奶牛場養(yǎng)殖污水混凝處理的試驗研究

丁昕穎，張淑芬，付 龍，王 振

(黑龍江省畜牧研究所，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量大，致使畜禽糞污產(chǎn)生量大，部分養(yǎng)殖場不具備處理條件仍以簡單處理為主要方式，環(huán)境污染狀況不容樂觀。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，2014年規(guī)模畜禽養(yǎng)殖化學需氧量為1049萬噸，占當年全國總排放量的45%，占農(nóng)業(yè)源排污總量的95%。2015年黑龍江省化學需氧量排放量達到了139.3萬噸?！逗邶埥　笆濉惫?jié)能減排綜合工作方案》中提出至2020年，化學需氧量排放總量控制在130.91萬噸以內(nèi)，比2015年下降6%。

規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場糞污量大且集中，其中COD、TP等污染物含量高且嚴重超標。如不經(jīng)處理直接、大量地用于灌溉土地，超過土地本身的自凈能力，會破壞土壤原有的基本功能，導致土壤孔隙堵塞，影響土壤質(zhì)量，引起土壤環(huán)境惡化[1]；如進入水體，會導致水體富營養(yǎng)化，使原有水體喪失飲用或灌溉價值。污水中還有大量的致病菌和寄生蟲卵，如不進行無害化處理會污染環(huán)境，而環(huán)境的污染又反過來導致畜禽傳染病和寄生蟲的蔓延和發(fā)展，這也是影響畜禽生產(chǎn)水平的直接原因。畜禽糞污對于環(huán)境將造成較持久性的污染，極難治理恢復。但目前畜禽養(yǎng)殖場污水處理工程是關(guān)系到生態(tài)環(huán)境保護的公益性工程，經(jīng)濟回報率低，在建設(shè)和實際運行過程中常常受到資金的限制。2018年1月1日起施行的《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》規(guī)定“達到省級人民政府確定的規(guī)模標準并且有污染物排放口的畜禽養(yǎng)殖場，應當依法繳納環(huán)境保護稅”。養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)保壓力日益增加，對養(yǎng)殖廢棄物進行合理的綜合利用或無害化處理是必然的發(fā)展趨勢。因此研究一種適合畜禽場污水處理新工藝，從而降低污水處理的投資和運行費用、節(jié)省用地、管理方便、出水水質(zhì)好、能達到綜合利用的要求，對我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展及環(huán)境保護具有十分重要的意義。

混凝法作為國內(nèi)外水處理領(lǐng)域最常用的方法，具有操作簡便、效率高等優(yōu)點，也是我國污水處理最主要的方法之一?；炷^程是通過向污水中投加混凝藥劑，使水溶液中的雜質(zhì)、細小懸浮顆粒及膠體微粒凝聚成較粗大的絮團而沉淀，然后與水分離，使污水得到凈化。本研究旨在更有針對性地考察混凝法去除養(yǎng)殖污水中污染物的能力，為最終能夠完善養(yǎng)殖污水處理新工藝提供試驗依據(jù)，進而推進養(yǎng)殖業(yè)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 實驗方法

在奶牛養(yǎng)殖場污水氧化塘進水口采集新鮮污水。試驗前將采集的污水混勻以確保當次實驗各組水質(zhì)一致。取1 L燒杯，加入500 mL污水，投加不同劑量混凝劑，使用數(shù)顯定時恒溫磁力攪拌器攪拌?；炷齽┓謩e選用生石灰(按質(zhì)量比1‰、3‰、5‰、7‰)和聚合氯化鋁(PAC)(90 mg/L、210 mg/L、300 mg/L、360 mg/L)，隔夜沉降。取液面下10 cm清液，測定總磷(GB 11893-89 水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法)、化學需氧量(GB 11914-89 水質(zhì) 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法)及濁度(GB 13200-91 水質(zhì) 濁度的測定)，并計算各指標去除率。

2 結(jié)果與討論

經(jīng)過混凝處理，污水中各項指標均出現(xiàn)明顯的變化。隨著混凝劑在污水中作用產(chǎn)生絮狀沉淀，污水的濁度明顯下降，上層液逐漸清澈透明。但由于混凝劑不同及投加量不同，處理效果也不同。

圖1 不同生石灰投加量的處理效果

根據(jù)圖1可明顯的看出，隨著生石灰投加量的增加，三項指標的去除率迅速提升后逐漸持平，證明投加生石灰對去除污水中COD、TP以及濁度有比較明顯的作用。但根據(jù)處理后水樣的pH變化趨勢來看，水樣堿性隨投加量的增加而增加，當投加量達到3‰以后，變化緩慢。所以確定3‰為生石灰的適宜投加量，COD、TP、濁度去除率分別為：77.78%、99.45%、93.63%。宋豐明[2]認為主要原因是大量的OH-包圍了細小顆粒，破壞了細小顆粒對有機物的吸附作用。這一結(jié)果與肖敏的研究結(jié)果相同，當石灰添加量超過一定量時，COD去除效率明顯下降[3]，但與其結(jié)果5‰不同，原因可能由于污水水質(zhì)的不同。

圖2 不同 PAC投加量的處理效果

由圖表2可知，隨著PAC投加量的增加，COD、TP以及濁度三個指標的去除率迅速提升后逐漸持平，與投加生石灰相同，但與之不同的是，PAC處理后水樣的pH值有下降趨勢但變化不大。隨著PAC投加量的增大，COD的去除率變化趨緩且有一定的下降，這與苗欣宇[4]的研究結(jié)果一致。與投加生石灰相比較，PAC 作用時間短，沉淀速度快。當PAC投加量大于210 mg/L時，各指標去除率曲線變緩，同時沉積物會隨投加量的增加而明顯增加，考慮到實際應用中后續(xù)的沉積物壓縮過濾以及產(chǎn)生污泥的量，所以認為PAC的適宜投加量為210 mg/L，此時，COD、TP、濁度去除率分別為：65.22%、96.43%、94.40%。

3 結(jié)論

通過試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)過量投加并不會增進處理效果。生石灰用量過大時，出水pH值過高，不利于后續(xù)處理；聚合氯化鋁作為混凝劑的處理能夠明顯改善水質(zhì)，但過量添加也會造成出水中的殘留鋁問題，為保障環(huán)境及人畜安全，目前已引起高度重視[5]。由于養(yǎng)殖場污水水質(zhì)具有實時性，各成分組成并不明確，所以應通過取樣做燒杯試驗來確定混凝劑的適宜投加量。通過綜合各指標去除率的曲線，尋找曲線由快速升高到趨于平緩的拐點，多條曲線拐點集中的區(qū)域，即為該混凝劑的適宜投加量。如希望更加準確地捕捉到這一點，可以在該次試驗選擇出的適宜投加量附近再密集地選擇一些量做混凝處理試驗。該結(jié)果也可作為復合混凝劑燒杯試驗梯度選擇的參考，由于復合混凝劑各組分有協(xié)同作用，所以一般將該值作為該組分的最高投加量。提高不同混凝劑選擇的準確度，在提高處理效果與資金投入比值的同時，可以達到節(jié)約處理成本的目的。