¿Tratamiento de aguas residuales procedentes de la ganadería y la avicultura?

El tratamiento de las aguas residuales de la cría de ganado y aves de corral es muy importante. La cría de ganado y aves de corral puede aportar beneficios económicos, pero la contaminación medioambiental que conlleva también es inevitable. Los detalles son muy críticos. Zhongda Consulting desea explicarle el tratamiento de las aguas residuales de la ganadería y la avicultura.

1 La situación actual de contaminación de la industria ganadera y avícola

La industria ganadera y avícola es una parte importante de la agricultura y la economía rural de mi país Los problemas de contaminación ambiental causados ​​por la. El vigoroso desarrollo de la industria ganadera y avícola se está volviendo cada vez más grave. En serio, no solo afecta el desarrollo económico, sino que también pone en peligro la seguridad ecológica y se ha convertido en un problema social de preocupación generalizada. Las heces y las aguas residuales producidas por las granjas ganaderas y avícolas provocan una grave contaminación de las aguas superficiales, las aguas subterráneas, el suelo y el aire ambiente, afectando directamente la salud y la producción y la vida normales de las personas. Las aguas residuales no tratadas de granjas ganaderas y avícolas contienen una gran cantidad de contaminantes y su carga contaminante es muy alta. Los coeficientes de excreción de heces y orina de varios animales y aves de corral se muestran en la Tabla 1. Estas aguas residuales orgánicas de alta concentración se descargan o se lavan directamente en ríos, lagos y embalses con agua de lluvia, consumiendo una gran cantidad de oxígeno disuelto en el cuerpo de agua y volviéndolo negro y maloliente. El agua que contiene una gran cantidad de N, P y otros nutrientes es una de las razones importantes de la eutrofización de las masas de agua. El vertido en estanques de peces y ríos provoca, en casos graves, la muerte gradual de los organismos acuáticos sensibles a la contaminación orgánica. Los estanques de peces y los ríos pierden sus funciones. Las aguas residuales de cría se filtran en el suelo durante mucho tiempo, aumentando la concentración de nitrógeno nitrato o nitrógeno nitrito en el agua subterránea, reduciendo el contenido de oxígeno disuelto en el agua subterránea y aumentando los componentes tóxicos, lo que lleva al deterioro de la calidad del agua e incluso a la pérdida de su uso. funcionamiento, poniendo en peligro la calidad del agua sanitaria circundante. Las aguas residuales en alta concentración también pueden obstruir los poros del suelo, lo que reduce la permeabilidad al aire y al agua del suelo, su endurecimiento y salinización, lo que reduce gravemente la calidad del suelo e incluso daña los cultivos, lo que provoca una reducción del rendimiento y la muerte.

Con el fin de controlar la contaminación ambiental causada por las aguas residuales, los residuos y los olores generados por la industria ganadera y avícola, la Administración Estatal de Protección Ambiental emitió las "Normas de Emisión de Contaminantes para la Industria Ganadera y Avícola" y comenzó a controlar el problema de contaminación de las granjas ganaderas y avícolas y de las zonas de cría. Esta norma tiene como objetivo fomentar la cría ecológica y promover el desarrollo sostenible y saludable de la industria ganadera y avícola para alentar a las granjas ganaderas y avícolas a considerar la utilización de recursos en el proceso de tratamiento de residuos y reducir la cantidad de contaminantes terminales procesados. Los estándares de emisión de contaminantes para la industria ganadera y avícola se muestran en la Tabla 2.

