Стічні води тваринництва
Концепція стічних вод тваринництва
Стічні води тваринницького господарства стосуються стічних вод, що містять високі концентрації органічних речовин, зважених твердих речовин, азоту та фосфору та інших забруднюючих речовин, що утворюються під час процесу розведення худоби, включаючи сечу та фекалії худоби, промивну воду місця розведення, очищення вода місця розмноження тощо, що становить велику загрозу навколишньому середовищу. Основними джерелами стічних вод тваринництва є:
1. Сеча та фекалії худоби;
2. Промивна вода місця розведення;
3. Залишки кормів і залишків;
4. Очищена вода мертвої худоби;
5. Вода для очищення племінного обладнання тощо. Ці джерела разом призводять до утворення стічних вод тваринницького господарства.
Характеристика стічних вод тваринництва
(1) Високий вміст органічних забруднювачів
Вміст завислих твердих речовин, органічних речовин і аміачного азоту в стічних водах тваринництва є відносно високим, а тверді та рідкі речовини змішуються з високим навантаженням забруднення. П'ятиденна біохімічна потреба в кисні (БПК5) становить від 600 до 7000 мг/л, а концентрація хімічної потреби в кисні (ХПК) може досягати 13000-17000 мг/л.
Азот, фосфор і залишки корму в екскрементах легко призводять до значного збільшення кількості виділень на одиницю площі землі. Це викликає надлишок поживних речовин у ґрунті та порушує екологічну рівновагу землі.
Якщо ці азот і фосфор скидаються у водойми, це може спричинити евтрофікацію водойми, що призведе до дисбалансу в розподілі видів у водній екосистемі, з бурхливим зростанням одного виду, що порушує потік води. речовини та енергії в системі, і поступово спричиняє загибель усієї водної екосистеми.
Якщо азот у формі нітратів у воді споживається людьми, це завдасть шкоди здоров’ю людини. Ці збитки також включають інші забруднюючі речовини в стічних водах, залишки ветеринарних препаратів і патогенні мікроорганізми.
(2) У проектах очищення стічних вод у тваринницькому господарстві час скидання стічних вод є відносно сконцентрованим, а впливове навантаження є великим
Стічні води, що утворюються під час тваринництва, як правило, скидаються одноразово у визначений час, і щоразу у стічних водах, що скидаються, міститься велика кількість забруднюючих речовин. В інший час кількість стічних вод, що скидаються, дуже мала. Це висуває підвищені вимоги до здатності регулювання об’єму стічних вод і стійкості до навантажень системи очищення води. Склад забруднюючих речовин у стічних водах складний і містить велику кількість хвороботворних бактерій; компоненти забруднюючих речовин у тваринницьких стічних водах включають не тільки речовини, що викликають евтрофікацію водойм, такі як азот і фосфор, але й елементи важких металів, такі як мідь, ртуть, миш'як і селен, і в той же час існує велика кількість залишки ветеринарних препаратів, таких як гормони, антибіотики та антиоксиданти у стічних водах. Патогенні бактерії, які поширюються між людьми і тваринами, такі як кишкова паличка, сибірська виразка, бруцельоз і туберкульоз, є у великій кількості у стічних водах.
(3) У проектах очищення стічних вод тваринницького господарства стічні води змішуються з твердими та рідкими речовинами, а концентрація органічних завислих речовин висока, а в’язкість велика; фекальні речовини та залишки корму, що містять велику кількість органічних речовин, скидаються у стічні води разом із промивною водою, що призводить до відносно високої концентрації органічних завислих речовин у тваринницьких стічних водах і великої в’язкості суміші твердої та рідини. Зважені тверді речовини, такі як фекальні залишки та залишки, також схильні до засмічення трубопроводів очисних споруд, що ускладнює очищення.
(4) Хороша здатність до біологічного розкладання, високе співвідношення БПК/ХПК
Співвідношення БПК/ХПК забруднюючих речовин у стічних водах тваринництва становить приблизно 0.45:1, а співвідношення B:C у стічних водах відповідає умовам біологічного розкладання з хорошою здатністю до біологічного розкладання.
Характеристика процесу очищення стічних вод тваринництва
1. Попередня обробка: це включає видалення більших твердих частинок через сита, седиментацію або механічні процеси, такі як відстійники та освітлювачі.
2. Анаеробне зброджування: у деяких випадках анаеробне зброджування використовується для розщеплення органічної речовини на біогаз і мул. Цей процес знижує ХПК, БПК і виробляє відновлювану енергію у вигляді метану.
3. Аеробне очищення (біологічне очищення): біологічні процеси, такі як активний мул або системи MBBR, використовуються для розкладання органічної речовини. Зокрема, системи MBBR ефективні завдяки великій площі поверхні, що забезпечує ріст мікробів, що призводить до ефективного видалення органічних сполук і поживних речовин.
4. Видалення поживних речовин: у деяких випадках реалізуються вдосконалені процеси видалення поживних речовин, щоб зменшити рівні азоту та фосфору, часто шляхом нітрифікації, денітрифікації та хімічного осадження.
5. Дезінфекція: цей етап передбачає видалення або дезактивацію патогенів за допомогою таких методів, як хлорування або УФ-обробка, особливо якщо оброблена вода буде використовуватися повторно.
6. Управління мулом: тверді відходи, включаючи мул, зазвичай обробляються окремо шляхом сушіння, компостування або внесення на землю після стабілізації.
Особливі вимоги до дискового дифузора при використанні в біологічних аеротенках для стічних вод тваринницького господарства
1. Стійкість до засмічення: дискові дифузори повинні бути розроблені таким чином, щоб протистояти засміченню через високий рівень зважених речовин у стічних водах тваринництва. Для підтримки ефективної аерації можуть знадобитися великі розміри пор або самоочищувальні конструкції.
2. Довговічність: матеріал дифузора має бути міцним і здатним протистояти агресивним умовам стічних вод худоби, таким як висока концентрація аміаку та присутність корозійних газів (наприклад, сірководню). Для цієї мети зазвичай використовуються такі матеріали, як EPDM або силікон.
3. Ефективність передачі кисню: оскільки системи біологічної аерації покладаються на ефективну передачу кисню, дифузори повинні бути здатні створювати дрібні бульбашки для підвищення розчинності кисню, навіть у присутності органічних сполук і твердих речовин. Це гарантує, що аеробні бактерії можуть ефективно розщеплювати органічні речовини.
4. Простота обслуговування: враховуючи важкі робочі умови, дифузори повинні легко чиститися та обслуговуватися, щоб забезпечити стабільну роботу. Доступність і дизайн, які полегшують регулярне очищення, можуть допомогти підтримувати тривалу роботу.
5. Енергоефективність: оскільки стічні води тваринницького господарства можуть вимагати тривалих періодів аерації, дискові дифузори повинні бути енергоефективними, мінімізуючи експлуатаційні витрати, одночасно забезпечуючи належну підтримку біологічних процесів.
Висновок
Очищення стічних вод тваринницького господарства вимагає ретельно розробленої системи для обробки складної суміші органічних сполук, поживних речовин, патогенів і завислих речовин. Біологічна очистка, яка часто включає аеротенки з дифузорами, є ключовим компонентом процесу очищення. При виборі дискових дифузорів для таких систем особливу увагу необхідно приділяти довговічності, стійкості до засмічення, ефективності передачі кисню та простоті обслуговування, щоб забезпечити надійну тривалу роботу. В управлінні стічними водами тваринництва добре спроектовані системи аерації мають вирішальне значення для досягнення нормативної відповідності та сприяння сталим методам ведення сільського господарства.