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摘要：本文围绕宁夏骏华月牙湖农牧科技股份有限公司奶牛集约化养殖过程中产生的高浓度有机废水处理问题，设计了一套“UASB+两级A/O”组合工艺流程的废水处理工程。通过对养牛场挤奶厅等区域产生的废水进行系统分析，针对废水中COD、TN、SS和TP等污染物含量高的特点，采用先进的生物处理技术，有效降解有机物，实现废水的环保排放。处理后的出水水质不仅满足国家标准，而且通过沼气的回收利用，为企业提供了能源上的经济效益。

关键词：高浓度有机废水；畜牧业污水处理；UASB；两级A/O工艺；环保排放

0 引言

在当今社会，随着畜牧业的迅速发展，特别是集约化养殖的广泛推广，养殖业已成为重要的农业分支，然而，集约化养殖带来的环境问题也日益突显，尤其是养殖废水的排放问题，已成为环境保护领域的一个重大挑战。宁夏骏华月牙湖农牧科技股份有限公司是一家从事奶牛集约化养殖、供应优质原奶的现代化畜牧业企业，本文以该公司养牛场的废水处理工程为例，探究如何养殖过程中产生的高浓度有机废水，以减轻对环境的影响。

高浓度有机牧场养殖废水，特别是来自挤奶厅的废水，因其高COD（化学需氧量）、高总氮、高悬浮物和高总磷浓度的特点，处理起来具有一定的难度。这种废水如果不经过适当处理直接排放，将对水体造成严重污染，破坏生态环境，影响人们的生活质量。因此，本文拟通过工程实例提出既经济实用又环保高效的养牛场废水处理方案，通过采用先进的处理技术和工艺流程，达到减轻环境污染、促进资源循环利用的目的。

1 项目概况

宁夏骏华月牙湖农牧科技股份有限公司是一家从事奶牛集约化养殖、供应优质原奶（生鲜乳）的现代化畜牧业企业。畜牧业养殖会产生大量的污水的排放，会增加对环境的污染，为此企业积极响应环保要求，严格执行环保法律法规，对牧场内产生的废水采取针对性的处理措施。

本项目废水来源为养牛场挤奶厅产生的废水，处理规模400m³/d。由3个区的挤奶厅产生的废水组成，该废水COD浓度高，总氮含量高，悬浮物含量高，总磷浓度高，属于高浓度有机废水，有一定的处理难度。

2 污水水量、水质及设计排放标准

经过处理后出水标准达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）、《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）中的旱作物灌溉标准，设计进出水水质如表1。

3 处理工艺的确定

3.1 预处理工艺

此次污水处理项目是由3个区的挤奶厅废水组成的，现一区废水已在出水末端（进污水处理站前）设有预处理装置，含螺旋压榨设备、初沉池和沉砂池，效果较好，能保证后面污水处理站的处理效率，建议二区和三区也添设该套工艺流程，若二区地方有限，则螺旋压榨设备必须添设。

因结合北方地区多沙环境，在污水处理站预处理阶段选用初沉池，去除相对密度较大的砂粒和杂质[1]。

3.2 主体工艺选择

考虑到本工程处理的废水主要源于奶牛场的挤奶区域，包括CIP冲洗水、地面的清洗水、尿液以及一定量的粪便和饲料残余。这些废水通常呈现出灰白色，浑浊，并伴有明显的异味。得益于采纳的干清粪技术，相比传统的水洗法，此类废水中的悬浮物质相对减少。然而，废水内仍含有丰富的草沫和其他微小纤维，以及较高浓度的泥沙、悬浮固体（SS）、化学需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）等污染物。

针对奶牛场废水特有的高SS含量，为确保处理后的水质达到排放标准，本工程设计采取了先进行厌氧处理以大幅降低有机物浓度，随后通过好氧处理进一步净化的策略。结合奶牛场具体情况，本项目选择了“UASB+两级A/O”作为主体处理工艺，以优化废水的处理效率和出水水质。处理工艺流程见图1。

3.3 工艺描述

集水池：奶牛场经过预处理的废水进入集水井，便于提升。

二级沉砂池：通过集水井的提升泵将废水提升到初沉池中去除废水中可以沉淀的固体悬浮物，此处主要用于去除无机颗粒、细砂和部分有机物，能去除部分SS和COD。

调节池：废水由沉砂池自流到调节池，调节池起到调节水质和水量的作用，考虑到北方天气情况和后续UASB的正常运行条件，需要在调节池中对废水进行加热，保证进入UASB的废水在30～35℃。

UASB：经调节池提升泵将废水提升到UASB去除COD并将大分子降解为小分子，出水沉淀后进入经两级A/O。

两级A/O：通过好氧微生物、缺氧微生物交互作用，进一步降解COD、氨氮、TP等，确保出水达标排放。

气浮装置：进一步降解COD、SS等，确保出水达标排放。

污泥：初沉池沉积的泥沙人工定期清理，气浮装置产生的污泥直接排到污泥浓缩池，生化工艺产生的剩余污泥部分回到两级A/O，剩余的排入污泥浓缩池[2]。

4 废水处理装置工艺设计

4.1 集水池

集水池的主要功能是收集管网自流来的废水，并通过提升泵将污水提升至二级沉砂池。集水池的尺寸为5×5×7.3米，采用钢砼结构，共有1座。配套设备包括2台提升泵（一备一用）、2套液位控制器。

