CN105417778B - 一种快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法，具体为生物聚沉氧化工艺，属于环境工程技术领域。主要由生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、固液分离设备、微生物培养池、集水池及生物氧化处理池构成，其特征在于利用特异微生物(克雷伯氏异养菌F1，保存编号：CGMCC No.3032)产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与奶牛场粪污废水中的SS、COD、氨氮、总磷发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行分离，分离出的粪污沉渣用于生产有机肥，分离出的废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。

Description

一种快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法

一、技术领域

本发明涉及一株产生物絮凝剂特异微生物异养菌F1，使其作用于规模化奶牛场粪污废水，然后进行深度除渣和生物氧化的生物聚沉氧化技术，属于环境工程技术领域。

二、背景技术

近年来，我国奶牛养殖从奶农散养向规模化、现代化、集约化和标准化发展的转型升级加快，使得我国奶牛养殖业得以蓬勃发展。据不完全统计，截止2012年，我国年存栏数在500头以上的规模化奶牛场已达3585个，其中，存栏1000头以上的牧场占35％。在奶牛养殖业快速发展的同时，会产生大量的粪污，包括奶牛粪和综合废水(牛尿、挤奶厅废水、冲洗水、降温水等混合物)等，平均产率大约为60kg/(头·d)，其中新鲜牛粪约30kg/(头·d)。一个存栏2000头的规模化奶牛场，每天将产生约60t含水率87％左右的鲜牛粪，和60t综合废水。这些粪污具有高有机负荷、高SS、高氨氮的特征，由于我国绝大多数规模化奶牛场周边可有效消纳粪污的农地面积严重不足，其粪污成为周边环境的重要污染源，由此产生的环境污染事件和社会***常见报道。

为便于奶牛场新鲜粪污的后续处理和资源化，固液分离是近年来多数牧场采用的重要措施，但固液分离后所产生的“浓浆水”，其本身COD和SS的含量均可高达70000mg/L，这些浓浆水连同综合废水，按传统的厌氧产沼--好氧生化处理模式不但时间长(常在15d以上)，而且处理出水仍很难达标，色度也较深。究其原因，是进入传统的厌氧消化器的粪污废水中SS和惰性COD过高，以及水力停留时间(HRT)时间较短(多数在5d左右)所致。

针对现有奶牛场粪污废水处理工艺处理周期长、出水水质不达标、运行费用高等不足，本发明提供一种快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法。

三、发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，本发明提供一种生物聚沉氧化工艺用于快速处理规模化奶牛场粪污废水，具有生化效果好、处理时间短、运行成本低等优势。

所述生物聚沉氧化工艺，其特征在于利用特异微生物克雷伯氏菌Klebsiellasp.F1(保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所，保藏时间：2009年4月23日，保存编号：CGMCC No.3032，分类命名：克雷伯氏菌Klebsiella sp.)以奶牛场废水为培养基并添加少量营养剂使其产生大量生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与奶牛场粪污废水中的SS发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行固液分离除渣，分离出的粪污沉渣通过发酵后生产有机肥，分离出的清澈废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。

所述生物聚沉氧化工艺，主要由生物絮凝池、沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、固液分离设备、微生物培养池、集水池及生物氧化处理池构成。

所述生物絮凝池，是将粪污废水与微生物菌F1的菌液在搅拌机的作用下充分混合，克雷伯氏异养菌F1产生高效的生物絮凝剂，与粪污废水中的颗粒物和胶体物质发生絮凝沉淀反应。粪污废水与特异微生物菌液的体积比例为10∶1～100∶1。

所述沉淀池，承接生物絮凝池中的粪污废水絮凝混合物，实现粪污废水颗粒物的聚沉，并自流排出上清液至集水池，下部的沉渣用排污泵排至集渣池。

所述集渣池，承接沉淀池排出的沉淀粪渣。

所述生物聚沉反应池，包含曝气***、搅拌***、进粪污沉渣***、进微生物菌液***和进营养剂***，将集渣池排出的粪污沉渣与菌液F1及其营养剂在搅拌机的作用下进行充分混合，在池底进行曝气，使微生物大量产生生物絮凝剂并对粪污污渣进行改性。粪污沉渣与特异微生物菌液按体积比在10∶1～50∶1.

