规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用系统及方法与流程

本发明养殖场废水处理技术领域，尤其涉及一种规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用方法。

背景技术：

近年来，随着国内乳业品牌价值的提升，各乳品加工厂对原料奶的质量要求也在不断的提升。优质原料奶不仅要有标准的乳营养成分，还应具有细菌总数低、体细胞数低、不含抗生素、杂质、不掺水等特点。

挤奶区根据功能一般分为三个区域：待挤区、挤奶区和收奶区。待挤区是将泌乳牛列队等待挤奶的区域，需要对牛体进行清理；挤奶区是泌乳牛的挤奶区，奶牛分别进入定位区域，清洗乳头后进行挤奶，并清洗原定位区域；收奶区主要是清洗人员经过的地面，并对奶罐进行严格冲洗消毒。

为了有效降低牛奶中的细菌总数，需要对挤奶区的输奶管道进行定期清洗。目前规模化奶牛场普遍采用的清洗方式是CIP管理系统(自动循环清洗管理系统)，该管理系统操作安全、方便，清洗结果可靠。而决定该系统运行效果主要因素就是酸碱消毒液的使用。在清洗过程中，酸的pH值要达到1.5-3.5，碱的pH值要达到10.5-12.5，酸碱液浓度必须符合要求，需要定期检测。清洗步骤为清水→碱液+热水→清水→酸液+温水→清水。

根据本发明者的现场测算，在部分不计表的奶牛场内挤奶区部分的污水量可达到其他区域所有污水量的2-3倍。一个500头的奶牛场经实地监测，奶牛粪尿、夏季喷淋、冲洗圈舍等水量为30m³/d，而挤奶区一处的日排水量就达到50m³。

现阶段大部分养殖场对挤奶区并无特殊的分类和处理模式，仅小部分养殖场因粪污处理工艺需求选择将酸碱消毒液单独提出处理，大部分水还是直接并入后续粪污处理系统中，这不仅增加了后续粪污处理系统的规模和处理压力，也使养殖场的粪污利用变得困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用系统，整个系统可以降低挤奶区近50％的用水，极大的减少了后续粪污处理系统的压力和投资。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用系统，其特征在于：包括待挤区、挤奶区、收奶区、格栅池、清水池、调节混匀池、调节混匀池，挤奶区和待挤区地面为斜坡且四周设置暗渠，作为粪污出口，待挤区设置有清洗水管道，待挤区还设置消毒液入口管道和消毒液回收管道，收奶区设置奶罐；

待挤区和挤奶区的粪污出口连接格栅池，格栅池过滤后的固体出口将固体杂物转移至堆粪区，格栅池液体污水排放口连接至蓄水池，蓄水池设置一管道连接待挤区清洗水管道入口；

挤奶区的消毒液回收管道连接收集池，收集池连接清水池，清水池中的水可以回用，挤奶区的消毒液回收管道还设置一支路管道，连接格栅池；

收奶区的奶罐清洗水输入到调节混匀池，再输入到A/O池，最后输入至MBR膜处理装置，在输入到清水池；所述在调节混匀池设置超声波发生器，频率是20-50kHZ，5-10分钟/每次，在A/O池内均布平行设置填料绳，在填料绳上径向穿装有填料片，填料片内固装高效碳素纤维丝，高效碳素纤维丝直径0.01毫米。

而且，所述蓄水池的污水经过粪污管道排放至后续处理设施。

一种规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用方法，包括如下步骤：

⑴在奶牛场挤奶厅建设期，就需要通过工程手段将污水进行分类，依靠待挤区斜坡和暗渠将污水收集；通过挤奶区的地下管道将挤奶区冲洗污水与待挤区污水汇合，通过格栅池进行初步过滤，固体部分送至堆粪区进行其他农用，液体部分进入蓄水池等待回用；

⑵挤奶区的酸碱消毒液根据冲洗流程分为两部分，第一次冲洗清水通过管道连接至格栅池内，其他冲洗水与酸碱液通过特定管道进入收集池内；

⑶收奶区的奶罐冲洗水通过室内明渠收集，进入调节混匀池内，混匀后进入小型A/O池，通过厌氧、好氧组合工艺去除COD和TN，最后通过MBR膜处理系统做到达标排放并收集入清水池；