4.2 二级沉砂池

二级沉砂池共设置两座，主要用于去除无机颗粒、细砂和部分有机物，以保证后续构筑物的正常运行。沉砂池采用钢砼结构。

4.3 调节池

调节池一座，主要用于水量和水质的调节，并布设加热管路。通过沼气锅炉热水对废水进行加热，以保证后续UASB能正常运行。调节池的尺寸为18.5×8×5米，有效水深4.5米，停留时间40小时，结构形式为钢砼。

4.4 UASB反应器

UASB反应器共设置2座，并联运行，主要用于废水的厌氧反应，COD得到大幅度的降解。废水中难生化降解的COD在厌氧条件下被水解酸化成易降解的小分子有机物，产生的沼气通过沼气包收集后，送往沼气锅炉产生热水，对调节池废水进行升温，提高UASB效率。UASB反应器尺寸为直径11.5米、高14米，效容积为2900立方米。由于厌氧对温度波动较敏感，冬天时需要通过蒸汽对厌氧系统进行加温。

4.5 UASB沉淀池（中沉池）

UASB沉淀池（中沉池）一座，用于对UASB厌氧反应的出水进行沉淀，降低后续AO工艺的负荷。沉淀池的尺寸为7×3×6.6米，采用钢砼结构。附属设施包括1套溢流堰；2台排泥泵（一用一备），每台水量27立方米/小时，功率7.5千瓦，扬程30米。

4.6 两级A/O系统

两级A/O系统采用了两级串联方式，主要用于缺氧好氧脱氮。污水首先进入缺氧池，然后进入好氧池。好氧池的混合液与部分二沉池的沉泥一起回流到缺氧池，以确保缺氧池和好氧池中有足够数量的微生物。这种设计利用了进水中的含碳有机物与好氧池混合液中的硝酸盐，保证了缺氧池中的反硝化过程，从而提高了氮的去除效率。一级A池的设计参数包括尺寸7.0×12×6.0米，有效水深5.7米，停留时间28.7小时，采用钢砼结构。

4.7 二沉池

二沉池设计用于两级A/O出水的泥水分离，采用中进周出的方式。尺寸为5.5×5.5×4.5米，表面负荷为0.55立方米/平方米·小时，采用钢砼结构。附属设施包括1套中心传动刮泥机，功率为0.55千瓦，1套溢流堰。

4.8 中间水池

中间水池用于暂存二沉池出水，为气浮装置的稳定运行提供缓冲。其尺寸为5.5×9.5×4.5米，采用钢砼结构。附属设备包括2台提升泵（一备一用），每台水量23立方米/小时，功率2.2千瓦，扬程15米，以及2套液位控制器。

4.9 污泥浓缩池

污泥浓缩池用于收集沉砂池、UASB反应器、二沉池、气浮装置产生的剩余污泥及气浮池浮渣。尺寸为5×7×5米，采用钢砼结构。附属设备包括1台叠螺压滤机，型号DL302，DS标准处理量80～160kg/h，功率2.5千瓦，以及2台污泥螺杆泵，流量12立方米/小时，压力0.6Mpa，功率5.5千瓦，还有1套PAM加药设备。

4.10 气浮装置

气浮装置通过将空气以微小气泡形式通入水中，使水中悬浮的颗粒粘附上气泡后上浮，形成浮渣层，从而分离出去，用于降低水中的污染物，确保出水能达到出水标准。处理量为30立方米/小时，结构采用碳钢，功率为15千瓦。附属设备包括次氯酸钠加药设备，功率0.55千瓦，以及PAC加药设备，功率2千瓦。

4.11 辅助建筑用房

辅助建筑用房包括沼气净化间、锅炉房、配电间、风机房、压泥间、气浮和加药间、调节池保温房、曝气池保温房，以及冷凝水井，用于支持整个污水处理系统的运行。这些建筑用房均采用保温房结构，以适应不同的环境需要，确保系统正常运行。

5 结论

本项目采用了“UASB+两级A/O”组合工艺流程，旨在有效处理养牛场挤奶厅等区域产生的废水，包括CIP冲洗水、奶厅地面冲洗水以及部分残余的粪便和饲料残渣等。本项目的实施，不仅符合《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）和《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）的要求，而且为畜牧业污水处理提供了一种可行的技术方案，具有环保意义和实践价值。

通过UASB预处理和两级A/O生化处理的组合，能大幅降低废水中的COD、TN、TP和SS等污染物浓度，出水水质达到设计标准，有效降解了高浓度有机物。本项目不仅处理废水，还通过UASB过程产生的沼气为沼气锅炉提供燃料，实现了能源的回收利用，降低了能源成本。本废水处理工程考虑到了成本效益和操作的简便性，选择的处理技术和设备既经济实用又效率高效，适合中小型奶牛养殖场推广使用。

参考文献

[1]王军霞，徐菲，刘瑞民，等．我国畜禽养殖总量空间热点分析及主要污染物核算[J]．农业环境科学学报，2017，36（7）：1316-1322．

[2]刘波，王文林，刘筱，等．畜禽养殖恶臭物质组成与测定及评估方法研究进展[J]．生态与农村环境学报，2017，33（10）：872-881．