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近年来，随着农业产业构造的推进，范围化、集约化畜禽养殖业疾速开展，由此所带来环境污染问题也日益严重。污染源普查动态更新调查数据标明，2010年，全国畜禽养殖业的化学需氧量和氨氮排放量分别到达1184万t和65万t，占全国排放总量的45%和25%，占农业源的95%和79%。同时，据国度环保总局在对全国23个省市调查发现，90%的范围化畜禽养殖场未实行环境评价，60%的养殖场缺乏必要的污染防治措施。畜禽养殖污染曾经成为继生活污水和工业废水后更大的污染源。
养殖废水主要包括尿液、剩余粪便、圈舍冲洗水及饲料残渣等，其处置形式可分为: 还田、自然处置以及工业化三种处置形式。其中工业化处置形式是目前最受关注的一种处置技术。现阶段国内外工业化管理畜禽养殖废水的工艺大致相同，各工艺组合方式较多，但市场上投入消费运转的管理设备鲜少有总氮、氨氮排放达标的。铭盛环境对广东省某奶牛养殖场废水进行处理，采用“UASB—两级AO—化学除磷—稳定塘—人工湿地”氧化塘组合工艺，有效减少养殖废水对周边生态环境的污染。
1 工程概述
广东省某奶牛养殖场存栏奶牛范围为3000头，严厉实行清洁消费，采用干清粪工艺，即清污别离，将粪便与牛尿、冲洗水分开处置。粪便直接外运作为农用肥料，牛尿、冲洗水及挤奶洗乳废水和少量生活污水等统一搜集后进入废水处置系统，系统进水水质如表1所示。
该养殖场工业污水处理站设计处置范围为400 m3/d，每天运转24 h，约17 m3/h。出水水质参照广东省《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)第二时段一级规范和《畜禽养殖业污染物排放规范》(DB 44/613—2009)两者中较严厉的规范来执行。详细设计进、出水水质值如表1所示。
2 处置工艺选择
2.1 水质剖析
养殖废水污染物浓度高，含有大量的病原微生物并有恶臭，属于难处置废水，剖析该养殖场废水组成，其具有以下特征：
水量水质变化较大，冲击负荷大;
废水固液混杂，悬浮物多，有机物浓度高，可生化性强;
废水氨氮浓度高，碳氮比易失调，气息重，属难处置废水;
废水中粪大肠菌群数高，出水段需实行消毒处置;
废水处置过程中产生的污泥、废气可综合应用。
2.2 处置工艺选择
国内外关于畜禽养殖业废水所用的处置工艺大致相同，即固液别离+厌氧技术+好氧技术，其中固液别离技术普通包括：离心、过滤、气浮、絮凝、沉淀等工艺;常用的厌氧工艺主要有：上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反响器(ABR)、升流式污泥床反响器(USR)、厌氧生物滤池以及两段厌氧消化法等;而好氧处置工艺主要有：氧化沟、序批式活性污泥法(SBR)、生物转盘、生物接触氧化法、厌氧/好氧(AO)以及两级AO等。
依据本工程的特性，统筹耐冲击负荷强、处置效果好、运转稳定等请求，最终定为“沉降固液别离+UASB+两级AO+化学除磷+稳定塘+人工湿地”+氧化塘结合管理工艺。
UASB反响器耐冲击性能强;无需混合搅拌设备，靠水流和发酵过程中产生沼气的上升运动，不只使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，而且利于有机物的降解;采用改进后的气、固、液三相别离器，能强化颗粒污泥的回流。UASB进水中SS需求恰当控制，以避免对处置效果的影响。由于养殖废水SS浓度较高，故在进入厌氧系统之前需采取一定的预处置措施，本工程采用机械粗格栅和专用的牛粪废水固液别离机去除悬浮固体和粪渣，本工程采用粗格栅和斜筛拦截废水中粗大的漂浮、悬浮固体和粪渣，然后采用沉淀法将重于水的悬浮物从水中别离出来，滤出的粪渣干化后可作为肥料回收应用。
两级AO，即Bardenpho工艺(前置AO和后置AO)，是一种硝化/反硝化工艺。前置缺氧池应用回流混合液中的硝酸盐氮和原污水中的有机质实行反硝化，出水进入前置好氧池后，有机质被氧化、含氮有机物氨化、氨氮发作硝化作用，同时前置反硝化产生N2在此好氧池经曝气吹脱释放。前置好氧池出水进入后置缺氧池实行内源反硝化脱氮，产生的N2在后置好氧池经曝气吹脱，同时内源代谢产生的氨氮在后置好氧池得到硝化。如此经过屡次的碳氧化-硝化-反硝化过程，废水中的有机物和氨氮大局部被转化为无机物从水中去除，小局部则转化为细胞物质，经过定期排泥排出系统。由于废水中碳氮比拟低，在运转过程中定期添加乙醇以补充碳源，保证工艺的脱氮该工艺脱氮率能高达90% ~ 95%。