所述固液分离设备，用于分离改性后的粪污沉渣，达到渣水分离的目的。由于粪污中大部分COD、P和氨氮是非水溶性的，经生物聚沉反应除渣后，以回收去除SS的方式被去除，脱水后的粪污沉渣可作为生产有机肥的原材料。

所述微生物培养池，主要用于培养生物聚沉反应所需的特异微生物克雷伯氏异养菌F1。

所述集水池，收集沉淀池的上清液及固液分离设备的分离液。

所述生物氧化处理，对经过生物聚沉反应后的粪污废水进行进一步的生物氧化处理，如A/O、A/A/O、SBR工艺，以实现达标排放。

本发明的有益效果如下：

利用特异微生物产生生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与奶牛场粪污废水中的SS、COD发生聚合而沉淀，与传统的厌氧-好氧处理工艺相比，具备处理快速、高效，处理效果好的优势。

与传统无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂相比，本发明采用微生物絮凝剂具有安全、高效、廉价、无毒、易降解、无二次污染等特点，是典型的环境友好型功能材料。

与厌氧产沼--好氧生化处理模式处理奶牛场粪污废水相比，本发明方法的投资、能耗、运行费用大大降低。

四、附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，本领域技术人员将会更清楚地了解本发明的各个方面。本领域技术人员应当理解的是：这些附图仅仅用于配合具体实施方式说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。其中，

图2为本发明一个实施例的工艺流程图。

五、具体实施方式

图2为本发明实施例中一种规模化奶牛场粪污废水处理方法的工艺流程图。如图2所示，该方法包括如下处理设施：生物絮凝池、平流沉淀池、集渣池、生物聚沉反应池、厢式压滤机、微生物培养池、集水池及脱氮除磷工艺(A/A/O)。

所述生物絮凝池，奶牛场粪污废水与微生物培养池中的克雷伯氏异养菌F1在搅拌机的作用下充分混合，克雷伯氏异养菌F1产生高效的生物絮凝剂，与粪污废水中的颗粒物和胶体物质发生絮凝沉淀反应。粪污废水在生物絮凝池停留0.5h，生物絮凝池的有效容积为10m³，粪污废水与微生物比例为20∶1.

所述沉淀池，承接生物絮凝池中的粪污废水絮凝混合物，实现粪污废水颗粒物的聚沉，并自流排出上清液至集水池，下部的沉渣用排污泵排至集渣池。

所述集渣池，承接沉淀池排出的沉淀粪渣。

所述生物聚沉反应池，将集渣池排出的沉淀粪渣与克雷伯氏异养菌F1、营养剂在搅拌机的作用下进行充分混合，在池底进行曝气，在微生物作用下使粪污沉渣进行改性。营养剂主要为含N、P、K、Ca、Mg、Fe、S等元素的无机化合物和葡萄糖等有机碳源。生物聚沉反应池容积为80m³，水力停留时间为4h。微生物菌液投放量与粪污沉渣体积比为5∶100，营养剂投放量为2kg/m³。

所述固液分离设备，是一种专用于生物聚沉反应后的粪污除渣机，用于分离改性后的粪污沉渣，达到渣水分离的目的。由于粪污中大部分COD、P和氨氮是非水溶性的，经生物聚沉反应后，以回收去除SS的方式被去除，脱水后的渣饼可作为生产有机肥的原材料。除渣后分离的废水排入集水池。经测定，经生物聚沉反应和除渣后，粪污废水中SS、COD、总磷绝大部分被去除，去除率在90％以上，氨氮去除率在70％以上。

所述微生物培养池，主要用于培养生物聚沉反应所需的特异微生物克雷伯氏异养菌F1。

所述集水池，收集沉淀池的上清液及固液分离设备的分离液。

所述脱氮除磷工艺(A/A/O)，对压滤水进行生物降解、脱氮除磷，运行时间1-2d后，出水水质满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)排放要求。

Claims (2)

1.一种快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法，其特征在于：采用生物聚沉氧化工艺进行奶牛场粪污废水处理；所述生物聚沉氧化工艺利用特异微生物菌产生生物絮凝剂，所述特异微生物菌为克雷伯氏异养菌F1，保存编号：CGMCC No.3032，将奶牛场粪污废水与微生物培养池中的克雷伯氏异养菌F1在搅拌机的作用下充分混合，克雷伯氏异养菌F1产生生物絮凝剂，与粪污废水中的颗粒物和胶体物质发生絮凝沉淀反应，粪污废水在生物絮凝池停留0.5h，粪污废水与特异微生物菌液比例为20∶1；通过沉淀池承接生物絮凝池中的粪污废水絮凝混合物，实现粪污废水颗粒物的聚沉，并自流排出上清液至集水池，下部的沉渣用排污泵排至集渣池，将集渣池排出的沉淀粪渣与克雷伯氏异养菌F1、营养剂在搅拌机的作用下进行充分混合，在池底进行曝气，在微生物作用下使粪污沉渣进行改性，其中粪污沉渣与特异微生物菌液的体积比为20∶1，通过固液分离设备用于分离改性后的粪污沉渣，达到渣水分离的目的，脱水后的渣饼可作为生产有机肥的原材料，除渣后分离的废水排入集水池，经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。

2.根据权利要求1所述的快速处理规模化奶牛场粪污废水的方法，其特征在于：所述的生物氧化处理为A/A/O处理工艺。