Solución para el tratamiento de aguas residuales en granjas lecheras
Según los datos actuales, el número mundial de vacas lecheras y la producción de leche muestran una tendencia ascendente. Por ejemplo, en 2021, el número mundial de vacas lecheras fue de aproximadamente 139 millones y la producción de leche alcanzó los 544 millones de toneladas. Para 2023, la escala del mercado mundial de gestión de granjas lecheras por sí sola había alcanzado aproximadamente 16.500 millones de yuanes (alrededor de 2.300 millones de dólares estadounidenses), y se espera que se acerque a los 22.100 millones de yuanes para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 3,8%. Esto indica que la meticulosa gestión y los servicios técnicos relacionados con la cría de vacas lecheras se han convertido en un importante y no-submercado-despreciable.
I. Descripción general de los clientes para el tratamiento de aguas residuales de granjas lecheras
Con el desarrollo intensivo y a gran-escala de la industria lechera, las aguas residuales orgánicas de alta-concentración generadas durante el proceso agrícola (principalmente a partir de estiércol, agua de lavado y drenaje de la sala de ordeño, etc.) se han convertido en un problema ambiental importante. Este tipo de aguas residuales tiene las características de alta DQO (Demanda Química de Oxígeno), nitrógeno amoniacal, fósforo total y sólidos suspendidos (SS). Si no se trata y se descarga directamente, contaminará gravemente las aguas superficiales, las aguas subterráneas y el suelo, afectando la seguridad ecológica y la salud de los residentes. Por lo tanto, en el contexto de políticas ambientales cada vez más estrictas, la construcción de un sistema científico y eficiente de tratamiento de aguas residuales se ha convertido en una condición necesaria para el desarrollo sostenible de las granjas lecheras.
Jinan Guangbo Environmental Protection tiene un sistema de proceso personalizado diseñado específicamente para las aguas residuales de las granjas lecheras, que se adapta a la alta DQO, el alto contenido de nitrógeno amoniacal y las importantes fluctuaciones en la calidad del agua de las granjas lecheras. El núcleo se basa en tanques anaeróbicos IC de desarrollo propio-y otros equipos para lograr una degradación eficiente de los contaminantes. La tasa de eliminación de DQO supera el 92% y el efluente es estable y cumple con los estándares nacionales. La empresa posee las capacidades técnicas de proceso completas-desde el pre-tratamiento hasta la purificación profunda. A través del proceso optimizado de filtración por membrana IC anaeróbica + MBR, la tasa de reutilización de aguas residuales supera el 75% y, al mismo tiempo, se reciclan los recursos de biogás, estiércol y desechos líquidos. Se crea una cadena ecológica-de circuito cerrado. Su equipo principal está diseñado de forma modular, adecuado para las necesidades de granjas lecheras de diferentes-tamaños y equipado con un sistema de control inteligente. El consumo de energía es sólo 1/4 del de los procesos tradicionales, reduciendo significativamente los costos de construcción y operación. La empresa tiene una capacidad madura de implementación de proyectos y ha creado casos de referencia para muchas granjas lecheras a gran escala. Puede proporcionar servicios completos-de proceso, desde el estudio del sitio, la personalización del esquema hasta la instalación y puesta en servicio, y el mantenimiento de por vida para garantizar la implementación eficiente y el funcionamiento estable de los proyectos.
Imágenes de granjas lecheras donde se crían vacas.
II. Tratamiento de Aguas Residuales de Explotaciones Lecheras
Fuente de aguas residuales
Las aguas residuales de las granjas lecheras no son de una sola fuente, sino que son una mezcla de aguas residuales de múltiples procesos de producción. Incluye principalmente:
1. Aguas residuales de lavado del sitio: La gran cantidad de agua utilizada para la limpieza diaria de graneros, pasillos, equipos, etc., constituye la mayor parte del volumen de aguas residuales (alrededor del 85%), que transporta heces residuales, residuos de alimentos, orina y otros contaminantes.
2. Excrementos animales: La orina excretada directamente por las vacas lecheras y algo de estiércol no perturbado disuelto en agua forman aguas residuales orgánicas altamente concentradas.
3. Aguas residuales de salas de ordeño: Incluye agua de limpieza de equipos de ordeño, agua desinfectante y agua de enjuague de leche residual, con calidad de agua compleja y posible presencia de proteínas de la leche, aceites y residuos de detergentes.
