CN104743755A - 一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，该方法包括固体粪便的干清粪处理工艺；污水经调节池后进行固液分离，液体进入匀浆池；污水在USR和UASB反应器进行厌氧反应，产生的沼气净化储存利用；然后污水在好氧池中进行曝气处理；处理后污水在混灌池混合后用于种植业或回冲挤奶厅等步骤。该方法兼顾粪污分类收集、分类处理，具有季节性适应能力、一定贮存和深度净化能力、可实现种养结合的综合粪污综合处理方法。
Description
技术领域
本发明涉及奶牛场粪污综合处理技术，具体涉及一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法。
背景技术
据农业部发布《全国优势农产品区域规划布局2008-2015》统计，目前，我国人均奶制品消费量仅相当于世界平均水平的1/4、发达国家的1/12，发展空间广阔。近年来，随着奶制品需求量的提升，在奶牛优势区的带动下，我国奶业持续高速发展，涌现出一批明星企业和知名品牌，取得了显著的成效。据畜牧年鉴统计2012年全国养殖量为1440万头，按照规划预计到2015年全国奶牛养殖量达到1700万头。随着养殖规模的不断扩大，集约化奶牛养殖场数量的增加，规模化奶牛场粪污造成的环境污染问题，尤其是以干清粪为主要清粪工艺的牧场型规模化奶牛养殖场所产生的大量高浓度养殖粪污，正引起社会的广泛关注。
由于在产业发展过程产排的大量粪污未能得到及时有效的控制和利用，造成大量资源的浪费，并威胁到畜产品质量与养殖环境产地安全。为此，国家和地方政府出台了一系列法令规章、标准和规范来约束和促进行业的健康发展。2014年1月1日，国务院正式颁布《畜禽规模养殖污染防治条例》；农业部、环保部颁布实施了《畜禽场环境质量标准》、《畜禽养殖业污染物排放标准》、《畜禽养殖业污染防治技术规范》、《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》等标准规范来约束和解决畜禽养殖污染问题。
干清粪式规模化奶牛场养殖方式及其粪污收集方式在奶牛养殖业行业具有普遍性，对行业的健康发展具有重要影响。牧场型规模化奶牛养殖绝大部分养殖场尤其是中小型养殖场也基本以干清粪工艺为主，与水冲粪奶牛养殖场粪污产排情况相比，粪便主要以固体的形式被收集和清运，养殖废水量也相对较少，且废水中有机质含量少，但如果不处理而任其随意排放同样也会造成较严重的环境污染，制定经济适用且有针对性的粪污处理工艺是本发明要解决的关键问题。
通过行业调研，干清粪式规模化奶牛场粪便主要来源于牛舍、运动场；干清粪工艺中废水主要来源于挤奶厅设备管路冲洗水、待挤厅地面冲洗水、牛尿、夏季牛舍喷淋水，其中具有喷淋条件的养殖场是季节性排水的主要来源。不同的养殖规模会产生不同数量的废水，相应的治理方式上也会有较大差异，本发明主要针对一种存栏3000头以上的牧场型规模化奶牛场制定相对应的处理工艺。
发明内容
本发明的整体构思是：综合利用固液分离技术、厌氧生物处理工艺和好氧生物工艺处理，遵循循环经济原理和理念，尽可能将奶牛场粪污经济化地进行无害化处理，使其在牛—农田生态子系统内形成循环利用，减少对环境的扰动和破坏。
奶牛场利用干清粪处理工艺来清理固体粪便，其目的是：尽可能减少污水中的固形物和有机物含量，减轻后续污水处理工艺的难度和强度；固体粪便有五种处理方法：1)直接售卖；2)堆沤制腐熟肥后售卖或用于种植业；3)制作有机肥；4)作为食用菌培养基质；5)作为蚯蚓养殖基质。
匀浆池中待处理污水来源于两部分，一部分为牛舍夏季喷淋用水和牛尿经格栅和调节池后通过螺旋挤压式固液分离出的液体，另一部分为挤奶厅污水及待挤厅少量粪尿经斜板式格栅过滤后的污水；匀浆池中的污水先后进入厌氧反应器和高效厌氧反应器进行厌氧发酵，此过程能够降低污水中的有机质含量和含固率，沼气净化后进行综合利用，沼液进入好氧池；在好氧池中曝气脱氮后的液体，部分可用于回冲挤奶厅，剩余部分在回灌池中以一定比例与清水混合后可利用于种植业；在非灌溉季节，好氧池中的液体可进入多级生物净化储存塘，进行深度处理，最终废水在回灌池中以一定比例与清水混合后回灌于种植业。
因此，本发明的目的在于针对存栏3000头以上的牧场型干清粪奶牛场粪污产排特点和存在问题，提供一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，该方法兼顾粪污分类收集、分类处理，具有季节性适应能力、一定贮存和深度净化能力、可实现种养结合的综合粪污综合处理方法。
本发明的技术方案：
一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，包括以下顺序的步骤：
1)牛舍和牛运动场的固体粪便采用干清粪工艺处理，所述牛舍内粪便采用铲式清粪和刮板清粪，所述牛运动场采用人工清粪或机械清粪；
2)处理后的固体粪便，可作为肥料直接售卖，或作为二次资源化利用的原料；
3)牛舍夏季喷淋用水和牛尿经格栅过滤后流入调节池，待调节池中废水达到一定蓄积量后，将其泵入固液分离机进行固液分离，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入匀浆池；