2 Pretratamiento de aguas residuales de ganadería y avicultura

No importa qué tecnología o medidas integrales se utilicen para tratar las aguas residuales de ganadería y avicultura, se deben tomar ciertas medidas de pretratamiento. El pretratamiento puede reducir la carga de contaminantes de las aguas residuales y evitar que sólidos o desechos grandes entren en procesos de tratamiento posteriores, causando obstrucciones o daños a los equipos. Para las partículas grandes o las materias que se sedimentan fácilmente en las aguas residuales, la industria ganadera y avícola utiliza tecnologías de separación sólido-líquido como filtración, centrifugación y sedimentación para el pretratamiento. Los equipos de uso común incluyen rejillas, tanques de sedimentación, pantallas, etc. La rejilla es una parte esencial del proceso de tratamiento de aguas residuales. Su función es bloquear grandes sólidos flotantes y suspendidos en las aguas residuales para evitar bloquear orificios, compuertas y tuberías, y proteger equipos mecánicos como bombas de agua. El método de sedimentación es un proceso de tratamiento que separa los sólidos suspendidos más pesados ​​que el agua del agua bajo la acción de la gravedad. Es uno de los métodos más utilizados en el tratamiento de aguas residuales. En la actualidad, todas las explotaciones con instalaciones de tratamiento de aguas residuales cuentan básicamente con 2 o 3 tanques de sedimentación conectados en serie en el exterior de la explotación para tratar el estiércol mediante filtración, sedimentación y descomposición oxidativa. La criba es una instalación que se utiliza para la filtración. Las aguas residuales fluyen a través de los huecos de la criba, mientras que la parte sólida es interceptada por maquinaria o por su propio peso, o empujada hacia el borde de la criba para su descarga. Las cribas de separación sólido-líquido comúnmente utilizadas para estiércol de ganado y aves de corral incluyen cribas fijas, cribas vibratorias y cribas giratorias. Además, existen equipos de filtración mecánica de uso común como filtros automáticos de tambor, filtros prensa de rodillos, separadores de discos centrífugos, etc.

3 Principales tecnologías de tratamiento de aguas residuales de ganadería y avicultura

3.1 Método de tratamiento natural

El método de tratamiento natural es el método más tradicional de tratamiento de aguas residuales de ganadería y avicultura tecnología. El método de tratamiento natural utiliza los efectos físicos, químicos y biológicos integrales de los cuerpos de agua, el suelo y los organismos naturales para purificar las aguas residuales. Su mecanismo de purificación incluye principalmente filtración, interceptación, precipitación, adsorción física y química, descomposición química, oxidación biológica y absorción biológica. Sus principios implican la generación de especies en el ecosistema, el principio de reciclaje y regeneración de materiales, el principio de coordinación de estructura y función, y el mecanismo jerárquico y multinivel de interceptación, almacenamiento, utilización y transformación de nutrientes.

