【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 源化成為擺在我們面前的主要問(wèn)題。 我國(guó)過(guò)去的農(nóng)區(qū)養(yǎng)殖業(yè)以農(nóng)家畜牧養(yǎng)殖為主，畜禽糞便的處理方式主要是回用農(nóng)田，在草原上則直接燃燒獲得能源。目前規(guī)模化 、集約化的商品養(yǎng)殖生產(chǎn)占主要地位，大中型養(yǎng)殖場(chǎng)主要分布在人口密集的沿海一帶。這些集約化養(yǎng)殖場(chǎng)，大多是水沖式清除畜禽糞便，產(chǎn)生了大量的固體廢棄物和有機(jī)廢水。一般畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)處理畜禽糞便時(shí)都要先進(jìn)行固液分離，然后再單獨(dú)對(duì)固體物質(zhì)和有機(jī)廢水進(jìn)行處理。這樣，集約化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的處理就包括了畜禽糞便處理和有機(jī)廢水的處理兩個(gè)方面。 集約化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的特點(diǎn)是含水量高、污染物質(zhì)多樣、惡臭，處理過(guò)程中 NH3 易揮發(fā)。針對(duì)這些特點(diǎn)，畜禽糞便的處理主要包括干燥處理、除臭處理及綜合處理等幾個(gè)方面?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外對(duì)于畜禽糞便的處理 方法以厭氧發(fā)酵居多，此種技術(shù)可以盡可能的將農(nóng)業(yè)三寶“沼氣、沼液、沼渣”得到充分利用，表41 為幾種厭氧發(fā)酵技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比及工程應(yīng)用情況，通過(guò)多種技術(shù)對(duì)比，本項(xiàng)目選用了 USR+PFR 兩級(jí)厭氧發(fā)酵作為整個(gè)處理工藝的主要處理單元。 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第四章 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)預(yù)測(cè) 10 表 41 各種厭氧消化工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表 厭氧消化工藝 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 工程應(yīng)用 塞流式反應(yīng)器（ PFR） ① 不需要攪拌，池形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低； ② 適用于高 SS廢水的處理，尤其適用于牛糞的厭氧處理，有較好的經(jīng)濟(jì)效益； ③ 運(yùn)行方便，故障少，穩(wěn)定性高。 ① 固體物容易沉淀于池底， 影響反應(yīng)器的有效體積，使 HRT 和 SRT 降低，效率較低； ② 需要固體物回流作為接種物； ③ 反應(yīng)器面積 /體積比較大，反應(yīng)器內(nèi)難以保持一致的溫度； ④ 易產(chǎn)生厚的結(jié)殼。 北京市大興區(qū)留民營(yíng)雞糞高溫沼氣工程；美國(guó)賓夕法尼亞州 Mason Dixon奶牛場(chǎng) 升流式固體反應(yīng)器（ USR） ① 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理效率高；② 適用于高懸浮固體原料的反應(yīng)器。 北京市大興區(qū)留民營(yíng)雞糞中溫沼氣工程；房山區(qū)琉璃河豬糞廢水沼氣發(fā)酵工程；房山區(qū)南韓和平縣沼氣工程 升流式厭氧污泥床（ UASB） ① 除三相分離器外，消化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有攪拌裝置及供微生物 附著的填料； ② 長(zhǎng)期使其達(dá)到了很高的負(fù)荷率； ③ 顆粒污泥的形成，使微生物天然固定化，改善了微生物的環(huán)境條件，增加了活性； ④出水的懸浮固體含量低。 ① 需要安裝三相分離器；② 進(jìn)水中只能含有低濃度的懸浮固體； ③ 需要有效的布水器使進(jìn)料均勻進(jìn)入消化器的底部； ④ 當(dāng)沖擊負(fù)荷或進(jìn)料中懸浮固體含量升高，以及遇到過(guò)量有毒物質(zhì)時(shí)，會(huì)引起污泥流失，影響處理水平。 北京啤酒廠廢水工藝的厭氧消化工程 污 泥 床 濾 器（ UBF） 將 UASB 與厭氧濾器合為一體，下部污泥床，上部纖維填料，處理效益較高 工程造價(jià)高。 北京順義肉聯(lián)廠屠宰廢水處理工藝 浮蓋式厭氧塘 ① 在美國(guó)有廣泛推廣應(yīng)用的潛力，特別是在美國(guó)的東南部和西南部，因?yàn)槟翀?chǎng)大都采用水力沖洗法收集糞污，再用厭氧塘處理它們； ② 浮蓋式厭氧塘的運(yùn)行管理較完全混合式沼氣池乘客單、直接； ③ 浮蓋式厭氧塘的基本投資也比完全混合式沼氣池和塞易污染地下水源。 