风行牛奶仙泉湖奶牛场粪污处理全过程

文/黄恒新

（广州市穗新牧业有限公司）

风行牛奶仙泉湖奶牛场粪污处理全过程

文/黄恒新

（广州市穗新牧业有限公司）

针对没有种植土地消纳奶牛粪便的城市周边奶牛场粪污处理问题，以广州风行仙泉湖奶牛场粪污处理全过程为例，分析奶牛场的污水特点，执行排放标准，并对处理工艺和运行成本进行介绍。

仙泉湖奶牛场；粪污；处理；过程

风行牛奶仙泉湖奶牛场成立于2014年7月，位于增城区仙村镇岳湖村，占地面积1 239 亩。现有良种荷斯坦奶牛2 523 头，占风行公司总存栏的30%，年产优质生鲜乳8 900 吨。拥有并列式挤奶生产线2 条，鲜奶专用运输车2 辆，达标环保处理设施及其它奶牛场生产设备，是国家学生饮用奶奶源基地；省内设备最先进的都市型生态奶牛场；全国农垦现代化养殖示范场。

1 奶牛场污水特性分析

奶牛场污水主要来自牛粪尿、牛舍内冲洗水、挤奶牛身冲洗水及奶罐、奶机清洗水等，其特点为有机物浓度高、悬浮物多、氨氮含量高、臭味大，且水质水量变化很大。污水中有机物含量高，排入水体可导致水体黑臭，同时含有大量的病原微生物，不能被自净过程杀灭。表1为奶牛场污水的各指标数。从中可以看出，奶牛场污水中的化学耗氧量（COD）、悬浮固体物（SS）含量过高，生化性是一个很大的问题。图1为奶牛场存放不同时间的牛粪水状态，其中左图为新鲜牛粪水池的水，上面浮着一层分布比较均匀的固体，整体比较浑浊；右图为存放了一段时间的牛粪水，上面形成了很坚硬的固体，浮在上面。

2 执行的排放标准

风行牛奶仙泉湖奶牛场处理后达到广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准和广东省《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB44/613-2009）两者中严者标准（表2）。

3 处理工艺介绍

风行牛奶仙泉湖奶牛场位于城市周边，没有种植土地消纳粪污，因此，针对污水特点和环保部门的具体要求，采用集中处理，达标排放模式，具体工艺设计采用“预处理（牛舍初步固液分离和粪污中心的机械固液分离）—液体厌氧—两级A/O（串联）—化学除磷—稳定塘—人工湿地”作为核心工艺，其中固体加工成有机肥（图2）。

图1 新鲜牛粪水池的水（左）和存放了一段时间的牛粪水（右）

表1 奶牛场污水各项指标数

表2 风行牛奶仙泉湖奶牛场执行的排放标准

图2 养殖污水处理的工艺流程图

在这个过程中，要注意前处理是非常重要的，在牛舍，采用刮粪板将牛粪刮到一头，在牛舍里对牛粪进行初步的固液分离，固态在牛舍一头集中，直接装车运走。液态和较稀的牛粪通过集粪沟自流到污粪中心，这时液体的COD约为1.8万mg/L，而如果不进行初步的固液分离，全部粪尿直接进入污粪中心，液体的COD约为3.2 万mg/L。

4 粪污处理全过程

通过图片对奶牛场粪污处理的全过程和细节进行阐述。

图3为风行牛奶仙泉湖奶牛场牛舍，不带运动场，自由卧床，牛舍跨度30 m，里面为头对头式的两排卧床，产生的所有牛粪污水全部收集到污粪沟。

图3 牛舍

图4 为雨污分离通道。外面的雨水直接排到沟渠，做到彻底的雨污分流，雨水不进入污粪中心。

图5为牛场采用的刮粪板清粪方式。

图6为漏缝地板，牛粪通过刮粪板全部刮到图6所在位置，设置两级的漏缝地板，漏缝宽度1.5 cm，可以保证较稀的部分漏下去，固体留在上面。

牛场的污水产生量是有阶段性的，在设计时，要考虑污水产生的峰值、峰量。因此，设计了一个简单的人工闸门（图7），前面是污水流入区，后面是流往污水处理中心的地方。闸门被人工打开后，污水就可以下去，通过这种方式简单调节进入污水池的污水峰量，也可以调节污水的性质，保持污水pH值的相对稳定，为后续处理做好准备。

图4 牛场的雨污分离通道

图5 刮粪板干清粪

图6 漏缝地板

图8 是格栅机，前面是污水流进的方向，后面是搅拌池，杂质稍微大一点的杂质可以在通过格栅之后，被隔离出来，避免堵塞污水泵。

图9是固液分离机，搅拌池里的污水抽进来后，进行挤压式的固液分离，分离出的固体水分含量在70%～75%，虽然可以调节水分含量，但越干，就会相应缩短固液分离机的使用寿命，加大设备的维护成本。

