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養(yǎng)牛糞便污水處理固液分離設備

工藝流程

根據(jù)對養(yǎng)牛場奶牛數(shù)量計算、糞尿量推算及進出水指標的確定，本項目畜禽糞污處理的工藝流程主要分為預處理和主反應階段，其工藝流程見圖1。

1.2.1 預處理階段

①新鮮的牛糞加水配成一定的濃度，用特種泵打至螺旋擠壓固液分離機，通過安置在篩網(wǎng)中的螺旋軸，擠壓分離出固態(tài)物質(zhì)，液體則通過篩網(wǎng)從出液口流出，送至厭氧處理設備中，經(jīng)過脫水分離后的牛糞進行好氧發(fā)酵。②該養(yǎng)殖廠每天產(chǎn)糞量為60t/d,排尿量為30t/d，根據(jù)測得糞便處理前含水率為80%，固液分離機離心后的糞便設計含水率為70%，則固液分離后污水出水量為72t/d。

1.2.2 主反應階段

①調(diào)節(jié)后的分離水進入USR反應器進行厭氧發(fā)酵，有效削減C0D、BOD,并產(chǎn)生沼氣。其設計參數(shù)：進水有機負荷：2.3kgC0D/m3/d；停留時間：48h；反應溫度：30—35 °C；產(chǎn)氣量：約為180m3; C0D出水濃度：2380mg/L。②通過厭氧發(fā)酵后的出水，經(jīng)固液分離機再次固液分離后，進入間歇曝氣池曝氣，并通過懸浮填料來實現(xiàn)zui終的污水處理。其設計參數(shù)：設計水量：100m3/d；總停留時間：62h；總有效容積：312m3；懸浮填料填充率：50%; C0D出水：119mg/L。③zui后利用濕地的生物降解功效，進一步降解COD，對水質(zhì)進行深度處理。COD出水：85mg/L。

1.2.3 輔助設備

①固液分離后的固體進行好氧發(fā)酵，回填牛臥床。該養(yǎng)殖場固液分離后可得好氧堆料43.6t/d。②產(chǎn)生的沼氣通過沼氣凈化設備進行脫硫、脫水，保障沼氣的使用。通過脫硫罐、汽水分離器、阻火器等設備實現(xiàn)。③凈化后的沼氣通過沼氣鍋爐產(chǎn)生熱能，加熱廢水，保障冬季厭氧發(fā)酵、好氧曝氣池的運行。

2 技術創(chuàng)新

本項目采用的工藝流程是在傳統(tǒng)畜禽糞污處理的基礎上，進行了工藝路線的優(yōu)化，主要從以下3方面進行了技術創(chuàng)新闡述。

2.1 發(fā)酵前固液分離

固液分離在提高畜禽糞便厭氧發(fā)酵效果和臭味控制方面作用顯著。日本北海道大學的巖淵和則等研究了牛糞固液分離機特性和分離液沼氣發(fā)酵試驗，得出分離液容積產(chǎn)氣率遠高于未分離原牛糞的結(jié)論，原因可能是經(jīng)過固液分離處理后，分離液中微小的易分解的固形物含量增加。東北農(nóng)業(yè)大學關正軍等通過從對奶牛糞綜合資源化利用的目的出發(fā)，在對固液分離參數(shù)優(yōu)化的基礎上，用自行研制的螺旋壓榨固液分離機對牛糞進行固液分離，對分離后的液體進行物理參數(shù)測試，并將其與未分離牛糞在相同條件下進行中溫厭氧發(fā)酵試驗，得出分離液較稀牛糞發(fā)酵產(chǎn)氣量可以提高32.68%,甲烷產(chǎn)率也都有較大幅度提高，同時，可以縮短水力停留時間，提高設備利用率。與稀牛糞相比，分離液在發(fā)酵過程中產(chǎn)氣高峰明顯提前，高產(chǎn)氣周期在第13d基本結(jié)束，而稀牛糞發(fā)酵時間較長，后期產(chǎn)氣較分離液多, 發(fā)酵時間長，見圖2。

借鑒以上基礎數(shù)據(jù)，本養(yǎng)殖場厭氧發(fā)酵工藝采用固液分離在厭氧發(fā)酵前進行，不僅甲烷產(chǎn)率可較大幅度提高，同時，可以縮短水力停留時間，提高設備利用率。

2.2 牛糞好氧發(fā)酵回填牛臥床

沉沙后的糞液進入固液分離機，經(jīng)固液分離后的固體含水率在65%左右，經(jīng)過自然堆儲，后續(xù)好氧發(fā)酵溫度達到55 °C以上，對分離固體進行了有效的殺菌，有利于回填牛臥床。

根據(jù)該養(yǎng)殖場畜禽糞便量，經(jīng)固液分離后可得好氧堆料43.6t/d,每年產(chǎn)生堆料1.6萬t回填牛臥床。養(yǎng)牛糞便污水處理固液分離設備

2.3 濕地型生物降解引入糞污治理

本工藝在水處理的深度處理階段采用了潛流人工濕地技術，面積共計200m2，濕地凈尺寸為20m x 10m,深1.2m。濕地構筑物由池體、防滲膜、填料、濕地植物、集配水系統(tǒng)構成；豎向結(jié)構由防滲土工膜、濕地填料、濕地植物、集水及配水系統(tǒng)、水位調(diào)節(jié)及導膜系統(tǒng)構成；種植密度25株/m2，

處理后出水達到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》 (GB5084—2005)中標準，C0Dcr達到85mg/L。 其主要技術如以下3點：①配水系統(tǒng)采用了渠堰式均勻布水技術，配水干管將污水引入各濕地單元，布水方式為穿孔管向卵石層布水；②集水系統(tǒng)采用了防堵均勻集水和水位無級調(diào)節(jié)技術，通過在底部集水區(qū)鋪設的集水管匯入集水渠；③填料床沿水流方向采用分段多規(guī)格填料，種植土底層設置了防寒隔熱層。