美國(guó)農(nóng)場(chǎng) 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第四章 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)預(yù)測(cè) 11 流式沼氣池少。 市場(chǎng)預(yù)測(cè) 建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)和保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展早已被提上世界各國(guó)的發(fā)展日程。眾所周知，對(duì)于糞污這種高濃度有機(jī)廢物，必須采用高溫厭氧消化（沼氣發(fā)酵）工藝。因?yàn)橹挥懈邷貐捬跸拍茚槍?duì)可溶性有機(jī)物進(jìn)行大量的去除（去除率可達(dá)85%90%），而且可殺死傳染病毒和有害細(xì)菌，有利防疫。這是目前其他工藝不可取代的。 自 2021 年 1月 1日起，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》開(kāi)始施行。第十六條規(guī)定，國(guó)家鼓勵(lì)清潔、高效地開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)燃料，鼓勵(lì)發(fā)展能源作物。第二十四條規(guī)定，國(guó)家財(cái)政設(shè)立可再生能源發(fā)展專項(xiàng)資金，用于支持農(nóng)村、牧區(qū)生活用能的可再生能源利用項(xiàng)目。本項(xiàng)目建設(shè)完全符合國(guó)家再生能源法的指導(dǎo)思想，能夠?yàn)轫?xiàng)目周邊農(nóng)村帶來(lái)環(huán)保清潔的再生能源，同時(shí)也解決了集約化養(yǎng)殖所帶來(lái)的糞便污染。 有機(jī)肥料，是指經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵而加工生產(chǎn)的顆粒狀生物復(fù)合肥。這種新型肥 料的應(yīng)用推廣，不僅能夠提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性和節(jié)約用肥成本，而且對(duì)改良土壤、增加土壤透氣性和有機(jī)質(zhì)含量等都有良好的作用。同時(shí)這種新型肥料中主要是有機(jī)物質(zhì)，又經(jīng)過(guò)了微生物發(fā)酵，不污染生態(tài)環(huán)境，是生產(chǎn)“綠色食品”、“有機(jī)食品”的重要生態(tài)肥料。目前我國(guó)許多地方，特別是花卉、蔬菜種植中在重點(diǎn)推廣這類高新技術(shù)肥料。 我國(guó)開(kāi)發(fā)研究有機(jī)和無(wú)機(jī)復(fù)合專用肥起源于 70 年代初，當(dāng)時(shí)僅用腐植酸配合氮磷鉀肥進(jìn)行簡(jiǎn)單的混合后進(jìn)行施用，雖然也取得了較好的增產(chǎn)效果，并得到大面積推廣，但隨著農(nóng)業(yè)肥料科學(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，測(cè)土配方技 術(shù)的不斷成熟，生物有機(jī)全營(yíng)養(yǎng)復(fù)合專用肥的開(kāi)發(fā)研究和應(yīng)用就成為“有機(jī)農(nóng)業(yè)”的重要研究課題，并得到國(guó)家和政府的大力支持，使用這類有機(jī)專用肥，增產(chǎn)效果顯著。 多年來(lái)化學(xué)肥料的大量使用，確實(shí)給農(nóng)作物帶來(lái)不斷增產(chǎn)，多年豐收的巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但是長(zhǎng)期使用無(wú)機(jī)肥料的結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)逐年下降，不斷硬化板結(jié)，有益微生物菌群不斷衰退，土地綜合平衡指標(biāo)不斷下降，已嚴(yán)重的破壞了農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)環(huán)境，雖然每年農(nóng)田肥料投入不斷加大，但仍達(dá)不到相應(yīng)的增收效果，嚴(yán)重污染了環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品，影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第四章 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)預(yù)測(cè) 12 為了促進(jìn)人類賴以 生存的土地能夠持久良好的耕作，不斷地為人類提供優(yōu)質(zhì)無(wú)污染食物來(lái)源，因此保護(hù)耕地，促進(jìn)土壤生態(tài)良性循環(huán)和種地養(yǎng)地相結(jié)合，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的必由之路。