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摘要：养牛场废水具有COD深度高、固体悬浮物量大且不容易液化等特点，废水这些特性直接影响到废水的输送。实验通过厌氧菌的培养和接种，直接得出废水的合理停留时间，为设计提供了数据支持。
关键词：
固体悬浮物；液化；厌氧菌；UASB
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）17018601
实验简介：
养牛场废水具有COD浓度高，固体悬浮物量大等特点。针对这类废水的特点，为了让设计更具说服力，我们特意从养牛场取回废水，进行了实验。实验分两步进行，第一步是培育出适合处理养牛废水的厌氧菌，第二步是利用培育好的厌氧菌去接种新鲜的养牛废水。
实验目的：
通过实验培养厌氧菌，并利用厌氧菌接种养牛废水。整理出实验数据，指导养牛场废水处理工程的设计。本次废水处理的难点在于，养牛废水的浓度高，难以固液分离，直接影响到废水的输送。实验的主要目的，培养厌氧菌使废水中的有机物液化。
实验方式：
取水样放入封闭容器内，模拟工程中的厌氧池，并在废水中投入少量的乳酸菌，加快废水处理的效果。待养牛废水中的厌氧菌成熟后，直接接种到新鲜的养牛废水中去。
1培养厌氧菌
实验记录：
实验从8月21日下午开始。我们往封闭容器中倒入50L养牛废水，并倒入少量的乳酸奶作为接种使用。实验数据从8月22开始记录。第一天，取废水的上清液进行过滤，过滤结果失败，混合液过滤也失败。第二天，废水的上清夜可以过滤，过滤出0.5ml的时间为269秒，说明了厌氧菌已经开始培养；但混合夜仍然不可以过滤。实验进行到第七天，废水中的上清液过滤出0.5ml清液只需要78秒；混合液也首次可以进行过滤，过滤出0.5ml清液需要260秒。实验到了第十四天，混合液过滤出0.5ml清液只需要188秒。
数据分析：
从实验数据可知，培养厌氧菌初期，由于养牛废水中固体悬浮物的含量高，养牛废水无论是混合液还是上清液，都不能过滤或抽滤。这种情况，正是业主和设计人员担忧的，废水不液化，不但会堵塞污水处理池，使池中的有效容积减少。严重的话还会损坏污水泵、曝气盘等设备。在实验进行到第三日，废水中的上清液已经能够进行过滤，并且随着时间的推移，过滤性能变得越来越好。实验进行到第七天，废水混合液也能够进行过滤。第十四天后，混合液过滤速度增快，并趋于稳定，证明了废水的厌氧菌培养成功。
2接种厌氧菌
实验方法：
从实验（一）培养厌氧菌的废水中，倒出一半的废液（约25L）。然后倒入从养牛场新鲜取回的废水，直至废水水位与倒出前的液位相同（50L）。
实验记录：
厌氧菌接种时间从9月1日开始。实验的第一天和第二天，上清液均不能进行过滤。第三天，废水中的上清液开始可以过滤，过滤出0.5ml清液需要时间422秒。第四天，废水的上清液过滤效果很好，过滤出0.5ml清液只需要80秒。实验进行至此，已经完成。
数据分析：
从实验记录可以看出，利用已经培养成熟的厌氧菌去处理养牛废水，废水的处理效率很高。在实验的第三天，废水的过滤速度就能达到实验（一）中第十四天的效果。
实验分析：
从实验的数据可以得知，在厌氧菌培养成熟的情况下，废水停留时间只需要停留三天，就能达到固体液化的效果。从工程实际出发，我们可以进一步减少厌氧中废水的停留时间，以便节约用地和投资。
设计上的应用：