图7 调控水量的人工闸门

图8 格栅机

图10 为叠螺脱水机，固液分离后，水体的COD在1.2 万～1.8 万mg/L，但里面还含有一些细小的纤维、有机物，因此不能直接进入厌氧池发酵，否则会导致固渣过多而堵塞布水器。因此，增加了一道工序，用叠螺脱水机脱水去除固体，在脱水过程中加絮凝剂，分离后的液体COD在9 000 mg/L左右。

图9 固液分离机

图10 叠螺脱水机

图11 厌氧发酵池

图12 缺氧池（上）和好氧池（下）

图13 沉淀池

图11 为厌氧发酵池，COD 9 000 mg/L的污水可以进入厌氧发酵池，关键点是污水如何在厌氧池内均匀布水。采用池面顶置布水器的方式布水。布水槽总共有98 根软管，每根管到1 个点，采用点对点的方式布水，并且保持污水进去时的压力永远是恒定的。布水槽设计关键点是，在每根布水管上面要对应着1 个小杯子，杯子保持液面稳定，布水管内的布水压力和水流保持恒定。点对点的设计模式还有一个好处，即只要观察上面的杯子，哪一个杯子堵塞了，水下不去，就说明哪一点布水不到位，从而保证整个厌氧池的最高效率。

只有保证很均匀的布水方式，厌氧发酵才会全面和彻底，沼气的产生量才会稳定，所以布水是一个很关键的要点。

图14 污泥浓缩池

图15 进入氧化塘前的水质

图12 是两级的缺氧和好氧池，从厌氧发酵池（图11）出来，污水进入缺氧池，再进入好氧池，这两级工艺是串联起来的，这样污水处理的程度就会更彻底。

图13是沉淀池，粪污处理的最后加一个沉淀池沉淀，污水的COD可以达到290～300 mg/L。

图14是污泥浓缩池，把生化污泥浓缩后用压滤机处理污泥。

将经工艺处理后流入氧化塘的水（图15上），接入瓶中，可见这时的水（图15下）还有一点点颜色和沉淀物，不是很清澈。

图16 氧化塘（上）和稳定塘（下）

图17 污染源在线自动监测系统

图18 污水排放口

从氧化塘到稳定塘后（图16）,就可达标排放了。排放口监测的水体COD基本在50～59 mg/L。

风行牛奶仙泉湖奶牛场还安装了污染源在线自动监测系统（图17）。水质数据是自动测量，自动收集，自动发送，直接与环保信息平台联网。数据每2 h自动测量1次，并实时发送。测量数据包括流量、pH值、氨氮、COD等。

图18的左图是排放口的标志牌，上面显示污水已经达标排放标准。右图为标准的排放口，配置了标准的巴歇尔槽。

图19 50 千瓦沼气发电机

图20 生物有机肥

图19 为50 千瓦沼气发电机。由于沼气直接外排不环保，因此配备了2 台50 千瓦的发电机，用于沼气的利用。该系统所产生的沼气量可以满足1 台50 千瓦沼气发电机24 h运转发电。发电量可以满足污水中心的用电负荷，实现污水中心电力自给自足。

把固态加工成生物有机肥（图20），实现了环保处理和绿色可持续发展的模式。

5 运行成本

污水站需配备专职操作人员4名（水质分析化验工作由实验室人员兼任），日常工作内容如下：固液分离机粪渣清理，叠螺污泥脱水机加药和运行维护，污泥压滤机卸泥，配制污水站所需的药剂，污水站设备开、停机，污水站设备保养维护。具体成本为：（1）PAC药剂消耗：约1.1 元/吨废水；（2）PAM药剂消耗：约5.9 元/吨废水；（3）石灰药剂消耗：约0.8 元/吨废水；（4）电耗：约1.4 元/吨废水（沼气发电，可忽略）；（5）合计：处理污水的直接运行成本为7.8 元/吨。

（本刊编辑根据作者在“2016中国农垦乳业联盟成员大会暨中国乳业可持续发展论坛”上的报告录音整理，已经本人审核）

【本刊辑】2017年2月15日，石家庄市2017年春季项目集中开工活动在君乐宝乳业园区举行，君乐宝世界级奶业小镇等3 个项目与全市重点项目同期集中开工。

为了更好的贯彻落实习近平总书记的指示，积极响应市政府项目建设的动员部署，2017年，君乐宝将上马建设3 个重点项目，分别为世界级奶业小镇项目、日产600 吨液态乳生产线项目和年产1 万吨婴幼儿配方乳粉生产线项目。

奶业小镇是君乐宝2017年的重点项目，该项目占地10 000 亩，总投资15 亿元，属于君乐宝优致牧场的二期升级工程，项目以“三产融合”为规划方向，以“生态循环”为技术手段，包括乳品体验工厂、游客中心、文化花海、牛奶果园等15 项内容，是科普教育、休闲体验、旅游观光、文化交流于一体的世界级综合奶业小镇。日产600 吨液体乳生产线项目、年产1 万吨婴幼儿配方乳粉生产线项目均采用世界顶级的生产工艺和设备，严格按照药品GMP标准建造，项目达产后年产值超50 亿元，可实现利税4.8 亿元。

黄恒新（1975-），男，广东河源人，畜牧师，广州市穗新牧业有限公司经理，主要从事奶牛场管理工作。