在改良土壤措施中，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，是克服無(wú)機(jī)肥料長(zhǎng)期使用給土壤帶來(lái)不良影響的重要措施。走有機(jī)和無(wú)機(jī)相結(jié)合的改土養(yǎng)地道路，是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要手段。有機(jī)肥就是在這一改土方針指導(dǎo)下而產(chǎn)生的一種高新技術(shù)新型肥料。 據(jù)專業(yè)人士調(diào)查，我國(guó)縣級(jí)行政區(qū)域內(nèi)的耕地，有機(jī)肥平均施用量為 15 萬(wàn)噸 /（縣年）左右。全國(guó) 2021 多個(gè)縣，需用量應(yīng)在 3億多噸。市場(chǎng)空間非 常大。 特別是 類似本項(xiàng)目 5000 頭奶牛養(yǎng)殖規(guī)模的有機(jī)奶源基地建設(shè)需要配套有機(jī)飼草種植面積為 2021畝青貯玉米、 2021畝草苜蓿、 1000 畝的草，需要大量的有機(jī)肥還田以促進(jìn)飼草生長(zhǎng)，能夠就近解決大部分有機(jī)肥的出路問(wèn)題，從而循環(huán)發(fā)展創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第五章 項(xiàng)目建設(shè)方案 13 第五章 項(xiàng)目建設(shè)方案 工程技術(shù)方案 本項(xiàng)目采用兩級(jí)沼氣發(fā)酵，升流式固體反應(yīng)器（ USR） +塞流式反應(yīng)器（ PFR）。糞水混合物由調(diào)料室進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)后經(jīng)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)沉砂池，在計(jì)量加熱池中預(yù)加熱后，由進(jìn)料泵注入一級(jí)沼氣池，即升流式固體反應(yīng)器（ USR），所產(chǎn)生沼氣回收 經(jīng)脫水、脫硫處理后再利用，處理出水再進(jìn)入二級(jí)沼氣池，即塞流式反應(yīng)器（ PFR）進(jìn)行處理，之后經(jīng)固液分離裝置，所產(chǎn)沼液 可制成液肥施用于作物葉面，或 經(jīng)氧化塘強(qiáng)化處理后，用于 飼料基地 灌溉，而沼渣則運(yùn)到制肥廠制成有機(jī)綠肥，施于農(nóng)田 （草料） ，種植草料又可作為養(yǎng)殖場(chǎng)的飼料來(lái)源 ，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥 有機(jī)飼料 有機(jī)奶的 有機(jī) 食品 產(chǎn)業(yè)鏈 。 主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì) （ 1）該養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖規(guī)模 5000 頭優(yōu)質(zhì)奶牛，按平均每頭牛每天產(chǎn)鮮糞 30kg、產(chǎn)污水 100L 計(jì)算，則每天產(chǎn)鮮糞 150t，產(chǎn)污水 500t. （ 2）糞便收集采用干清糞工藝，尿液 及沖洗水則由尿溝收集至排污管道，必須將每天所產(chǎn)糞水當(dāng)天送達(dá)沼氣站現(xiàn)場(chǎng)，每天糞水總量控制在 650t 以下。 （ 3）牛糞干物質(zhì)總量（ TS） =150t 15%=。 （ 4）進(jìn)料濃度按 TS=5%計(jì)，每天沼氣池進(jìn)料量 =（ m3） . （ 5）為穩(wěn)定處理效果，進(jìn)行兩級(jí)厭氧消化，一級(jí)沼氣池采用升流式固體反應(yīng)器（ USR）工藝，發(fā)酵溫度為 35℃，沼氣池水力停留時(shí)間（ HRT）為 10d，固體停留時(shí)間（ SRT）約為 50d，總體積 =450m3 10=4500 m3。 （ 6）在主沼氣池后設(shè)二級(jí)沼氣池，二級(jí)沼氣 池采用塞流式工藝（ PFR），利用剩余溫度發(fā)酵， HRT=5d， SRT 約為 25d，總體積為 450m3 5=2250 m3。 （ 7）按 TS分解率 60%計(jì)每天產(chǎn)沼渣 （ 160%） =9t（ TS），按含水率60%計(jì)合濕沼渣 15t，每天可產(chǎn)沼液 45015=435t。 （ 8）按每 3kg 有機(jī)物（ TS）產(chǎn) 1 m3沼氣計(jì)算，每天可產(chǎn)沼氣 22500/3=7500m3。 （ 9）所產(chǎn)沼氣主要用于 供熱站 ， 部分 用于養(yǎng)殖區(qū)職工生活用燃料，貯氣柜體積約為產(chǎn)氣量的三分之一，即 7500m3 1/3=2500m3。 