奶牛場廢水處理技術方案

■ 丁海軍 張皓文 河南力歐環境優化集團

奶牛場的廢水主要由糞便水、沖洗水等組成，具有濃度高、懸浮物高等特點，如不處理將對周圍環境造成嚴重污染，因此必須對廢水進行綜合治理。本文提出以下污水治理工程技術實施方案。

1 概述

每頭奶牛產生廢水150L，按5000頭奶牛計算，該奶牛養殖場日處理污水量為750噸。根據奶牛養殖場提供的廢水水質水量報告，確定污水的水質指標為：COD 20000mg/L，SS 10000mg/L。奶牛場負責人設定的處理目標為COD≤300mg/L。由于奶牛場的廢水有機物濃度高，無毒，其可生化性BOD5/COD大于0.45，屬高濃度可生化有機廢水，故應采用以生物處理為主的廢水治理工藝。考慮到廢水COD=20000mg/L，SS=10000mg/L，為了減少處理系統能耗和占地，采用河南力歐環境優化集團在現有先進成熟的厭氧、好氧生物處理工藝基礎上開發出來的UASB＋CASS處理工藝。技術方案包括污水處理廠內治理工藝、土建工程、管道工程、設備及安裝工程、電氣工程、自控工程、廠內給水排水工程及消防。其中，污水及給水進口從污水處理廠界區邊線開始計算，動力線從污水處理廠配電柜進線開始，排水至污水處理廠界區止。設計原則是：采用技術先進，運行可靠，操作管理簡單的工藝，使先進性與可靠性有機地結合起來；利用高效節能的治理工藝，極大地降低工程運行費用；采用成熟的先進技術工藝，有效控制工藝造價；除考慮去除有機物外，同時考慮N、P的去除；強化除臭和噪音防治措施，避免二次污染；加強消防設施，減少隱患。

2 處理工藝

UASB＋CASS工藝是由高效UASB及CASS組成的，其功能分別如下。

2.1 UASB系統

高效UASB的有機負荷高，COD去除率高；布水面小，容易做到布水均勻，能保證微生物與基質的充分接觸；抗沖擊負荷能力強；容積產氣率高，能耗很低；整個系統完全自控，設置全自動防酸化保護系統，不會出現酸化現象；系統占地小，為其它厭氧系統的40%左右。

2.2 CASS系統

CASS系統的運行穩定，處理效果好，管理簡單；由于采用靜止沉淀，出水水質比其它處理方式更好；好氧微生物富集簡單，系統啟動容易；除對有機物有很好的作用外，對N、P的去除率也較高；氧的利用率高，能耗較其它處理低15%左右；完全自動控制，管理容易；不易出現污泥膨脹現象。

3 工藝流程

3.1 水處理區

3.2 泥處理區

來自一沉、CASS污泥→帶式壓濾機 →污泥外運。

4 處理工藝參數及說明

4.1 機械轉篩

轉篩作為污水處理中的預處理方法，應用廣泛。采用轉篩可以有效去除奶牛養殖場污水中的牛毛、牛糞等較大的懸浮物，保護后續處理的穩定運行，提升泵的正常運轉。設計采用轉篩2臺，寬500mm，一用一備。

4.2 一沉池

由于奶牛養殖場廢水中含有大量的懸浮物，因此需要通過沉淀加以去除。以保證后續處理系統的正常運行。設計采用平流式沉淀池一座，鋼混結構，水力停留時間4.0h，尺寸為（17.0×3.0×3.0）m。

4.3 調節池

調節池的作用是調節廢水的水質水量，從而避免對后續生物處理造成較大的負荷變化，避免生物處理的正常運行受到影響。設計采用調節池一座，有效池容476m3，鋼混結構，尺寸為（17.0×7.0×4.5）m。采用污水泵2臺，1用1備。流量40m3/h，揚程15m。

4.4 高效UASB反應器

厭氧系統采用中溫，蒸汽加熱，設計有機負荷為6.0kgCOD/m3·天。通過該處理工段可去除廢水中85%以上的有機物，同時所降解的有機物在厭氧細菌（產酸和產甲烷菌）的作用下轉化為沼氣，沼氣中CH4含量在65%左右。沼氣通過集氣罩收集,不會對周圍環境帶來氣味，沼氣通過水封后經燃燒鍋爐再處理。高效UASB反應器有效容積為1500m3，尺寸為（20.0×10.0×8.5）m，鋼筋混凝土結構，有機負荷6.0kgCOD/m3·天，水力停留時間48h。

4.5 厭沉池

厭沉池可以去除厭氧出水中所帶的懸浮物，減輕后續好氧處理的負荷。設計采用平流式沉淀池一座，鋼混結構，水力停留時間4.0h，尺寸為（20.0×2.5×3.0）m。

4.6 CASS好氧段

CASS工藝是“采用間歇反應器體系的連續進水、周期排水、污泥回流、延時曝氣好氧活性污泥工藝”的簡稱，是目前國際上較為先進的生物處理工藝，其流程簡單，運行管理方便，耐沖擊負荷能力強，處理效果良好。CASS在傳統間歇進水的SBR工藝基礎上進行改良，在運行時仍舊保證在同一池中周期進行反應、沉淀、排水及空載4個工序，但又避免了間歇進水對前、后處理裝置的要求，故CASS反應池不需專設二沉池，從而減少占地，降低造價。同時可根據進水水質水量自動調整運行周期，以利于降低運行費用。內部污泥回流可保證系統內有充足的微生物，使系統運行穩定。

圖1 CASS好氧反應池在好氧運行時，有大量的硝化菌進行硝化作用的反應式

CASS反應池采用離心鼓風機和微孔曝氣頭相結合的方式進行充氧，具有氧利用率高，鼓風機消耗功率低等特點。由于系統自控采用PLC可編程控制器來實現，使得系統在調試階段可以較容易地對運行周期進行變化和控制，使CASS反應器的實際運行方式更接近實際需要。本方案設計CASS反應池1座，尺寸為（48.0×7.0×5.5）m，鋼混結構。內設水下攪拌器2臺。曝氣采用鼓風微孔曝氣，微孔曝氣頭672個，鼓風機2臺，周期為12h，潷水率為25%。

CASS好氧反應池在好氧運行時，有大量的硝化菌進行硝化作用，反應式為如圖1所示。

而在缺氧運行時，污泥中的兼性反硝化菌則進行反硝化反應，反應式為：

硝化及反硝化使整個系統具有較高的脫氮效果。

傳統的活性污泥法和生物膜法可通過生物體合成去除污水中20%～25%的磷。某些細菌交替地處于厭氧條件和好氧條件時，它們能在厭氧條件下吸收低分子的有機物（如脂肪酸），同時將細胞原生質中聚合磷酸鹽異染粒的磷釋放出來，提供主要的能量，在隨后的好氧條件下，能氧化有機物并提供能量，同時從廢水中吸收超過其生長所需的磷并以聚磷酸鹽的形式貯存起來。由于系統必須經常排放剩余污泥，被細菌過量攝取的磷也將隨之排出系統，因而可獲得相當好的脫磷效果。

4.7 綜合操作間

為保證污水處理裝置的穩定運行，設置綜合操作間一座，包括污泥脫水間，水泵房，鼓風機房。