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3 結(jié)論

規(guī)模化養(yǎng)牛場進行牛糞污的綜合利用，牛糞污經(jīng)固液分離后，液態(tài)物通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，然后利用好氧曝氣和生態(tài)型濕地達到達標排放標準，固體物進行好氧發(fā)酵回填牛臥床，沼氣通過沼氣燃燒爐和熱水循環(huán)系統(tǒng)為整套系統(tǒng)增溫，有效提高了牛糞污的處理效率和副產(chǎn)物的利用率。結(jié)果表明，對牛糞進行發(fā)酵前固液分離， 降低了物料的粘度，利于微生物的傳質(zhì)，可以取得較好的產(chǎn)氣效果，沼氣為系統(tǒng)增溫降低了其他能源的供給，濕地的利用有效改善了牛場周邊環(huán)境，為牛糞污生產(chǎn)沼氣工程提供新思路。

污水特點

養(yǎng)殖污水具有典型的“三高特征”即有機物濃度高COD高達3000-12000mg/l，氨氮高達800-2200mg/l，懸浮物多SS超標數(shù)十倍，色度深，并含有大量的細菌，氨氮、有機磷含量高?？缮院?，沖擊負荷大。

處理方法

養(yǎng)殖場廢水處理方法可簡單地歸納為物理處理法、化學處理法和生物處理法，應用廣泛的是生物處理法，即主要通過微生物的生命過程把污水中的有機物轉(zhuǎn)化為新的微生物細胞以及簡單形式的無機物，從而達到去除有機物的目的。廢水自流進入格柵池，其作用是去除污中固體懸浮物，然后廢水流至調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)有效地進行水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)，經(jīng)提升泵送入缺氧池，在缺氧池，污水經(jīng)厭氧消化，去除部分污染物質(zhì)，部分難降解的有機物質(zhì)在此轉(zhuǎn)化為易降解的物質(zhì)有利于好氧消化處理。流入好氧池后，填料上吸附的大量活性生物膜，在氧氣充足的條件下，生物膜內(nèi)的菌體大量吞食污水中的有機污染物，進行新陳代謝，大程度地去除水中的有機污染物，水中的懸浮物沉淀到污泥斗中，污泥在斗中經(jīng)過一段時間的濃縮后，定期回流到調(diào)節(jié)池，剩余污泥排入干化池進行干化和回收處理，出水經(jīng)兼性塘進行后續(xù)處理后達標排放。

接觸氧化池(O級)    (1座, 鋼砼結(jié)構)

      水解酸化池出水自流進入生物接觸氧化池。接觸氧化法有機負荷(BOD負荷)相對較高，抗沖擊能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定。接觸填料采用立體彈性填料。該填料水流特性好，有巨大的比表面積，易于掛膜，不易堵塞，使用壽命長。生化池采用微孔曝氣，污水在池內(nèi)不斷循環(huán)，以使填料上的生物膜與污水中有機物得到充分的接觸降解。設計氣水比為30:1。

生物接觸氧化池配套：

            ①回轉(zhuǎn)式風機：

共設置二臺，一用一備。

        其技術參數(shù)：風量：3.38m33/min,功率：N=5.5KW。

②膜片微孔曝氣器：

              曝氣器數(shù)量：85套

③生物填料及支架：組合填料：ZH-150, 40m3;

④氣提回流裝置：鋼制，1套

&二沉池      (1座, 鋼砼結(jié)構)

在接觸氧化池后設置二沉池，通過沉淀去除生化中脫落的生物膜。沉淀池是根據(jù)重

力作用的原理，當含有懸浮物的污水從下往上流動時，由重力作用將物質(zhì)沉淀下來，沉淀污泥氣提回流。

二沉池為豎流式結(jié)構。

u設計參數(shù)：

設計表面負荷為0.8m3/m2?h，沉淀時間為2小時。

配套：①中心布水、集水裝置。

      ②污泥回流泵：32WQ8-12-0.75     1臺。

&混凝反應斜板沉淀池      (1座, 鋼砼結(jié)構)

    投加混凝劑沉淀去除廢水中的懸浮物質(zhì),降低廢水的色度及高分子有機物。廢水通過混凝沉淀后，各項指標均可達到出水要求?；炷恋沓夭捎眯卑宄恋沓??；炷磻獏^(qū)采用穿孔變速混凝反應。沉淀下來的污泥定期靠水壓,人工定時外排于污泥濃縮池。

混凝反應斜板沉淀池為平流式結(jié)構，內(nèi)設斜板填料。

u設計參數(shù)：

混凝反應時間:～20min;混凝沉淀池設計表面負荷～1m3/m2.h。

配套：斜板填料及支架：Ф50㎜,6m2。

&接觸消毒池        (1座, 鋼砼結(jié)構)

用于觀察出水水質(zhì)。作為消毒池，投加二氧化氯，二氧化氯與污水充分混合后，為了保證消毒的效果必須要有充分的接觸時間。接觸時間的長短是影響消毒效果的一個重要因素，接觸時間設計為1小時。

u設計參數(shù)：有效容積為5 m3。

&儲存池        (1座, 鋼砼結(jié)構,容積業(yè)主自定)

&污泥干化池     (1座,磚混結(jié)構)

系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥人工排至污泥干化池中，污泥池濾液回流至調(diào)節(jié)池進行再處理。干化污泥外運處理。

u設計參數(shù)：

干化池設置三只，單池有效容積為3m3。

&配套風機、設備、工作、消毒間   (1座,磚混結(jié)構)

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