4)将挤奶厅污水及待挤厅少量粪尿收集后经暗管输送到格栅过滤装置进行过滤，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入匀浆池；
5)在匀浆池中将污水的PH值调整到6.8—8，C∶N调整到22—28∶1；
6)将匀浆池中的污水泵入厌氧反应器，进行厌氧反应，以降低污水中的有机质含量；将处理后的污水排入暂存池，产生的沼气净化后进行综合利用；
7)将暂存池中的污水泵入高效厌氧反应器，进行厌氧反应，以降低污水中的有机质含量；将处理后的污水排入好氧池；产生的沼气净化后进行综合利用；
8)在好氧池中对污水进行曝气处理，经除臭和脱氨后的污水，在混灌池中与清水混合后，当混合后的水质达到GB5084-2005《农田灌溉水质标准》后，可利用于种植业。
进一步地，所述步骤8)中好氧池里经除臭和脱氨后的污水可进入多级生物净化储存塘，进行深度处理后；部分处理后污水经消毒装置消毒后，可回冲挤奶厅；部分废水可回灌于种植业。
进一步地，所述多级生物净化储存塘的前两级为增温温室。
进一步地，所述步骤2)中处理后的固体粪便可以用来作为有机肥或腐熟肥的原料。
进一步地，所述步骤2)中处理后的固体粪便可以用来作为蚯蚓养殖或食用菌培育的基质。
进一步地，所述步骤3)中当调节池中废水体积达到调节池容积的60％—90％时，将其泵入固液分离机进行固液分离，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入暂存池。
进一步地，所述步骤5)、6)和7)中设置有增温设备，使所述步骤5)、6)和7)保持在30—40℃条件下进行反应；所述增温设备由厌氧反应器产生的沼气供能。
进一步地，所述步骤5)中可用石灰水、草木灰来调整污水的PH值。
本发明的有益效果和积极作用：
1)该方法充分利用了存栏量3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污产排特点，以实现养殖废弃物资源化、生态系统自循环为最终目标，将粪便和污水分类收集分类处理，降低了粪污处理的投资成本和运行成本；
2)该方法通用性好、适应范围广，可满足不同地区的存栏量3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污处理；
3)多级生物净化储存塘可以有效缓解大量喷淋水带来的季节性污水处理压力，提高系统的稳定性；
4)匀浆池具有增温、调整PH值和调整C∶N的作用，有利于加速无氧消化反应；
5)多级生物净化储存塘的前两级设计为增温温室，可以加速废水的净化速度；
6)创造性的将USR和UASB反应器联合使用，加快了废水的厌氧消化反应处理速度，满足大规模奶牛养殖场的废水处理需要；
7)该方法可有效改善养殖场及周边的环境卫生，为发展清洁养殖提供了保障；
8)该方法可实现半自动化运行，运行维护简单，整个系统的运行仅需要兼职操作即可，不需要安排固定人员。
附图说明
图1为一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
实施例一：
一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，包括以下顺序的步骤：
1)牛舍和牛运动场的固体粪便采用干清粪工艺处理，所述牛舍内粪便采用铲式清粪和刮板清粪，所述牛运动场采用人工清粪；
2)处理后的固体粪便，可作为肥料直接售卖，也可作为有机肥或腐熟肥的原料，还可以用来作为蚯蚓养殖或食用菌培育的基质；
3)牛舍夏季喷淋用水和牛尿经格栅过滤后流入调节池，待调节池中废水达到60％后，将其泵入螺旋挤压式固液分离机进行固液分离，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入匀浆池；
4)将挤奶厅污水及待挤厅少量粪尿收集后经暗管输送到斜板式格栅过滤装置进行过滤，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入匀浆池；
5)在匀浆池中将污水的PH值用石灰水或草木灰调整到6.9，C∶N调整到22∶1，温度保持在30—40℃；
6)将匀浆池中的污水泵入USR反应器，进行厌氧反应，温度保持在30—40℃，以降低污水中的有机质含量；将处理后的污水排入暂存池，产生的沼气净化后进行综合利用；
7)将暂存池中的污水泵入UASB反应器，进行厌氧反应，温度保持在30—40℃，以降低污水中的有机质含量；将处理后的污水排入好氧池；产生的沼气净化后进行综合利用；
8)在好氧池中对污水进行曝气处理，经除臭和脱氨后的污水，在混灌池中以体积比4:1的比例与清水混合后，水质达到GB5084-2005《农田灌溉水质标准》，可利用于种植业；
9)将经除臭和脱氨后的污水可进入多级生物净化储存塘，进行深度处理，最终处理后的部分废水可用于回冲挤奶厅，剩余废水回灌于种植业；所述多级生物净化储存塘的前两级为增温温室。
处理后的污水的理化指标：
1.检验项目及方法：
表1处理后废水的理化指标检测项目及方法
| 序号 | 项目 | 测定方法 | 方法来源 |