本工程设计混合粪液处理量为400m3/d。混合粪液从各牛舍收集后经集粪池收集后通过固液分离系统进行固液分离，分离出来的粪渣经加工后可用于生产固态有机肥料。分离液自流到酸化沉淀池。酸化沉淀池的主要作用是破坏粪水中的胶体，同时使污水中的固体悬浮物容易进行分离。酸化沉淀池内，一部分悬浮物上浮至液面，一部分沉淀到泥斗，经处理后的污水自流到集水池一内。集水池一设置自吸泵，定量将污水提升至两级厌氧池进行厌氧处理。厌氧池采用UASB。UASB叫上流式厌氧污泥床反应器，又叫升流式厌氧污泥床。污水向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至处理池的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。经厌氧发酵后，产生的沼气进入沼气利用系统待用（可用作燃气供企业自用及厌氧池及脱氮塔的保温）。
UASB的设计停留时间，由实验数据可以得出。在这里，我们设计采用两级的UASB处理。第一级我们设计停留时间为50h，第二级停留时间为73h，共计停留时间为133h，比实验室中污水停留的时间要稍长，这是出于对工程安全的考虑。
以下为第一级和第二级厌氧池的设计参数：
（1）第一级厌氧池：
外型尺寸：φ10.00m×6.00m；
数量：2座；
结构型式：半地埋式钢砼；
有效容积：860m3；
停留时间：50 h。
（2）第二级厌氧池：
外型尺寸：φ12.00m×6.00m；
数量：2座；
结构型式：半地埋式钢砼；
有效容积：1243m3； 停留时间：73 h。
工程建设前，养牛原废水的pH值为7.5～8.5，SS为28000mg/l，CODCr为26000mg/l，BOD5为10000 mg/l，NH3-N为1500 mg/l，磷酸盐含量为800 mg/l。工程运行后，进入一级厌氧池的数据为：pH值为6～9，SS为14000mg/l，CODCr为14300 mg/l，BOD5为19000 mg/l。而经过第一级第二级厌氧池处理后的养牛废水，其出水各项指标为：pH值为6～9，SS为11200mg/l，CODCr为2860 mg/l，BOD5为4500 mg/l。
从上述数据可以看出，二级厌氧池的处理效果非常显著，完全符合工程设计的预期效果。
社会效益分析：
随着畜牧业的快速发展，畜禽粪便及残留物将大量增加，利用畜禽粪便产生沼气或发电不仅将大大节约能源，产生一定的经济效益，同时，将为规模养殖场如何搞好环保提供一个成功的模式。
生态效益分析：
近几年，由于农药、化肥的使用，越来越严重的危害着人们的生命健康，随着人民生活水平的提高，人们越来越清楚的认识到这一点，绿色食品市场前景将越来越广阔。
从以上的分析可以看出，畜禽场污水处理沼气工程（厌氧处理）的实施，具有很好的环境效益和社会效益。
（1）为解决养殖场普遍存在的粪尿流失、污染河道等问题找到了一条科学的出路，畜禽场周围的环境卫生也将因此得到很大程度的提高。随着该能环工程的实施，每年仅从养牛场排放的污水中就可削减污染物排放量。从数据中可以看出，污水处理沼气工程项目有着很好的环境效益。
（2）由于使用有机畜禽粪便肥料，可大大改善土壤的颗粒结构，从而增加土壤肥力，增加农作物的产量，符合可持续发展战略的需要，同时农作物的产品质量也大大提高，口感较好，且化学污染少。
（3）由畜禽粪便加工成的固体有机肥料，深受有机蔬菜业户的欢迎，这样可以促进有机蔬菜生产的发展。
（4）切断有毒有害病菌的生长周期，畜禽粪污经过厌氧处理后，杀灭了大量有毒害病菌，切断其生长周期，有利于人畜身体健康。
（5）畜禽粪便经过治理，变废为宝，使有害有机粪污变为生产绿色无公害有机农副产品必须肥料，为我国农副产品出口创汇提供了有利条件。
（6）为农业提供增产增收，提高品质的肥源。粪污水经过厌氧发酵后，形成氮、磷、钾兼备的有机液肥，喷施于水果上，可防虫，增产提高品质；用于蔬菜喷施上，可关闭植物生长细胞，达到抗旱增产增收的目的。
3总结
