畜禽養殖場糞污的治理技術
來源： 閱讀：4561 更新(xin)時間：2012-02-22 14:171 污染狀況
近(jin)年(nian)來(lai)畜禽(qin)養殖業迅猛發展，并逐步形成系列化(hua)(hua)(hua)、專業化(hua)(hua)(hua)生(sheng)產，與此同時也(ye)帶(dai)來(lai)了一系列的(de)(de)環境問(wen)題，如2000年(nian)北京市(shi)規模(mo)化(hua)(hua)(hua)養殖場產生(sheng)的(de)(de)畜禽(qin)糞便(bian)為600×104t，加上集(ji)約化(hua)(hua)(hua)生(sheng)產的(de)(de)沖洗水(shui)，廢水(shui)排放量達3000×104t/a。據(ju)監測，養殖場廢水(shui)的(de)(de)COD超標(biao)50～60倍(bei)，BOD超標(biao)70～80倍(bei)，SS超標(biao)12～20倍(bei)，若未經處理就地排放，則將在城(cheng)市(shi)周圍形成嚴重的(de)(de)面源污染。
在這種形(xing)勢下，國內(nei)養殖業污染(ran)控制迫切需要經(jing)濟(ji)實(shi)用的(de)技術支持以使畜(chu)禽養殖場(chang)糞(fen)污向(xiang)無害化、減量(liang)化、資源(yuan)化方向(xiang)發展。
2 污染控制
2.1 堆肥(fei)
堆肥技術(shu)是在自然環境條件(jian)下將作物(wu)秸稈與養殖場糞便一起堆漚發酵以(yi)供(gong)作物(wu)生長時利用。堆肥作為傳統的生物(wu)處理技術(shu)經過多年的改良，現正朝著機械化、商品化方向發展，設備效率也(ye)日益提高。
2.2 好氧(yang)處理
①曝氣
20世紀70年代日本采用(yong)好氧間(jian)歇(xie)曝(pu)氣(qi)(qi)技術(shu)對養豬(zhu)廢水進(jin)行了(le)有效治理，并開發(fa)(fa)出一(yi)系列相關設備。近(jin)年來澳大利亞在傳統鼓風曝(pu)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置上又開發(fa)(fa)出簡單實(shi)用(yong)的多種淺層射(she)流曝(pu)氣(qi)(qi)裝(zhuang)置。總體而言，養殖業污染(ran)控制領域中的好氧技術(shu)正朝著高(gao)效、實(shi)用(yong)、經濟、操作簡便的方向發(fa)(fa)展。
②接觸氧化
接觸氧化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)早已被用(yong)(yong)來處理各種不同濃(nong)度的有(you)機(ji)污(wu)(wu)水(shui)，其本質是利用(yong)(yong)填(tian)料上的微生物(wu)對(dui)有(you) 機(ji)物(wu)進行氧化(hua)(hua)分解(jie)，從而實現對(dui)污(wu)(wu)水(shui)的凈化(hua)(hua)。英國(guo)近(jin)年采用(yong)(yong)接觸氧化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)對(dui)豬糞漿進行了處理，并開發(fa)出結(jie)構和性能(neng)很好的新型填(tian)料，其對(dui)COD的去除率達(da)90%以上，對(dui)BOD也(ye)有(you)較高的去除效果。
③SBR
序批式(shi)活性(xing)污泥法是基于(yu)傳統(tong)(tong)的(de)(de)Fill—Draw系統(tong)(tong)改(gai)進并發展(zhan)起(qi)來的(de)(de)一種間歇式(shi)活性(xing)污泥工藝，近(jin)年來引起(qi)許多學者的(de)(de)高度重(zhong)視，現已被(bei)廣泛用(yong)于(yu)城市污水、食品加工廢水等的(de)(de)處理(li)。試驗結果表明，豬(zhu)糞水經(jing)過固液分離、厭氧(yang)消(xiao)化兩級處理(li)后進入SBR好(hao)氧(yang)系統(tong)(tong)，其對(dui)COD的(de)(de)去除(chu)率可(ke)(ke)達(da)(da)70%，對(dui)BOD的(de)(de)去除(chu)率可(ke)(ke)達(da)(da)80%以上，出(chu)水可(ke)(ke)達(da)(da)標(biao)排放。