⑷酸碱消毒液在收集池内暂存一段时间后与经过处理的奶罐冲洗水回用冲洗待挤区，利用稀释后的微量消毒液对待挤区的奶牛进行初步消毒；

所述收奶区的奶罐清洗水输入到调节混匀池，在调节混匀池设置超声波发生器，频率是20-50kHZ，5-10分钟/每次，再输入到A/O池，最后输入至MBR膜处理装置，在输入到清水池；所述，A/O池内均布平行设置填料绳，在填料绳上径向穿装有填料片，填料片内固装高效碳素纤维丝，高效碳素纤维丝直径0.01毫米，在放入A/O池内用2wt％柠檬酸浸泡4小时，当该填料绳使用3个月后，重新浸泡一次，浸泡4小时。

本发明的优点和积极效果是：

1、本申请根据挤奶区中不同类型的污水进行分类归纳，分别处理，合理利用，有效降低奶牛场污水产生量，增加污水回用方向，节水效率更高。

3、本申请通过改变奶牛场挤奶厅中4类污水的走向，完成污水分类处理，通过回用降低部分污水产生量。

4、本发明通过挤奶区中酸碱消毒液的单独收集、回用，降低挤奶区消毒液的使用量，减少污水总量。

5、本发明通过单独回收奶罐冲洗水并处理后回冲待挤区，可节约20％冲洗用水。

6、不能循环变成能循环：本申请将酸碱消毒液进行稀释、混合后用于牛体的初步消毒，增加待挤区消毒效果，保障挤奶安全。

7、少量循环进一步变成加深循环：以往工艺将奶厅污水用于粪污冲洗管道的稀释，利用效率较低，本发明将奶厅污水进行分类，将可以二次利用的污水先冲洗奶厅内部，混合后的污水再进入粪污管道，比原处理模式节省50％的用水，回用水再利用效果增加。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为A/O池结构示意图；

图3为填料片结构示意图。

具体实施方式

本发明通过以下实施方式来说明本发明的具体过程和步骤，所有操作及数据均为说明性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本申请通过分析待挤区、挤奶区、收奶区的水源，得出挤奶工序的污水来源主要分为以下四类：待挤区冲洗水、挤奶区冲洗水、酸碱消毒液废水、奶罐冲洗水。在调查中发现，由于来源不同、数量不同导致这四类水浓度千差万别：

待挤区的水主要由牛粪、牛尿和清水组成，浓度较高，量大；挤奶区冲洗水主要由少量牛粪、牛尿、极少量消毒液和清水组成，浓度中等，量中等；酸碱消毒液废水由酸碱消毒液和清水组成，浓度极低，量少，但pH值变化大，污水危害高；奶罐冲洗水由残留奶液和清水组成，浓度较低，量极大，但易处理。

一种规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用系统，包括待挤区、挤奶区、收奶区、提篮式格栅池、蓄水池、清水池、调节混匀池以及A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)，挤奶区和待挤区地面为斜坡且四周设置暗渠，作为粪污出口，待挤区还设置地下管道消毒液入口管道和消毒液回收管道，收奶区设置奶罐，奶罐设置有清洗装置；

待挤区和挤奶区的粪污出口连接提篮式格栅池，提篮式格栅池对粪污进行过滤净化，提篮式格栅池过滤后的固体出口将固体杂物转移至堆粪区，格栅池液体污水排放口连接至蓄水池，蓄水池的水可以回用，在蓄水池设置一管道连接待挤区清洗水管道入口，当回用次数较多时，蓄水池的污水经过粪污管道排放至后续处理设施，进行净化等操作。

挤奶区的消毒液回收管道连接收集池，收集池连接清水池，清水池中的水可以回用，将清水池连接待挤区清洗水管道入口，用于提供待挤区的地面清洗等供应水，挤奶区的消毒液回收管道还设置一支路管道，连接提篮式格栅池，将首次挤奶区首次清洗奶牛身体(乳房消毒)的水排放至提篮式格栅池。

收奶区的奶罐清洗水排放至调节混匀池，调节奶罐清洗水的酸碱度等，然后再排放至A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)，通过厌氧、好氧组合工艺去除COD和TN，最后排放至MBR膜处理系统(mbr膜污水处理设备)做到达标排放并收集至清水池，用于提供待挤区的地面清洗等供应水。

