CN104609675B - 一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法 - Google Patents

一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法,包括以下步骤:将奶牛场排水沟渠改造成反硝化吸磷沟渠,沟渠内侧种植菖蒲、扶芳藤等,外侧种植冬青卫矛和红叶石楠;对奶牛场产生的粪便和尿液采用干清粪工艺,固体粪便用于沼气发酵,产生电能;尿液和冲洗水混合收集,做以下用途:养殖小球藻、细绿萍等藻类;藻类养殖池的出水,与自来水按一定体积比稀释,用作鱼塘养殖水;种植苜蓿、黑麦草等牧草。上述各环节产生的污水排入反硝化吸磷沟渠,该沟渠可阻截水中氮磷物质,降解有机物,其出水过滤消毒后可作为中水,用于冲洗牛舍。本发明实现了奶牛场养殖污水的资源化利用,具有良好的环境效益和经济效益。

Description

一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法
技术领域
[0001]本发明属于水体污染控制领域,涉及一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法。
背景技术
[0002]随着我国畜禽养殖业迅速发展,畜禽养殖污水的污染日益严重。加大对畜禽养殖业环境污染的综合治理力度,降低畜禽养殖业对环境的污染,已成为亟待解决的问题。
[0003]奶牛场的养殖污水主要由冲洗水、尿液、部分残余或全部的粪便和饲料残渣组成。传统的奶牛场养殖污水处理与利用技术,主要采用厌氧、好氧、生物净化组合以及生物处理与化学处理相结合等方法。以表面曝气工艺为例,该工艺可将CODcrWlSOO mg/L降至300-400 mg/L,对NH3-N的去处也有一定的效果,但距离达标排放还有一定距离;并且该生物处理工艺实际上是利用曝气塘,对氧的利用率低,处理负荷小。再例如生物接触氧化处理工艺,该工艺可去除污水中CODcr含量30 %-40 %,同时降低了固体有机物在水中溶解的可能性,分离出的残渣可作为水产养殖的饲料;但该工艺运行费用较高,耐冲击能力较差。当前奶牛场污水处理技术取得了一定的进步,可以在一定程度上有效去除水中的悬浮物和部分有机物,但以目前的奶牛场污水处理工艺,很难取得经济可行又能高效去除氮磷,实现污水循环利用的方法。
[0004]因此,建立有效的奶牛场污水生态处理系统是未来发展的方向。本发明能够有效利用奶牛场养殖污水中的氮磷和高浓度有机物,循环利用养殖污水,为建立集约化综合生态养殖业提供切实可行的技术支撑。
发明内容
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种有效的奶牛场养殖污水的生态综合处理方法,充分利用奶牛场养殖污水中的氮磷和有机物,实现养殖污水的资源化利用。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法,包括以下步骤:
[0007] ( I )将奶牛场排水沟渠改造成反硝化吸磷沟渠:在排水沟渠底部先铺设一层3-5cm厚的粗砂,粗砂上面铺设一层5-7 cm厚的树叶,树叶上面铺设一层3-5 cm厚的木肩,木肩上面铺设一层10-15 cm厚的大麦秸杆,大麦秸杆上面铺设一层3-5 cm厚的碱性渣和熔炉渣;沟内两侧种植菖蒲、常春藤、扶芳藤和络石,株距40-70 cm,每5-8株间种;沟顶种植冬青卫矛和红叶石楠,株距1-1.5米,每2-4株间种;
[0008] (2)对奶牛场的固体粪便和尿液进行分离:采用干清粪工艺,按体积计,保证分离出30 %-37 %的固体粪便,固体粪便用半机械方式收集、清理;尿液和冲洗污水经过牛舍的侧漏沟,汇集至污水贮存池;
[0009] (3)分离后的固体粪便送入UASB厌氧发酵系统,采用热电肥联产沼气发酵工程,经沼气发电机组产生电能;发酵产生的沼渣沼液,按体积计,35 %-45 %作为有机肥直接施于牧草地;剩余的55 %-65 %的沼渣沼液经固液分离机,实现固液分离,分离的固体晒干后,作为牧草场肥料贮存,分离的液体随尿液、冲洗水一起汇入污水贮存池;
[0010] (4)按体积计,将污水贮存池中20 %-30 %的混合污水引流到养殖小球藻、狐尾藻、细绿萍的藻类养殖池,藻类养殖池底部均匀设置曝气装置,气水比控制在2-3:1,溶解氧控制在2-4mg/L;藻类每8天采收一次,采收后,按质量计,将20 %的藻直接投喂于鱼塘,投喂的鱼塘以草鱼、鲂鱼为主,混养鲢鱼、鳙鱼,按质量计,混养比为2:1.5,其中草鱼养殖量为每平方米水面12 kg,藻类养殖池的出水,与自来水按1:7-11的体积比稀释后,用作鱼塘养殖水;30 %-40 %的藻晒干贮存用作鱼料;剩余40 %-50 %的藻进行青贮,与奶牛精料按青贮的藻与奶牛精料的质量比为2-4: I,喂食奶牛;
[0011] (5)按体积计,将污水贮存池中30 %-40 %的混合污水用于种植苜蓿、菊苣、狼尾草、苏丹草,牧草收割后,晒干存贮,喂养奶牛;
