明：用糖蜜以及糖蜜与高浓度奶牛场废水混合物均能有效复壮EM;EM舌性液能有效降解奶牛场废水的CODno与不添加EM活性液的对照组相比，添加EM活性液可以使CODn降解

23、比较迅速。添加O.1%EM活性液对奶牛场废水的去除效果要好于添加0.05%的EM舌性液.试验还表明,EM活性液对奶牛场废水臭味去除效果非常明显。结果表明：a.添加EM活性液后能有效降解奶牛场废水中的CODM其处理速度明显高于对照组.添加体积分数为0.1%EM舌性液对奶牛场废水的去除效果要好于添加0.05%的EM活性液.b.EM活性液对奶牛场废水臭味去除效果非常明显.试验结果表明,EM能有效降解奶牛场废水中的污染物,去除臭味.但是EM本身作为一种生物体,也是CODn的一部分,并含有一定浓度的磷.在处理奶牛场废水过程中没有测定微生物量，无法得知微生物对CODn和磷的浓度的影响。今后还需进一步研究E

24、M活性液处理奶牛场废水的环境控制条件。3 .展望及发展当前，奶牛场废水治理技术取得了一定进步，能够经济有效地去除高浓度的有机物和悬浮物；但是对氮磷的去除效果仍然不能满足控制受纳水体富营养化的要求。若仅是立足于机械动力处理方式，很难取得经济可行又能高效去除氮磷的技术方法。因此，建立奶牛场废水的生态处理系统是未来的发展方向。综合废水的生态处理系统可包括：分离废水中的固体用于发酵堆肥等，回收废水中厌氧处理的沼气；好氧处理后的出水进入人工湿地与塘系统再深度处理并回用等15O134567891011121314151617参考文献:简放陵等.奶牛场废水处理技术研究J.资源开发与市场，1999,15(5)：266-268.简放陵等.奶牛场废水处理技术研究J.仲恺农业技术学报，1999,12(3):50-55.汪理科.奶牛场废水处理技术应用研究D,武汉,