| 1 | 生化需氧量(BOD5) | 稀释与接种法 | GB7488－87 |
| 2 | 化学需氧量(CODcr) | 重铬酸钾法 | GB11914－89 |
| 3 | 悬浮物(SS) | 重量法 | GB11901－89 |
| 4 | 氨氮(NH3－N) | 纳氏试剂比色法 | GB7479－87 |
| 5 | 总磷(以P计) | 钼酸铵分光光度法 | GB11893－89 |
| 6 | 粪大肠菌群数 | 多管发酵法 | GB5750－85 |
| 7 | 蛔虫卵 | 吐温－80柠檬酸缓冲液离心沉淀集卵法 | GB7959－87 |
| 8 | pH值 | 玻璃电极法 | GB6920－86 |
| 9 | 总氮 | 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 | GB11894-89 |
| 10 | 铜 | 原子吸收分光光度法 | GB/T7475-1987 |
| 11 | 锌 | 原子吸收分光光度法 | GB/T7475-1987 |
2.检测结果
将经过步骤8)，即在好氧池中对污水进行曝气处理，经除臭和脱氨后的污水和多级生物净化储存塘进行深度处理、最终处理后的污水检测理化指标，并与国标GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》进行比较，结果见表2。
表2处理后废水的理化指标检测结果
从表2可以看出，经过本发明方法处理过的奶牛场污水的理化指标整体优于GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》的排放限值，同时结合实施例，说明利用本发明的方法可以很好地满足3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理需要。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)牛舍和牛运动场的固体粪便采用干清粪工艺处理，所述牛舍内粪便采用铲式清粪和刮板清粪，所述牛运动场采用人工清粪或机械清粪；
2)处理后的固体粪便，可作为肥料直接售卖，或作为二次资源化利用的原料；
3)牛舍夏季喷淋用水和牛尿经格栅过滤后流入调节池，待调节池中废水达到一定蓄积量后，将其泵入固液分离机进行固液分离，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入匀浆池；
4)将挤奶厅污水及待挤厅少量粪尿收集后经暗管输送到格栅过滤装置进行过滤，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入匀浆池；
5)在匀浆池中将污水的PH值调整到6.8—8，C∶N调整到22—28∶1；
6)将匀浆池中的污水泵入厌氧反应器，进行厌氧反应，以降低污水中的有机质含量；将处理后的污水排入暂存池，产生的沼气净化后进行综合利用；
7)将暂存池中的污水泵入高效厌氧反应器，进行厌氧反应，以降低污水中的有机质含量；将处理后的污水排入好氧池；产生的沼气净化后进行综合利用；
8)在好氧池中对污水进行曝气处理，经除臭和脱氨后的污水，在混灌池中与清水混合后可利用于种植业。
2.如权利要求1所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述步骤8)中好氧池里经除臭和脱氨后的污水可进入多级生物净化储存塘，进行深度处理后，部分处理后污水可回冲挤奶厅，剩余部分回灌于种植业。
3.如权利要求2所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述多级生物净化储存塘的前两级为增温温室。
4.如权利要求1—3任意一项权利要求所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述步骤2)中处理后的固体粪便可以用来作为有机肥或腐熟肥的原料。
5.如权利要求1—3任意一项权利要求所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述步骤2)中处理后的固体粪便可以用来作为蚯蚓养殖或食用菌培育的基质。
6.如权利要求1—3任意一项权利要求所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述步骤3)中当调节池中废水体积达到调节池容积的60％—90％时，将其泵入固液分离机进行固液分离，分离出的固体进入堆粪棚，污水进入暂存池。
7.如权利要求1—3任意一项权利要求所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述步骤5)、6)和7)中设置有增温设备，使所述步骤5)、6)和7)保持在30—40℃条件下进行反应；所述增温设备由厌氧反应器产生的沼气供能。
8.如权利要求1—3任意一项权利要求所述的一种存栏3000头以上牧场型干清粪奶牛场粪污综合处理方法，其特征在于：所述步骤5)中可用石灰水、草木灰来调整污水的PH值。
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