2.3 厭氧處理(li)
目前用于(yu)處理(li)養殖業糞污的(de)厭氧工藝很多，其中較為常用的(de)有以下(xia)幾種(zhong)：
①厭氧濾器(AF)
1969年由Young和McCarty首先(xian)提出，1972年國外開始(shi)在生產(chan)上應用。我(wo)國于20世紀70年代末期開始(shi)引(yin)進(jin)并進(jin)行了改進(jin)，其沼氣產(chan)率可(ke)達3.4m3/(m3·d)，甲烷含量可(ke)達65%。
②上流式(shi)厭氧污泥(ni)床(UASB)
1974年由(you)荷蘭著名(ming)學(xue)者(zhe)Lettinga等提出，1977年在國外投(tou)入使用。1983年北(bei)京(jing)市環境保護科 學(xue)研究所(suo)與國內其他單位(wei)進行(xing)了(le)合(he)作研究，并(bing)對有關技術指標(biao)進行(xing)了(le)改進，其對有機污水(shui)COD的去(qu)除率(lv)可達90%以上。
③污泥床濾器(UBF)
是UASB和AF的(de)結合，具有(you)水力停(ting)留時間短、產氣(qi)率高(gao)、對COD去除率高(gao)等優點。
④兩(liang)段厭氧消化
1971年由Ghosh 提出(chu)，把(ba)沼氣發酵過程分為酸(suan)化(hua)(hua)和(he)甲烷化(hua)(hua)兩(liang)個階(jie)段，并分別在(zai)兩(liang)個消化(hua)(hua)器(qi)內進行。其(qi)特點(dian)在(zai)于消化(hua)(hua)器(qi)內可滯(zhi)留大(da)量厭氧活(huo)性(xing)污泥(具有極(ji)好的沉(chen)降性(xing)能(neng)和(he)生物(wu)活(huo)性(xing))，提高了消化(hua)(hua)器(qi)內的負荷(he)和(he)產氣率。
⑤升(sheng)流式污(wu)泥床(chuang)反應器(USR)
是(shi)厭氧消化器的一種，具(ju)有(you)效率(lv)高(gao)、工藝簡單等優(you)點，目前(qian)已(yi)常被用于豬、雞(ji)糞廢水(shui)的處(chu)置，其裝置產氣率(lv)可達4m3/(m3·d)，COD去除率(lv)達80%以上(shang)。
2.4 厭(yan)氧(yang)—好氧(yang)組合
欲(yu)實現養殖(zhi)業糞污的(de)徹底處置，單(dan)憑厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)工藝尚不能達(da)到(dao)對廢物的(de)達(da)標排(pai)放和利用(yong)要(yao)求，必須進(jin)行深度處理或(huo)后續處置，這(zhe)就需要(yao)將好氧(yang)(yang)與厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)工藝結(jie)合(he)(he)在一(yi)起使用(yong)，國內一(yi)些養殖(zhi)場已開始(shi)注(zhu)意到(dao)這(zhe)兩種工藝結(jie)合(he)(he)的(de)優越性。
3 存在的問題
然(ran)國內已有部分養殖(zhi)場開展了畜(chu)禽糞污的治理(li)工(gong)作(zuo)，但目前在(zai)(zai)技術上存在(zai)(zai)如下問題：
①治理(li)技術(shu)單一、落(luo)后或(huo)組合(he)不(bu)合(he)理(li)；②糞便利(li)用率低，只(zhi)注重單一的(de)能源回(hui)收、不(bu)能兼顧資源和環境的(de)綜合(he)效益；③管理(li)模式落(luo)后。