养牛废水在废水处理行业中，是一个比较难解决的问题。虽然养牛废水在工程处理中，已经有很多成熟的工艺流程和案例。但从投资效益和经济效益的角度出发，养牛废水的处理仍有待提高。此次工程，从实验到工程设计，再到工程的实际运行，为养牛废水处理工程的设计提供了新的数据支持和实例证明。
关键词：
固体悬浮物；液化；厌氧菌；UASB
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）17018601
实验简介：
养牛场废水具有COD浓度高，固体悬浮物量大等特点。针对这类废水的特点，为了让设计更具说服力，我们特意从养牛场取回废水，进行了实验。实验分两步进行，第一步是培育出适合处理养牛废水的厌氧菌，第二步是利用培育好的厌氧菌去接种新鲜的养牛废水。
实验目的：
通过实验培养厌氧菌，并利用厌氧菌接种养牛废水。整理出实验数据，指导养牛场废水处理工程的设计。本次废水处理的难点在于，养牛废水的浓度高，难以固液分离，直接影响到废水的输送。实验的主要目的，培养厌氧菌使废水中的有机物液化。
实验方式：
取水样放入封闭容器内，模拟工程中的厌氧池，并在废水中投入少量的乳酸菌，加快废水处理的效果。待养牛废水中的厌氧菌成熟后，直接接种到新鲜的养牛废水中去。
1培养厌氧菌
实验记录：
实验从8月21日下午开始。我们往封闭容器中倒入50L养牛废水，并倒入少量的乳酸奶作为接种使用。实验数据从8月22开始记录。第一天，取废水的上清液进行过滤，过滤结果失败，混合液过滤也失败。第二天，废水的上清夜可以过滤，过滤出0.5ml的时间为269秒，说明了厌氧菌已经开始培养；但混合夜仍然不可以过滤。实验进行到第七天，废水中的上清液过滤出0.5ml清液只需要78秒；混合液也首次可以进行过滤，过滤出0.5ml清液需要260秒。实验到了第十四天，混合液过滤出0.5ml清液只需要188秒。
数据分析：
从实验数据可知，培养厌氧菌初期，由于养牛废水中固体悬浮物的含量高，养牛废水无论是混合液还是上清液，都不能过滤或抽滤。这种情况，正是业主和设计人员担忧的，废水不液化，不但会堵塞污水处理池，使池中的有效容积减少。严重的话还会损坏污水泵、曝气盘等设备。在实验进行到第三日，废水中的上清液已经能够进行过滤，并且随着时间的推移，过滤性能变得越来越好。实验进行到第七天，废水混合液也能够进行过滤。第十四天后，混合液过滤速度增快，并趋于稳定，证明了废水的厌氧菌培养成功。
2接种厌氧菌
实验方法：
从实验（一）培养厌氧菌的废水中，倒出一半的废液（约25L）。然后倒入从养牛场新鲜取回的废水，直至废水水位与倒出前的液位相同（50L）。
实验记录：
厌氧菌接种时间从9月1日开始。实验的第一天和第二天，上清液均不能进行过滤。第三天，废水中的上清液开始可以过滤，过滤出0.5ml清液需要时间422秒。第四天，废水的上清液过滤效果很好，过滤出0.5ml清液只需要80秒。实验进行至此，已经完成。
数据分析：
从实验记录可以看出，利用已经培养成熟的厌氧菌去处理养牛废水，废水的处理效率很高。在实验的第三天，废水的过滤速度就能达到实验（一）中第十四天的效果。
实验分析：
从实验的数据可以得知，在厌氧菌培养成熟的情况下，废水停留时间只需要停留三天，就能达到固体液化的效果。从工程实际出发，我们可以进一步减少厌氧中废水的停留时间，以便节约用地和投资。
设计上的应用：
本工程设计混合粪液处理量为400m3/d。混合粪液从各牛舍收集后经集粪池收集后通过固液分离系统进行固液分离，分离出来的粪渣经加工后可用于生产固态有机肥料。分离液自流到酸化沉淀池。酸化沉淀池的主要作用是破坏粪水中的胶体，同时使污水中的固体悬浮物容易进行分离。酸化沉淀池内，一部分悬浮物上浮至液面，一部分沉淀到泥斗，经处理后的污水自流到集水池一内。集水池一设置自吸泵，定量将污水提升至两级厌氧池进行厌氧处理。厌氧池采用UASB。UASB叫上流式厌氧污泥床反应器，又叫升流式厌氧污泥床。污水向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至处理池的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。经厌氧发酵后，产生的沼气进入沼气利用系统待用（可用作燃气供企业自用及厌氧池及脱氮塔的保温）。