本申请在调节混匀池设置超声波发生器A1，频率是20-50kHZ，5-10分钟/每次，作用是：1、破坏进水大分子的颗粒(如残余奶液中的蛋白颗粒)，可以为后续厌氧好氧微生物提供碳源和氮源，增加后续微生物的利用效果；2、减少其他微生物的进入，将调节混匀池内杂质菌进行超声破坏，防止有害微生物流入到A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)内，与该池内原来的微生物进行竞争抑制。

本申请在A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)采用射流曝气机1进行曝气，射流曝气机连接有射流曝气管2，A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)内均布平行设置填料绳3，在填料绳上径向穿装有填料片4(塑料材质)，填料片内固装高效碳素纤维丝5，高效碳素纤维丝直径0.01毫米，在放入A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)内用2wt％柠檬酸浸泡4小时，当该填料绳使用3个月后，重新浸泡一次，浸泡4小时。

高效碳素纤维丝具有以下优点：①微生物挂膜快，老化生物膜易脱落；②稳定性，要求填料能抗酸、抗碱、耐氧化，不易生物降解，不易老化等；③充氧效率高；④安装维修方便；⑤质轻，机械强度大，同时比表面积大，在1500㎡/g以上，利于微生物附着。

高效碳素纤维丝使微生物附着在上面、气比表面积大，不容易脱落，对水质没有影响和环境没有任何影响，直径0.01毫米(现有的塑料丝的缺点：表面平滑，不容易附着，塑料本身就是污染)。

柠檬酸浸泡的目的是在不光滑的高效碳素纤维丝表面形成对奶液残余的大分子的清洗作用，使较大分子不容易缠绕粘贴在高效碳素纤维丝表面，影响微生物的附着效率和附着量，提高生物处理效率。

一种规模化奶牛场挤奶厅废水分散式处理与回用方法，包括如下步骤：

⑴在奶牛场挤奶厅建设期，就需要通过工程手段将污水进行分类，依靠待挤区斜坡和暗渠将污水收集；通过挤奶区的地下管道将挤奶区冲洗污水与待挤区污水汇合，通过格栅池进行初步过滤，固体部分送至堆粪区进行其他农用，液体部分进入蓄水池等待回用。

⑵挤奶区的酸碱消毒液根据冲洗流程分为两部分，第一次冲洗清水通过管道连接至格栅池内，其他冲洗水与酸碱液通过特定管道进入收集池内。

⑶收奶区的奶罐冲洗水通过室内明渠收集，进入调节混匀池内，混匀后进入小型A/O池，通过厌氧、好氧组合工艺去除COD和TN，最后通过MBR膜处理系统做到达标排放并收集入清水池。

⑷酸碱消毒液在收集池内暂存一段时间后与经过处理的奶罐冲洗水回用冲洗待挤区，利用稀释后的微量消毒液对待挤区的奶牛进行初步消毒。

调节混匀池：内部设置强化搅拌系统，包括搅拌泵、定时控制器，搅拌泵要求比普通搅拌泵多数层搅拌叶，主要防止奶液在调节混合池表面结膜，影响搅拌效果。

提篮式格栅池：因为待挤区的主要污染物是少量的牛粪和牛尿，不需要进行固液分离机等设备，但使用一般格栅又容易堵塞，更换困难，故设置前置式提篮格栅。在入水口将管道伸出墙体10-20cm，提篮式格栅上段有卡槽可通过管道将格栅固定。提篮式格栅底部格栅较细，顶部格栅较粗，当带有牛粪的污水进行提篮式格栅时，初步过滤时固体直接被截留在提篮内，污水进入后续池体。提篮顶部有加强筋将提篮卡在池内，在清理时将加强筋平移至提篮离开管道，提出清理固体。

A/O池(本申请中也称作高效生物处理池)：因收奶区的污染物成分较为简单，可生化性高，在不使用沼气的情况下就可以采用生化手段处理。池内采取射流曝气工艺，射流曝气机连接在提升泵上，利用负压将空气吸入，进行曝气，而停止曝气时就是厌氧阶段，最终达到厌氧/好氧阶段性进行的兼阳效果。池内布置大量高效碳素纤维填料。