Este tipo de método requiere una baja inversión, un proceso simple y un bajo consumo de energía, pero la función de purificación está restringida por las condiciones naturales. Los principales modos de tratamiento natural incluyen estanques de oxidación, métodos de tratamiento de suelos, métodos de tratamiento de humedales artificiales, etc. La laguna de oxidación, también conocida como laguna de estabilización biológica, es una estructura que utiliza lagunas naturales o artificiales para el tratamiento biológico de las aguas residuales. Su proceso de purificación de las aguas residuales es muy similar al proceso de autopurificación de los cuerpos de agua naturales. Las aguas residuales permanecen en el estanque durante mucho tiempo, los contaminantes orgánicos se degradan mediante las actividades metabólicas de los microorganismos en el agua y las algas producen oxígeno disuelto. mediante fotosíntesis y reoxigenación en la superficie del estanque. Siempre que se pueda proporcionar también mediante aireación artificial. Como estructura de ingeniería ambiental, los estanques de oxidación se utilizan principalmente para reducir los contaminantes orgánicos en los cuerpos de agua, aumentar el contenido de oxígeno disuelto, eliminar adecuadamente el nitrógeno y el fósforo en el agua y reducir el grado de eutrofización de los cuerpos de agua. El método de tratamiento del suelo es diferente del riego estacional de aguas residuales y es un método de tratamiento de aguas residuales perenne. Las aguas residuales se aplican al terreno, y se utiliza el ecosistema compuesto por suelo-microorganismos-plantas para realizar una serie de procesos físicos, químicos y biológicos de depuración de los contaminantes de las aguas residuales, de modo que se depure la calidad de las aguas residuales. y los nutrientes y nutrientes de las aguas residuales se purifican. El reciclaje del agua permite que las plantas verdes crezcan y se reproduzcan, logrando así la utilización de recursos, la inocuidad y la estabilización de las aguas residuales. Los humedales artificiales pueden eliminar sólidos suspendidos, materia orgánica, nitrógeno, fósforo y metales pesados ​​de las aguas residuales mediante sedimentación, adsorción, barrera, asimilación y descomposición microbiana, nitrificación, desnitrificación y absorción de plantas. En los últimos años, se ha prestado cada vez más atención a la investigación sobre humedales artificiales. Ye Yong et al. utilizaron las plantas de manglar Heliconia y Kandelia candel para tratar los nutrientes N y P en las aguas residuales del ganado. mejores efectos de eliminación de N y P. Liao Xinchu y Luo Shiming utilizaron vetiver y pasto de molino de viento como vegetación respectivamente para establecer humedales artificiales. Dependiendo de la temporada, la tasa de eliminación de contaminantes es diferente. La tasa de eliminación de DQO Cr puede alcanzar más del 90% y la DBO 5 puede alcanzar más. del 80%. Dado que el método de tratamiento natural tiene una baja inversión y bajos costos operativos, es un método de tratamiento más económico cuando hay suficiente tierra disponible y es especialmente adecuado para el tratamiento de aguas residuales en pequeñas granjas ganaderas y avícolas.

3.2 Tecnología de tratamiento anaeróbico

El proceso de contacto anaeróbico (proceso de contacto anaeróbico) apareció en la década de 1950, con el desarrollo del filtro anaeróbico AF (filtro anaeróbico) y el anaeróbico de flujo ascendente. La invención del UASB (Upflowanaerobic sludge bed) promovió el desarrollo de una serie de reactores anaeróbicos de alta carga basados ​​en el aumento de la concentración de lodos y la mejora del efecto de mezcla de las aguas residuales y los lodos, y se utilizó gradualmente en el medio de tratamiento de aguas residuales del ganado. 1/2 12Página siguiente Última página El tratamiento anaeróbico se caracteriza por su bajo costo, área pequeña, baja demanda de energía y también puede producir biogás y el proceso de tratamiento no requiere oxígeno y no está limitado por la capacidad de transferencia de oxígeno, por lo que tiene una alta eficiencia; El potencial de carga de materia orgánica puede degradar la materia orgánica en partes que no pueden ser degradadas por algunos microorganismos aeróbicos. Los métodos comúnmente utilizados incluyen: digestor anaeróbico completamente mezclado, reactor anaeróbico de contacto, filtro anaeróbico, lecho de lodos anaeróbico de flujo ascendente, lecho fluidizado anaeróbico, reactor de sólidos de flujo ascendente, etc. Deng Liangwei y Chen Chromeming utilizaron el proceso del reactor anaeróbico (IC) de circulación interna para tratar las aguas residuales de granjas porcinas. La tasa de eliminación de TP alcanzó el 53,8 %, la tasa de eliminación de DQO alcanzó el 80,3 %, la tasa de eliminación de DBO 5 alcanzó el 95,8 % y la tasa de eliminación de SS. La tasa alcanzó el 78%, la tasa de producción de biogás alcanza 1,5 ~ 3 m 3 - d -1. Zhang Guozhi y otros seleccionaron algas como Chlorella y Oscillator, y utilizaron dos procesos: el método de algas suspendidas y el método de algas fijas para purificar el líquido residual anaeróbico del estiércol de cerdo, y lograron buenos resultados. En la actualidad, el tratamiento de aguas residuales agrícolas domésticas utiliza principalmente procesos de lecho de lodos anaeróbicos de flujo ascendente y procesos de reactor sólido de flujo ascendente. En los últimos años, los académicos han investigado más sobre varios reactores anaeróbicos y creen que los nuevos reactores anaeróbicos ultraeficientes tienen amplias perspectivas para el tratamiento de contaminantes orgánicos en las aguas residuales de las granjas porcinas.