UASB的设计停留时间，由实验数据可以得出。在这里，我们设计采用两级的UASB处理。第一级我们设计停留时间为50h，第二级停留时间为73h，共计停留时间为133h，比实验室中污水停留的时间要稍长，这是出于对工程安全的考虑。
以下为第一级和第二级厌氧池的设计参数：
（1）第一级厌氧池：
外型尺寸：φ10.00m×6.00m；
数量：2座；
结构型式：半地埋式钢砼；
有效容积：860m3；
停留时间：50 h。
（2）第二级厌氧池：
外型尺寸：φ12.00m×6.00m；
数量：2座；
结构型式：半地埋式钢砼；
有效容积：1243m3； 停留时间：73 h。
工程建设前，养牛原废水的pH值为7.5～8.5，SS为28000mg/l，CODCr为26000mg/l，BOD5为10000 mg/l，NH3-N为1500 mg/l，磷酸盐含量为800 mg/l。工程运行后，进入一级厌氧池的数据为：pH值为6～9，SS为14000mg/l，CODCr为14300 mg/l，BOD5为19000 mg/l。而经过第一级第二级厌氧池处理后的养牛废水，其出水各项指标为：pH值为6～9，SS为11200mg/l，CODCr为2860 mg/l，BOD5为4500 mg/l。
从上述数据可以看出，二级厌氧池的处理效果非常显著，完全符合工程设计的预期效果。
社会效益分析：
随着畜牧业的快速发展，畜禽粪便及残留物将大量增加，利用畜禽粪便产生沼气或发电不仅将大大节约能源，产生一定的经济效益，同时，将为规模养殖场如何搞好环保提供一个成功的模式。
生态效益分析：
近几年，由于农药、化肥的使用，越来越严重的危害着人们的生命健康，随着人民生活水平的提高，人们越来越清楚的认识到这一点，绿色食品市场前景将越来越广阔。
从以上的分析可以看出，畜禽场污水处理沼气工程（厌氧处理）的实施，具有很好的环境效益和社会效益。
（1）为解决养殖场普遍存在的粪尿流失、污染河道等问题找到了一条科学的出路，畜禽场周围的环境卫生也将因此得到很大程度的提高。随着该能环工程的实施，每年仅从养牛场排放的污水中就可削减污染物排放量。从数据中可以看出，污水处理沼气工程项目有着很好的环境效益。
（2）由于使用有机畜禽粪便肥料，可大大改善土壤的颗粒结构，从而增加土壤肥力，增加农作物的产量，符合可持续发展战略的需要，同时农作物的产品质量也大大提高，口感较好，且化学污染少。
（3）由畜禽粪便加工成的固体有机肥料，深受有机蔬菜业户的欢迎，这样可以促进有机蔬菜生产的发展。
（4）切断有毒有害病菌的生长周期，畜禽粪污经过厌氧处理后，杀灭了大量有毒害病菌，切断其生长周期，有利于人畜身体健康。
（5）畜禽粪便经过治理，变废为宝，使有害有机粪污变为生产绿色无公害有机农副产品必须肥料，为我国农副产品出口创汇提供了有利条件。
（6）为农业提供增产增收，提高品质的肥源。粪污水经过厌氧发酵后，形成氮、磷、钾兼备的有机液肥，喷施于水果上，可防虫，增产提高品质；用于蔬菜喷施上，可关闭植物生长细胞，达到抗旱增产增收的目的。
3总结
养牛废水在废水处理行业中，是一个比较难解决的问题。虽然养牛废水在工程处理中，已经有很多成熟的工艺流程和案例。但从投资效益和经济效益的角度出发，养牛废水的处理仍有待提高。此次工程，从实验到工程设计，再到工程的实际运行，为养牛废水处理工程的设计提供了新的数据支持和实例证明。