[0012] (6)按体积计,将污水贮存池中30 %-50 %的混合污水和上述各环节产生的污水一起引流进入反硝化吸磷沟渠,水力停留时间为3-5天;
[0013] (7)反硝化吸磷沟渠出水,经管道汇集至调节池,用石英砂过滤技术过滤,经反冲洗装置,利用二氧化氯发生器产生消毒剂消毒后作为中水,用于冲洗牛舍。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015] (I)本发明只需要改造奶牛场原有沟渠,不需要占用额外的土地,不需要改变原有沟渠分布。在排水沟渠底部铺设粗砂、树叶、木肩、大麦秸杆、碱性渣和熔炉渣;其中树叶、木肩和大麦秸杆可作为生物质碳源,促进微生物的反硝化作用,提高排水中的氮素去除率;碱性渣和熔炉渣作为吸附矿物,能够进一步吸附排水中的磷素。沟渠内外侧种植的菖蒲、扶芳藤和冬青卫矛等植物可用来吸收降解排水中的氮磷和有机物。反硝化吸磷沟渠具有结构简单,区域适应性强,维护费用低等特点,易于本发明的推广。
[0016] (2)本发明利用奶牛场养殖污水养殖藻类,利用藻类对氮磷的吸收利用降解水中的氮磷含量;种植牧草,利用土壤-微生物生态组合系统和植物本身的吸收同化作用降解水中污染物,使污水中NH3-N、TP和有机物得到有效利用,实现了污染水体的生态修复。
[0017] (3)本发明利用奶牛场养殖污水养殖藻类、种植牧草和做部分鱼塘用水,得到了藻类饲料、鱼饵料、鱼和牧草饲料等经济产品,加长了奶牛场的经济链条。
附图说明
[0018]图1是奶牛场养殖污水的生态综合处理方法流程图。
具体实施方式
[0019]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
[0020]以一个养殖规模约为500头的奶牛养殖场为例。
[0021] 该奶牛场污水产生量约为18 t/d,粪便产生量约为22 t/d,排水沟渠约50m。
[0022]在排水沟渠底部先铺设一层5 cm厚的粗砂,粗砂上面铺设一层7 cm厚的树叶,树叶上面铺设一层3 cm厚的木肩,木肩上面铺设一层10 cm厚的大麦秸杆,大麦秸杆上面铺设一层3 cm厚的碱性渣和熔炉渣;沟内两侧种植菖蒲、常春藤、扶芳藤和络石,株距50 cm,每5株间种;沟顶种植冬青卫矛和红叶石楠,株距I m,每3株间种。
[0023]采用干清粪清洗工艺,清粪比为65 %,即保证有35 %的固体粪便进入UASB厌氧发酵系统,其中干粪用半机械方式收集、清理;尿液和冲洗污水经过牛舍的侧漏沟,汇集至污水贮存池。分离后的固体粪便送入UASB反应器,采用热电肥联产沼气发酵工程,经沼气发电机组产生电能,用于奶牛场日常用电和冬季取暖;产生的沼渣沼液富含氮磷等有机物,是优质的绿色肥料,按体积计,将40 %的沼渣沼液直接投撒到草场,可代替过磷酸钙13 t/a、尿素3.3 t/a;剩余的60 %沼渣沼液经固液分离机,实现固液分离;固体晒干后,作为牧草场肥料贮存;液体随尿液、冲洗水一起汇入污水贮存池。
[0024]污水贮存池中的污水分成三个流路,按体积计,分别以30 %、35 %和35 %的比例进入藻类养殖池、牧草种植地和反硝化吸磷沟渠。藻类养殖塘底部均匀铺设曝气装置,调控污水进水阀门,把气水比控制在2.5:1,溶解氧为3 mg/L;选择小球藻、狐尾藻和细绿萍种植,种植密度是每平方米25丛,每8天采收一次。养殖污水在藻类池停留5天,NH3-N浓度由800mg/L降至70 mg/L,TP浓度由400 mg/L降至10 mg/L。藻类养殖塘的出水用与自来水1:10的比例稀释,用作鱼塘养殖用水,补充水中的氮磷营养物质。藻类采收之后,将20 %的藻直接投喂到鱼塘,鱼塘以草鱼、鲂鱼为主,混养鲢鱼、鳙鱼,按质量计,混养比为2:1.5,其中草鱼养殖量为每平方米水面12 kg;35 %的藻晒干贮存,用作鱼料;45 %的藻进行青贮,在奶牛的日常饲喂中,和市场购买的精料一起,按照3:1的质量比,喂食奶牛。污水引流到牧草种植区后,用于种植苜蓿、菊苣、狼尾草、苏丹草,污水停留时间为7天,利用土壤-微生物生态组合系统和植物本身的吸收同化作用降解水中污染物,使污水中NH3-N、TP和有机物得到有效利用,实现了污染水体的生态修复,避免了直排污水使受纳水体富营养化的危害;牧草收割后,晒干存贮,喂养奶牛。污水流经反硝化吸磷沟渠时,沟渠内铺设的树叶、木肩和大麦秸杆可作为生物质碳源,促进微生物的反硝化作用,提高排水中的氮素去除率;碱性渣和熔炉渣作为吸附矿物,能够进一步吸附排水中的磷素,并且反硝化吸磷沟渠结构简单,适应性强,维护费用低,易于在奶牛场推广使用。反硝化吸磷沟渠的出水,经管道汇集至调节池,先经石英砂和反冲洗装置,除去颗粒较大的悬浮物质,之后采用二氧化氯发生器产生消毒剂进行消毒,消毒时间为2个小时。消毒后的水体,作为中水,再次用于冲洗牛舍,折算之后,奶牛场平均一年节约用水约46.6 %,节水效果显著。
[0025]本发明综合采用物化、生物、生态等技术,使污水中的氮磷营养物质和有机物得到充分利用,优化了奶牛场的用水方式,实现了养殖污水的资源化利用,得到了良好的环境效益和经济效益。