3.3 Tecnología de tratamiento aeróbico

El principio básico del tratamiento aeróbico es utilizar microorganismos para descomponer la materia orgánica en condiciones aeróbicas y sintetizar sus propias células (lodos activados) al mismo tiempo. En el tratamiento aeróbico, la materia orgánica biodegradable puede eventualmente oxidarse completamente y convertirse en materia inorgánica simple. Este método incluye principalmente el método de lodos activados y filtro biológico, plataforma giratoria biológica, oxidación por contacto biológico, lodos activados por lotes secuenciales, A/O y zanja de oxidación, etc. La tecnología aeróbica se utiliza para el tratamiento biológico de aguas residuales de ganado y aves de corral. El más investigado en esta área es el proceso de combinación de hidrólisis y SBR. El proceso SBR (reactor por lotes de secuenciación), es decir, el proceso de lodos activados por lotes de secuenciación, es un proceso de lodos activados intermitentes mejorado y desarrollado en base al sistema tradicional Fill-Draw. Transforma la estructura de tratamiento de aguas residuales de una serie espacial a una temporal. serie, el ciclo de entrada de agua, reacción, sedimentación, drenaje, inactividad, etc. se realiza en la misma estructura. Cuando el SBR se combina con la hidrólisis para tratar aguas residuales de ganado y aves de corral, el proceso de hidrólisis tiene una alta tasa de eliminación de DQO Cr, el SBR tiene una tasa de eliminación del 74,1 % del fósforo total y una tasa de eliminación de nitrógeno amoniacal de alta concentración de más de 97%. Además, otras tecnologías de tratamiento aeróbico se están utilizando gradualmente en el tratamiento de aguas residuales de ganado y aves de corral, como la aireación retardada con drenaje intermitente (IDEA), el sistema de lodos activados circulantes (CASS) y el método de lodos activados con aireación retardada circulante intermitente (ICEAS).

3.4 Método de tratamiento mixto

El método de tratamiento natural, el método anaeróbico y el método aeróbico mencionados anteriormente se utilizan para tratar las aguas residuales de la ganadería y la avicultura, cada uno con sus propias ventajas, desventajas y alcance. de aplicación. Para aprender unos de otros, obtenemos una calidad de efluente buena y estable, se pueden agregar otras unidades de tratamiento en aplicaciones prácticas. El tratamiento mixto se basa en la cantidad y condiciones específicas de las aguas residuales ganaderas y avícolas, diseñando una combinación de los tres tipos anteriores, o utilizándolos como cuerpo principal y combinándolos con otros métodos de tratamiento para optimizar el tratamiento simultáneo de las aguas residuales ganaderas y avícolas. Este método puede lograr mejores resultados con menores costos de procesamiento.