4. Aguas residuales domésticas: Las aguas residuales generadas por la vida diaria de los trabajadores agrícolas, como el drenaje de cocinas y baños, aunque de pequeño volumen, también aumentan la carga contaminante general.
Según datos de investigaciones, cada vaca lechera genera aproximadamente 38,63 litros de aguas residuales por día, de los cuales los lavados de obra y las aguas residuales domésticas representan el 85,1%, mientras que el estiércol y la orina representan sólo el 14,9% 22.
Comparación de fotografías que muestran agua contaminada y fotografías que muestran agua tratada
III. Proceso de Tratamiento de Aguas Residuales Ganaderas de Granjas Lecheras
El tratamiento de aguas residuales de las granjas lecheras suele adoptar el proceso de "pre-tratamiento + tratamiento bioquímico + tratamiento avanzado". Los pasos específicos son los siguientes:
1. Etapa previa-al tratamiento
El objetivo principal de la etapa de pretratamiento-es eliminar sustancias sólidas de gran tamaño, sólidos en suspensión y algunas sustancias orgánicas de las aguas residuales, creando condiciones favorables para el posterior tratamiento bioquímico. Los métodos comunes de pre-tratamiento incluyen:
Separación de líquidos-sólidos: se utiliza una máquina de separación de líquidos-sólidos para eliminar sustancias sólidas grandes, como estiércol de vaca y alimento, y los desechos sólidos separados se tratan de manera integral (como compostaje, uso como alimento, etc.) y el líquido separado ingresa al sistema de tratamiento de aguas residuales.
Método de sedimentación: en el tanque de sedimentación, algunas sustancias con una densidad superior a 1 en las aguas residuales se hunden naturalmente bajo la acción de la gravedad, separándose de las aguas residuales.
Método de filtrado: El agua residual pasa primero a través de una rejilla para eliminar las sustancias flotantes (como hierba, grandes masas fecales, etc.) y luego ingresa al tanque de filtrado, aclarando el agua.
Proceso de sedimentación: si el establo adopta el proceso de limpieza de estiércol seco, una gran cantidad de pasto o arena ingresará al estiércol durante el transporte, lo que provocará que la bomba de entrada se obstruya. Por lo tanto, el proceso de sedimentación se puede agregar en la etapa de pre-tratamiento y se coloca una pantalla después del tanque de sedimentación para reducir la carga del proceso posterior.
2. Etapa de tratamiento bioquímico
El tratamiento bioquímico es el paso clave para eliminar sustancias tóxicas y nocivas y materia orgánica de las aguas residuales. Adopta principalmente una combinación de tratamiento anaeróbico y tratamiento aeróbico:
Tratamiento anaeróbico: Mediante el uso de microorganismos anaeróbicos, mediante procesos metabólicos, la materia orgánica de las aguas residuales se descompone y se convierte en sustancias inorgánicas de moléculas pequeñas. El tratamiento anaeróbico tiene las ventajas de no necesitar una gran aireación, un menor costo de uso y la capacidad de manejar materia orgánica difícil-de-degradar y producir biogás.
Tratamiento aeróbico: las aguas residuales después del tratamiento anaeróbico ingresan a la etapa de tratamiento aeróbico, utilizando microorganismos aeróbicos para degradar aún más la materia orgánica y eliminar el nitrógeno amoniacal, el fósforo, etc. Los procesos comunes incluyen el proceso A2/O (es decir, las aguas residuales primero se someten a un tratamiento anaeróbico-aeróbico y luego ingresan al tratamiento aeróbico), que puede mejorar la biodegradabilidad de los contaminantes orgánicos en las aguas residuales y lograr la eliminación de nitrógeno cuando se opera correctamente.
3. Etapa de tratamiento avanzada
La etapa de tratamiento avanzado tiene como objetivo principal eliminar aún más los contaminantes residuales en las aguas residuales para garantizar que el efluente cumpla con los estándares de descarga o los requisitos de reutilización. Los métodos de tratamiento avanzado comunes incluyen:
Sistema de filtrado: El efluente del tratamiento bioquímico pasa primero a través del tanque de filtrado de arena para eliminar las partículas sólidas más pequeñas y las impurezas suspendidas; luego ingresa al filtro de precisión y al sistema de ultrafiltración, interceptando todas las sustancias suspendidas y microorganismos de tamaño micro-en las aguas residuales.