经生化处置后的废水中磷和氨氮含量依然较高，为了到达稳定出水规范，采用化学除磷强氧化和强氧化化学除磷来满足请求，化学除磷药剂采用石灰和絮凝剂PAM，出水经过强氧化剂漂白水将污废水中的NH4+氧化成N2，同时可能杀灭污水中的绝大多数病原微生物，避免有害微生物的污染。由于除磷后出水呈弱碱性，化学除磷药剂采用石灰和絮凝剂PAM，出水需加酸调理pH。由于该出水仍不满足环保局规则的排放规范，还需进一步处置，依据业主单位提供现有场地，将现有的水塘改形成稳定塘和人工湿地，稳定塘和人工湿地均属于污水的土地处置系统，普通由菌藻、各种微生物、水生动植物、鱼类等局部组成，各局部共同作用，构成一个复杂的自然生物处置系统。污水在该生态系统内经过过滤、吸附、沉淀、植物吸收、微生物降解等途径进一步的物化和生物处置净化，有效完成了污水站的节能减排。出水可达标排放或回用来冲洗牛舍等。详细工艺流程见图1。
本工艺固液别离机和初沉池粪渣保送至污泥干化场地实行干化，作为肥料回收应用。后续沉淀池产生的剩余污泥经过浓缩加药调理后，进入污泥脱水机脱水处置，脱水后的泥饼外运处置。详细工艺流程如图1所示。
3 主要构筑物与设计参数
奶牛养殖废水处置工艺流程如图1所示。
格栅槽：1座，钢砼构造，钢筋混凝土构造，尺寸为5.0 m×3.0 m×1.0 m，内置2台格栅，栅间隙为5 mm;设有2台不锈钢斜筛。
初沉池：1座，钢砼构造，尺寸为5.0 m×6.0 m×4.0 m，外表负荷0.86 m3/(m2·h);设有1台潜污泵，单台功率0.75 kW。
调理池：1座，钢砼构造，尺寸为8.5 m×6.0 m×4.0 m，有效容积180 m3，停留时间为10.8 h;设有1套水下推流器;2台潜污泵(1用1备)，功率2.9 kW。
改进型UASB：2座，钢砼构造，单池尺寸为10.0 m×10.0 m×6.0 m，有效容积540 m3，设有32套三相别离器;设计容积负荷：5.0 kg COD/(m3·d)，SRT=2.7 d。
两级AO池：2座，钢砼构造，尺寸为15 m×10 m×4.0 m，有效容积525 m3;设有4套水下推流器，单台功率0.85 kW;900套微孔曝气器;3台AS16-2CB混合液回流泵，功率1.6 kW;设有2台BR200罗茨鼓风机，单台功率：22 kW，风压：10 kPa，重量：22.66 m3/min。
二沉池：1座，钢砼构造，尺寸4.5 m×4.0 m×4.0 m，外表负荷约为1.0 m3/(m2·h)，采用竖流式;设有1台污泥回流泵，功率1.1 kW。
除磷反响池：1座，包括反响池和终沉池，其中反响池尺寸2.5 m×4.0 m×4.0 m，设有1套除磷加药安装，1套PAM加药安装和混合搅拌安装;终沉池尺寸6.0 m×4.0 m×4.0 m，设有2台污泥泵，功率0.75 kW。
强氧化池：1座，尺寸2.76 m×2.5 m×4.0 m，配消毒安装1台。
pH回调池：1座，尺寸2.0 m×4.0 m×4.0 m，设有1套混合及加药安装，1套在线pH仪。
污泥处置单元：浓缩池，2座，尺寸4.0 m×3.0 m×3.0 m，有效停留时间t≥12 h;污泥脱水机，1台。
自然生物处置系统：稳定塘，1座，面积6000 m2;潜流式人工湿地，1座，面积3000 m2。
4 处置效果
本组合工艺24 h运转。出水能满足广东省《水污染排放限值》(DB 44/26—2001)指标请求，并经过相关部门的验收。各单元的均匀处置结果如表2所示。
5 运转本钱预算
该养殖废水处置工程运转本钱预算如表3所示。由表可知，直接运转本钱为每吨废水5.32元，在全国典型养殖废水处置设备中处于中等偏下偏低程度。
6 结语
采用“沉降固液别离+UASB+两级A/O+化学除磷+氧化塘稳定塘+人工湿地”结合工艺处置奶牛场养殖废水，具有良好的处置效果，且系统运转稳定，耐冲击负荷才能强，运转本钱约为每吨水5.32元，在经济上可行。按正常运转达标排放，每年可减少COD排放量约3640 t，氨氮排放量约100 t，能有效减少了对生态环境和周边水体的污染;处理了厌氧+好氧组合工艺处置过程中，氨氮达不到排放规范的问题，具有较高的经济、环境效益，值得推行。