Peng Jun et al. eligieron el estanque biológico combinado anaeróbico-facultativo como proceso principal y trasplantaron el lecho de lodo anaeróbico de flujo ascendente al estanque facultativo. Después de tratar las aguas residuales de la granja de cerdos, su DBO 5 y DQO ​​Cr. y NH 4 -N se pueden reducir de 9 000, 14 000 y 1 200 a 20, 60 y 65 mg - L -1 respectivamente, resolviendo con éxito el problema de la alta carga contaminante de aguas residuales en granjas porcinas a gran escala en áreas tropicales y bajas. los beneficios en la industria porcina. Hangzhou Xizi Farm adopta un proceso de tratamiento anaeróbico y aeróbico combinado. Después del tratamiento, la DQO Cr en el agua es de aproximadamente 400 mg - L -1 y la DBO 5 es de 140 mg - L -1, lo que básicamente cumple con los estándares de descarga de aguas residuales. Han Liping adopta el método de agregar directamente bacterias dominantes, lo que puede mejorar en gran medida la capacidad del sistema de tratamiento natural original y mejorar la capacidad de degradación de la materia orgánica refractaria en el agua o el suelo. El proceso de ingeniería de tratamiento de aguas residuales de Shenzhen Agriculture and Animal Husbandry Industrial Company es aguas residuales → separación sólido-líquido → tanque regulador → digestión anaeróbica de flujo ascendente → estanque de plantas → estanque de peces → descarga. Las aguas residuales tratadas también pueden cumplir con los estándares de descarga de aguas residuales de Shenzhen. Li Jinxiu et al. utilizaron un sistema de reactor combinado ASBR-SBR. El ASBR sirve como preacondicionador (anaeróbico), utilizado principalmente para eliminar materia orgánica, y el SBR (aeróbico) se utiliza para el tratamiento de desnitrificación biológica. El biorreactor de membrana es un nuevo sistema de reacción bioquímica que combina la tecnología de separación de membrana con el biorreactor. Reemplaza el tanque de sedimentación secundario tradicional con una membrana y tiene las características de salida de agua estable, alta concentración de lodo activado, fuerte resistencia a la carga de impacto, menos lodo residual, estructura compacta del dispositivo y tamaño reducido. En los últimos años se ha ido utilizando paulatinamente en el tratamiento de diversas aguas residuales. Fan Jianwei y Zhang Jie utilizaron biorreactores de membrana para tratar las aguas residuales descargadas de una granja ganadera y avícola en los suburbios de Shanghai. Después de un período de ajuste, el sistema de tratamiento se estabilizó gradualmente y el efluente alcanzó el estándar nacional de descarga de primer nivel. Las aguas residuales de cría de ganado y aves de corral son aguas residuales orgánicas relativamente difíciles de tratar, principalmente debido a su gran desplazamiento, baja temperatura, mezcla de sólidos y líquidos en las aguas residuales, alto contenido de materia orgánica, pequeño volumen de sólidos, lo que dificulta su separación, y la El tiempo de lavado es relativamente largo. La concentración hace imposible proceder de forma continua.

Dado que la DQO, la DBO y otros indicadores en las aguas residuales exceden seriamente los estándares, la cantidad de sólidos suspendidos es grande, el contenido de nitrógeno y fósforo es rico y el contenido de nitrógeno amoniacal es alto y difícil de eliminar, es difícil cumplir con los requisitos. requisitos de descarga simplemente mediante el uso de métodos de tratamiento físico, químico o biológico. Por lo tanto, el tratamiento de aguas residuales en granjas de cría en general requiere el uso de una combinación de múltiples métodos de tratamiento. De acuerdo con las características y métodos de utilización de las aguas residuales de ganado y aves de corral, se pueden utilizar las diferentes tecnologías de tratamiento mencionadas anteriormente. El flujo de proceso típico se muestra en la Figura 1.

4 Conclusión

Hay muchas formas de tratar las aguas residuales de cría de ganado y aves de corral. La aceptación de un determinado método de tratamiento no sólo debe tener en cuenta las ventajas técnicas de este método de tratamiento, sino también. considere las ventajas técnicas de este método de tratamiento. Considere también la inversión, los costos operativos diarios y la conveniencia de operación de este método. Para prevenir y controlar la contaminación en la industria ganadera y avícola, lograr el reciclaje y la reutilización de las aguas residuales, reducir la descarga de aguas residuales y la entrada de sustancias químicas al medio ambiente y reducir la contaminación al mínimo, no sólo es necesario hacer el proceso de tratamiento es inofensivo; utilización de recursos del proceso, protegiendo y mejorando eficazmente el entorno ecológico rural y promoviendo el desarrollo sostenible y coordinado del entorno y la economía de la cría de ganado y aves de corral.

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