Sistema de desinfección por oxidación: las aguas residuales después de la filtración de arena ingresan al avanzado sistema de oxidación catalítica. El generador de ozono produce gas ozono y se agrega peróxido de hidrógeno catalizador durante el proceso de reacción, eliminando casi todas las bacterias y sustancias orgánicas en las aguas residuales, asegurando que el efluente cumpla con los estándares del agua de retorno.
Sistema de adsorción de carbón activado: el carbón activado es un adsorbente de uso común que puede eliminar sustancias orgánicas, sustancias coloidales y microorganismos en el agua. Mediante un tratamiento especial del carbón activado, se puede aumentar la capacidad de adsorción y mejorar el efecto de adsorción, mejorando aún más la calidad del agua efluente.
Aguas residuales industriales → Desarenador → Cribado y filtración → Ajuste del caudal → Tratamiento bioquímico anaeróbico → Tratamiento bioquímico aeróbico → Tratamiento avanzado → Descarga o reutilización
Puede equiparse con un diagrama de flujo de tratamiento de aguas residuales.
IV. Estudios de casos específicos de tratamiento de aguas residuales en granjas lecheras
Caso de tratamiento de aguas residuales de la granja ganadera de Ningxia Aoba
I. Descripción general del proyecto
Este proyecto es el proyecto de tratamiento de aguas residuales para la granja ganadera Ningxia Aoba. La granja está ubicada en el parque ganadero Wulintuo en el distrito de Lintong, ciudad de Wuwei, Ningxia. Se dedica principalmente a la cría de ganado vacuno, actualmente tiene 3.000 cabezas de ganado en cautiverio y el vertido diario de aguas residuales ganaderas es de 700 metros cúbicos. Las aguas residuales provienen del lavado de los establos del ganado, de la limpieza de las salas de ordeño y del líquido mezclado del estiércol. Las instalaciones de tratamiento existentes no pueden cumplir con los requisitos de descarga de protección ambiental. Por lo tanto, se confió a Jinan Guangbo Environmental Protection la tarea de proporcionar un plan de tratamiento simplificado personalizado. Se requiere que el efluente cumpla con los "Estándares de descarga de contaminantes para la industria ganadera y avícola" (GB 18596-2001), teniendo en cuenta la utilización de recursos y la operación de bajo costo, y cumpliendo con los requisitos locales para la gobernanza ambiental de la ganadería.
II. Características de las aguas residuales y desafíos del tratamiento
Los indicadores principales de las aguas residuales de esta granja: DQO 5000-8000 mg/L, nitrógeno amoniacal 500-800 mg/L, SS 2500-4000 mg/L. Contiene una gran cantidad de residuos de estiércol de vaca, fibra de pasto y grasa láctea. Tiene las características de alta DQO, alto contenido de nitrógeno amoniacal, una gran cantidad de sólidos suspendidos, alto contenido de lípidos y calidad del agua fluctuante. El principal desafío es que las impurezas tienden a obstruir los equipos y los aceites inhiben las reacciones bioquímicas. Es necesario adaptarse al ritmo de producción de la finca y lograr un rápido cumplimiento y una operación de bajo costo.
III. Plan de tratamiento básico
Jinan Guangbo Environmental Protection ha personalizado un proceso simplificado: aguas residuales de ganado → rejilla mecánica → separador de aceite → separador de líquido-sólido → tanque de regulación → reactor anaeróbico UASB → tanque bioquímico aeróbico MBBR → desinfección y descarga. Confiar en el reactor UASB de desarrollo propio-para degradar eficientemente la materia orgánica de alta-concentración, agregar un separador de aceite para eliminar los aceites y combinarlo con la separación de sólidos-líquidos para resolver el problema de la obstrucción de impurezas. El proceso es modularizado y de fácil operación y mantenimiento, adaptándose a las necesidades productivas de la explotación ganadera.
IV. Logros del proyecto
Una vez que el proyecto se puso en funcionamiento, el efluente era estable y cumplía con los estándares. La tasa de eliminación de DQO y nitrógeno amoniacal superó el 97%, y las tasas de eliminación de sólidos suspendidos y aceites alcanzaron el 98%. El biogás se recuperó para calentar la granja y el residuo y el líquido del biogás se utilizaron para la producción de fertilizantes. El ahorro anual en costos de energía y eliminación de estiércol fue de 900.000 yuanes, resolviendo completamente los problemas ambientales de la granja y logrando el desarrollo coordinado de la ganadería y la protección ecológica del medio ambiente.