由此可(ke)見(jian)，單一(yi)的(de)環保技術已不(bu)能有(you)效(xiao)解決養(yang)殖(zhi)業的(de)環境污染問題，需(xu)要綜合考慮能源與(yu)資(zi)源最(zui)大(da)程度的(de)利(li)用。
4 豬(zhu)場(chang)糞污治理成套工藝(yi)
針(zhen)對當前(qian)豬場糞污(wu)處理領(ling)域存在(zai)的(de)問題(ti)，北(bei)(bei)京市環科院(yuan)經(jing)優化(hua)、組合自行開發(fa)出一套養殖(zhi)業污(wu)染(ran)的(de)控制技(ji)術(shu)。該(gai)技(ji)術(shu)已在(zai)北(bei)(bei)京市的(de)幾(ji)個養豬場得到應用(yong)，并取得了較好的(de)環境、經(jing)濟(ji)與(yu)社會效益。
4.1 技術構成
①豬糞堆肥發酵(jiao)
以豬糞(fen)為(wei)主(zhu)要原料，采用好(hao)氧堆(dui)肥方(fang)式(shi)，用有(you)(you)機(ji)物(wu)分(fen)解率(lv)高(gao)、堆(dui)肥周(zhou)期短的(de)高(gao)效滾筒臥式(shi)發酵(jiao)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)進行發酵(jiao)(周(zhou)期為(wei)5～7d)。經(jing)過高(gao)溫(wen)好(hao)氧發酵(jiao)，豬糞(fen)成(cheng)為(wei)性狀良好(hao)的(de)腐殖顆(ke)粒(li)有(you)(you)機(ji)肥。根據不同農肥的(de)N、P、K等含(han)量(liang)標準添加(jia)原料，通過粉碎、攪拌后進入造粒(li)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)，成(cheng)型后經(jing)干燥、篩(shai)分(fen)成(cheng)為(wei)有(you)(you)機(ji)復合肥，包裝(zhuang)(zhuang)后可入庫或出售。
②污水處理
將(jiang)UASB和SBR組(zu)合工藝作為豬糞(fen)廢液(ye)處理(li)的關(guan)鍵技術。首先采用干掃工序對豬糞(fen)進(jin)行(xing)預(yu)處置，干糞(fen)進(jin)入發(fa)酵處理(li)單元進(jin)行(xing)發(fa)酵制肥，液(ye)體部分則進(jin)入UASB反應(ying)器(qi)，產出沼氣后(hou)再進(jin)行(xing)SBR好氧處理(li)，使(shi)出水達標。
③一體(ti)化反應器(qi)
裝置的罐體(ti)材(cai)料(liao)采用柔性(xing)搪瓷或其他(ta)防腐(fu)形式預(yu)制鋼(gang)板，以栓接方式拼裝，栓接處(chu)加(jia)特制密 封材(cai)料(liao)防漏(lou)，此種(zhong)預(yu)制鋼(gang)板形成的保護層不僅(jin)能阻止(zhi)罐體(ti)腐(fu)蝕，而(er)且具(ju)有抗強(qiang)酸(suan)、強(qiang)堿的功能。一體(ti)化裝置具(ju)有如下(xia)優(you)點：建造周期(qi)短、耐腐(fu)蝕性(xing)強(qiang)、已建成的設(she)備可(ke)進行容積放大，從而(er)提高處(chu)理(li)量，使其投資少、投產快，可(ke)以拆(chai)卸并重新安裝在其他(ta)地(di)方。
4.2 工藝流程
豬場(chang)廢水處理流程(cheng)見圖(tu)1。
.jpg) |
4.3 應用實例
北京順義良山(shan)畜(chu)牧場(chang)以銷(xiao)售(shou)種豬(zhu)、育肥(fei)豬(zhu)為主，豬(zhu)場(chang)大(da)量高(gao)濃度廢(fei)(fei)水(shui)的(de)排放(fang)對(dui)周圍水(shui)環境造成嚴重的(de)污染，尤其是夏季廢(fei)(fei)水(shui)產生惡臭且到(dao)處(chu)飄散，廢(fei)(fei)水(shui)中(zhong)的(de)病原菌通(tong)過食物、飲用(yong)水(shui)危害居民(min)的(de)健康(kang)，亟需采取有力措施進行治理。