Claims (1)

1.一种奶牛场养殖污水的生态综合处理方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)将奶牛场排水沟渠改造成反硝化吸磷沟渠:在排水沟渠底部先铺设一层3-5cm厚的粗砂,粗砂上面铺设一层5-7cm厚的树叶,树叶上面铺设一层3-5cm厚的木肩,木肩上面铺设一层10-15cm厚的大麦稻杆,大麦稻杆上面铺设一层3-5cm厚的碱性渣和恪炉渣;沟内两侧种植菖蒲、常春藤、扶芳藤和络石,株距40-70cm,每5-8株间种;沟顶种植冬青卫矛和红叶石楠,株距1-1.5米,每2-4株间种; (2)对奶牛场的固体粪便和尿液进行分离:采用干清粪工艺,按体积计,保证分离出30%-37 %的固体粪便,固体粪便用半机械方式收集、清理;尿液和冲洗污水经过牛舍的侧漏沟,汇集至污水贮存池; (3)分离后的固体粪便送入UASB厌氧发酵系统,采用热电肥联产沼气发酵工程,经沼气发电机组产生电能;发酵产生的沼渣沼液,按体积计,35%-45%作为有机肥直接施于牧草地;剩余的55 % -65 %的沼渣沼液经固液分离机,实现固液分离,分离的固体晒干后,作为牧草场肥料贮存,分离的液体随尿液、冲洗水一起汇入污水贮存池; (4)按体积计,将污水贮存池中20 %-30 %的混合污水引流到养殖小球藻、狐尾藻、细绿萍的藻类养殖池,藻类养殖池底部均匀设置曝气装置,气水比控制在2-3:1,溶解氧控制在2-4mg/L;藻类每8天采收一次,采收后,按质量计,将20 %的藻直接投喂于鱼塘,投喂的鱼塘以草鱼、鲂鱼为主,混养鲢鱼、鳙鱼,按质量计,混养比为2:1.5,其中草鱼养殖量为每平方米水面12kg,藻类养殖池的出水,与自来水按I: 7-11的体积比稀释后,用作鱼塘养殖水;30%-40%的藻晒干贮存用作鱼料;剩余40%-50%的藻进行青贮,与奶牛精料按青贮的藻与奶牛精料的质量比为2-4:1,喂食奶牛; (5)按体积计,将污水贮存池中30%-40%的混合污水用于种植苜蓿、菊苣、狼尾草、苏丹草,牧草收割后,晒干存贮,喂养奶牛; (6)按体积计,将污水贮存池中30 %-50 %的混合污水和上述各环节产生的污水一起引流进入反硝化吸磷沟渠,水力停留时间为3-5天; (7)反硝化吸磷沟渠的出水,经管道汇集至调节池,先经石英砂和反冲洗装置,除去颗粒较大的悬浮物质,之后采用二氧化氯发生器产生消毒剂进行消毒,消毒后的水体作为中水,再次用于冲洗牛舍。
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