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规模化养牛场废水处理烟气分析仪工程工艺设计

2017-07-21

本期沼气工程项目案例取自某规模化种牛场,该种牛场为重点农业种子工程项目,承担良种牛品种的引进、纯种繁育与预选提高,为全省乃至全国提供合格的种公牛冻精及后备种牛。


根据畜禽养殖业污染治理工程技术规范的相关规定,确定该项目污水排放量如下:


1)牛尿量:14.2t/d

成年牛尿量463头x30kg/(头•d)=13.9t/d

后备牛尿量:32头x10kg/(头•d)=0.31t/d

牛尿液中COD的含量为6kg/t,消耗1kgCOD可以产生0.28m3~0.35m3的沼气,项目取0.30。


2)沼气产量:14.2t/dx6kg/tx0.3m3/kg=25.6m3

按照平常每头牛牛舍的冲洗水为30kg计算,则整个奶牛养殖场冲洗污水量为:495头x30kg/(头• d)=14.85t/d,合计养殖场每天产生污水约30t。



1
工艺选择


通过人工设计生态工程,协调发展与环境之间、资源利用与保护之间的关系,形成生态与经济的两个良性循环,实现经济、生态、社会三大效益的统一。对于采用沼气技术处理畜禽场排泄物的工程来说,关键的是选择适合当地实际情况的治理工艺与模式。该项目采用工艺模式为“能源生态型”,以产沼气为主要目的,经处理后的沼液、沼渣可充分利用。


项目而言,由于需将全部牛粪和部分冲洗水一起混合均匀后进入到厌氧罐进行厌氧发酵处理,其废水中含固量较高,考虑到综合效益,选择升流式固体反应器(USR)是合适的。USR反应器结构简单、造价低廉,具有较高的SRT和MRT,未反应生物固体和微生物靠自然沉淀滞留于反应器内,而且不需要出水回流和气/固分离器。在重力作用下,比重较大固体物与微生物靠自然沉降作用积累在反应器底部,使反应器内始终保持较高的固体量和生物量,即有较长的SRT和MRT。


2
处理工作流程


牛场的尿液、牛舍冲洗水、牛粪和生活污水进入集污池经酸化调节后,泵进入进料池,在此调节水质水量,调节池内设置搅拌机,使物料充分混合均匀,以防止粪污沉积。合格的物料经进料泵输送到USR反应器,在反应器中,通过中温发酵,利用厌氧微生物新陈代谢作用,将大部分有机物去除,产生大量沼气、沼液。利用热水锅炉来保持厌氧反应器罐体内的发酵温度。厌氧发酵产生的沼渣自流进入沼渣贮池,作为有机肥出售给周围农户;沼液经自流进入沼液贮池存储,用于农田灌溉施肥;产生的沼气经脱水脱硫后储存于贮气柜,并压力调节后经阻火器向用气点供气。 


3
各工艺段设计参数


项目工程主要构筑物由投粪一调节池、USR反应器、储气柜、沼渣一沼液储存池和附属用房构成,占地面积共800余平方米。

运行状况来看,在气温低的冬季(12月、1月和2月份)产气量最低,锅炉加热的情况下,容积产气率维持在0.64m3/(m3•d)~0.78m3/(m3•d)之间;气温的夏季,自然状态下,容积产气率维持在0.74m3/(m3•d)~0.82m3/(m3•d)之间。年平均日产沼气量为350m3/d,完全满足了养殖场的职工食堂、圈舍温控,沼气路灯及周边50余户农用气需求。


沼渣沼液进行固液分离,分离出来的沼渣制成商品固体有机肥料;沼液中富含有机质、氮、磷、钾等营养成分,可服务周边村民的农用。


4
结语


采用USR反应器的沼气工程处理项目规模化养牛场粪便是可行的,其容积产气率较高。该工程系统具有运行成本低、 产气稳定、管理方便可靠等特点,与农业面源污染治理相结合,更是把畜禽养殖污水的治理与生态衣业相结合,对缓解环境压力以及推动社会可持续发展方面具有重要的作用。



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