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第五章 項(xiàng)目建設(shè)方案 14 （ 10）沼氣池排泥 和出水首先需經(jīng)固液分離，如用砂濾床過(guò)濾，按每 m2 砂濾床每天干化 污泥計(jì)算，需砂濾床 9000/=18000m2，占地面積較大，可考慮使用固液分離裝置。 工藝流程設(shè)計(jì) 工藝流程如圖 51 所示。 工藝設(shè)施 （ 1）卸料臺(tái)：供運(yùn)糞車卸料用，與調(diào)料池相連。 （ 2）儲(chǔ)液池：儲(chǔ)存收集來(lái)的奶牛尿液及沖洗水 ，與調(diào)料池相連 。 （ 3）調(diào)料池：運(yùn)來(lái)的鮮牛糞加沖圈水調(diào)漿至 TS 濃度 5～ 6%，以便用泵輸送，采用污泥泵或攪拌泵輔以人工調(diào)料。 （ 4）隔柵：縫隙間距 3cm，用于攔截大型固體和長(zhǎng)纖維，以防堵塞水泵 及管道。 （ 5）調(diào)節(jié)沉沙池：存儲(chǔ)進(jìn)料及沉砂，兼有一定酸化作用。 （ 6）計(jì)量加熱池：計(jì)量并用蒸汽加熱進(jìn)料。與一級(jí)沼氣池靠近，設(shè)揚(yáng)程 15m無(wú)堵塞泵數(shù)臺(tái)給沼氣池進(jìn)料用。 （ 7）沼氣池（ USR 及 PFR）：用于沼氣發(fā)酵。采用水泥現(xiàn)場(chǎng)澆注或用柔性搪瓷鋼板構(gòu)件組裝，用聚氨酯或聚苯板保溫，外置彩色鋼板保護(hù)。 （ 9）出料沉淀池：暫時(shí)儲(chǔ)存出料，沉淀分離沼渣沼液。 （ 9）固液分離設(shè)備：分離沼渣、沼液。 （ 10）有機(jī)肥料堆曬加工車間。 （ 11）沼氣脫水、脫硫：脫除沼氣中的水分和 H2S，需建脫水、脫硫車間 （ 12）氣體流量計(jì)：分別計(jì) 量各沼氣池產(chǎn)氣量。 （ 13）儲(chǔ)氣柜：貯存沼氣，調(diào)節(jié)產(chǎn)氣用氣時(shí)間。 （ 14）生物塘及氧化塘：塘內(nèi)可種植水葫蘆、蘆葦?shù)戎参镞M(jìn)一步 處理 污水。 （ 15）其他附屬設(shè)施：加熱用鍋爐及污泥脫水設(shè)備等。 （ 16）控制及顯示設(shè)備等。 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第五章 項(xiàng)目建設(shè)方案 15 固液分離 卸料臺(tái) 調(diào)料池 沖洗水 格柵 運(yùn)渣車 調(diào)節(jié)沉砂池 計(jì)量加熱池 鍋爐 進(jìn)料泵 一級(jí)沼氣池（ USR） 二級(jí)沼氣池（ PFR） 出料池 氧化塘 沼渣 沼液 沼氣 氣水分離器 脫硫塔 氣量計(jì) 貯氣柜 取暖 飼料 制肥廠 有機(jī)綠肥 農(nóng)田灌溉或葉面施肥 儲(chǔ)液池 采暖 蒸汽 加壓泵 圖 51 集約化畜禽養(yǎng)殖廢物處理工藝流程示意圖 規(guī)模 化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水綜合治理項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 第五章 項(xiàng)目建設(shè)方案 16 項(xiàng)目主要技術(shù)特點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn) 項(xiàng)目主要技術(shù)特點(diǎn) 采用兩級(jí)沼氣發(fā)酵，升流式固體反應(yīng)器（ USR） +塞流式反應(yīng)器（ PFR），沼氣回收經(jīng) 脫水、脫硫處理后再利用，沼渣制有機(jī)綠肥，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下： （ 1）兩級(jí)沼氣發(fā)酵，且勻適用于高濃度 SS有機(jī)廢水，處理效果穩(wěn)定。 （ 2）沼氣后處理（脫水、脫硫）使其純度增加，熱能提高 ，將其用于供熱所需燃料，可保證高寒地區(qū)冬季沼氣池的正常運(yùn)行 。 （ 3）沼液 可制備成液肥 施用于 作物 葉面 ，或 經(jīng)人工強(qiáng)化處理（氧化塘）后，用于 農(nóng)田灌溉 與 養(yǎng)殖場(chǎng)沖洗。 （ 4）沼渣由有機(jī)肥加工廠深加工后施予農(nóng)田，達(dá)到廢物的無(wú)害化處理。 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn) 項(xiàng)目的實(shí)施為養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展提供 了 生態(tài)畜牧園區(qū)環(huán)境保護(hù)與廢物資源化模式與規(guī)模 化畜禽養(yǎng)殖污染綜 合防治工程的示范。畜禽糞便無(wú)害化處理技術(shù)的推廣和應(yīng)用，可有效縮短畜禽糞便的處理時(shí)間，降低畜禽糞便的處理成本，提供安全、高效的生物有機(jī)肥料。畜禽養(yǎng)殖污水的再利用技術(shù)的推廣和應(yīng)用，節(jié)約水資源，降低生產(chǎn)成本，消除畜禽養(yǎng)殖廢水產(chǎn)生的環(huán)境污染。通過(guò)無(wú)害化和資源化處理畜禽