該豬(zhu)場按現(xian)存欄12000頭計算，產鮮(xian)豬(zhu)糞(fen)(fen)(fen)為49.5t/d，產尿為47.4m3/d，采用高架漏(lou)縫(feng)地板(ban)結(jie)構，其(qi)廢(fei)水(shui)集中排放。現(xian)采用人工清理豬(zhu)場70%的糞(fen)(fen)(fen)便，糞(fen)(fen)(fen)漿產量(liang)為120m3/d。根據(ju)測算，廢(fei)水(shui)中COD含(han)量(liang)約為18000mg/L，固體含(han)量(liang)約為4%～6%。
根據該豬場的(de)規(gui)模(mo)及排污情況，采用如(ru)圖2所示的(de)工藝(yi)流程。
.jpg) |
豬場(chang)廢水、廢渣中(zhong)含有大量的(de)有機(ji)物(wu)，易生物(wu)降解，可采用(yong)生物(wu)處(chu)理工藝。先(xian)用(yong)固(gu)液(ye)分(fen)離(li)技術將固(gu)體(ti)與液(ye)體(ti)物(wu)質分(fen)開，用(yong)厭氧(yang)工藝可去除(chu)分(fen)離(li)后(hou)(hou)液(ye)體(ti)中(zhong)80%以上的(de)有機(ji)物(wu)，且(qie)可回收沼氣作為可利用(yong)的(de)能(neng)源，同時沼液(ye)經(jing)好氧(yang)穩定后(hou)(hou)可施用(yong)于蔬菜地(di)、果園和農田，固(gu)液(ye)分(fen)離(li)后(hou)(hou)的(de)固(gu)體(ti)則經(jing)堆肥(fei)處(chu)置(zhi)后(hou)(hou)制(zhi)成有機(ji)肥(fei)出售。各主要處(chu)理構(gou)筑物(wu)對COD的(de)處(chu)理效(xiao)果見表1。
表1 各主(zhu)要處(chu)理(li)構筑物對COD的處(chu)理(li)效果
.jpg) |
該工(gong)(gong)藝(yi)的特點是將固液(ye)分(fen)離技術、厭氧(yang)工(gong)(gong)藝(yi)、好(hao)氧(yang)工(gong)(gong)藝(yi)及生物(wu)穩定塘工(gong)(gong)藝(yi)、好(hao)氧(yang)發酵(jiao)制肥技術等(deng)有機地組合在一起(qi)，實現(xian)了(le)養殖場糞污的高效處置和(he)廢(fei)物(wu)的綜合利用。
①廢物處置：通(tong)過將上述工藝組合(he)應用(yong)，使COD為(2～3)×104mg/L、SS為1×104mg/L的養豬場糞污經(jing)處理后(hou)，其出水(shui)達標排(pai)放(或部分回用(yong))，節約了豬場的自來(lai)水(shui)用(yong)量(1.5×104m3/a)。
②能(neng)源(yuan)回(hui)收：養(yang)豬場糞污(wu)經(jing)處理后產生(sheng)沼(zhao)氣(CH4含量達62%)為20×104m3/a，可供居民(min)或豬場作(zuo)燃料使用。
③綜合利(li)用(yong)：經(jing)綜合處理后(hou)比直接用(yong)作(zuo)肥料時的養(yang)分利(li)用(yong)率提高40%，生物能利(li)用(yong)率提高30%。
5 結語
在(zai)養殖業廢物處置(zhi)方面，國內主要是采用(yong)以沼(zhao)氣(qi)工程(cheng)為紐帶的多種(zhong)處置(zhi)與利用(yong)并行(xing)的方式，在(zai)技術水(shui)平上也有了(le)很大提高。由(you)實例分析表明，通過借鑒(jian)和(he)應用(yong)現(xian)有的治理技術，在(zai)一定(ding)程(cheng)度上進行(xing)科學組合(he)可以取(qu)得良好的環境效益、經濟效益和(he)社會效益。
