【文章內(nèi)容簡介】 冬季夏季冬季夏季冬季夏季標準值17202．豬糞處理規(guī)模根據(jù)有關(guān)資料，成年畜禽的糞排泄量污染負荷如下：表35 成年豬糞便污染負荷表項目排泄量(㎏/d)BOD5SS濃度（mL/L）負荷量（g/d）濃度（mL/L）日負荷（g/d）豬糞～263000189216000648～2t/d，糞便經(jīng)厭氧發(fā)酵處理后全部送附近農(nóng)戶消納，用于農(nóng)田、果園施肥，這部分污染將全部消除。豬糞有機物含量較高，同時蛋白質(zhì)、粗脂肪等含量高，詳見表36。表36 豬糞成分名稱揮發(fā)性固體粗脂肪木質(zhì)素纖維素蛋白質(zhì)含氮量含碳量碳氮比豬糞%%%%%%%13:1新鮮豬糞平均含水率70%左右。1．廢水處理方法目前常用的畜禽廢水處理方式主要有三種模式，即還田模式、自然處理模式和工業(yè)化處理模式。1）還田模式畜禽糞便污水還田作肥料為傳統(tǒng)而經(jīng)濟有效的處置方法，可使畜禽糞尿不排往外界環(huán)境，達到污染物零排放。既可有效處置污染物，又能將其中有用的營養(yǎng)成分循環(huán)于土壤－植物生態(tài)系統(tǒng)中。該模式適用于遠離城市、土地寬廣且有足夠農(nóng)田消納糞便污水的地區(qū)，特別是種植常年需施肥作物的地區(qū)。還田模式主要優(yōu)點：（1）污染物零排放，最大限度實現(xiàn)資源化，可減少化肥施用量，提高土壤肥力；（2）投資省，能耗低，運轉(zhuǎn)費用低等。其存在的主要問題 ：（1）需要大量土地利用糞便污水，故其受條件所限而適應(yīng)性弱；（2）雨季及非用肥季節(jié)必須考慮糞便污水或沼液的出路；（3）存在著傳播畜禽疾病和人畜共患病的危險；（4）不合理的施用方式或連續(xù)過量施用會導(dǎo)致NO3－、P及重金屬沉積，成為地表水和地下水污染源之一。美國糞便污水還田前一般未經(jīng)專門厭氧消化裝置厭氧發(fā)酵，而是貯存一定時間后直接灌田。由于擔心傳播畜禽疾病和人畜共患病，畜禽糞便廢水經(jīng)過生物處理之后再適度應(yīng)用于農(nóng)田已成為新趨勢。德國等歐洲國家則將畜禽糞便污水經(jīng)過中溫或高溫厭氧消化后再進行還田利用，以達到殺滅寄生蟲卵和病原菌的目的。我國一般采用厭氧消化后再還田利用，可避免有機物濃度過高而引起的作物爛根和燒苗，同時經(jīng)過厭氧發(fā)酵可回收能源CH4，減少溫室氣體排放，且能殺滅部分寄生蟲卵和病原微生物。2）自然處理模式自然處理模式主要采用氧化塘、土地處理系統(tǒng)或人工濕地等自然處理系統(tǒng)對養(yǎng)殖場糞便污水進行處理，適用于距城市較遠、氣溫較高且土地寬廣有灘涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然處理系統(tǒng)，要求養(yǎng)殖場規(guī)模中等。自然處理模式主要優(yōu)點：（1）投資較省，能耗少，運行管理費用低；（2）污泥量少，不需要復(fù)雜的污泥處理系統(tǒng)；（3）地下式厭氧處理系統(tǒng)厭氧部分建于地下，基本無臭味；（4）便于管理，對周圍環(huán)境影響小且無噪音；（5）可回收能源CH4。其主要缺點：（1）土地占用量較大；（2）處理效果易受季節(jié)溫度變化的影響；（3）建于地下的厭氧系統(tǒng)出泥困難，且維修不便；（4）有污染地下水的可能。該模式在美國、澳大利亞和東南亞一些國家應(yīng)用較多，且國外一般未經(jīng)厭氧處理而直接進入氧化塘處理畜禽糞便污水，往往采用多級厭氧塘、兼性塘、好氧塘與水生植物塘，污水停留時間長（水力停留時間長達600d），占地面積大，多數(shù)情況下氧化塘只作為人工濕地的預(yù)處理單元。歐洲及美國較多采用人工濕地處理畜禽養(yǎng)殖廢水。3）工業(yè)化處理模式工業(yè)化處理模式包括厭氧處理、好氧處理以及厭氧－好氧處理等不同處理組合系統(tǒng)。對那些地處經(jīng)濟發(fā)達的大城市近郊、土地緊張且無足夠農(nóng)田消納糞便污水或進行自然處理的規(guī)模較大養(yǎng)殖場，采用工業(yè)化處理模式凈化處理畜禽糞便污水為宜。工業(yè)化處理模式主要優(yōu)點：（1）占地少；（2）適應(yīng)性廣，不受地理位置限制；（3）季節(jié)溫度變化的影響較小。其主要缺點：（1）投資大，能耗高，運轉(zhuǎn)費用高；（2）機械設(shè)備多，維護管理量大；（3）需專門技術(shù)人員管理。我國目前已有相當多的養(yǎng)殖場采用該模式處理糞便污水。畜禽養(yǎng)殖糞便污水厭氧處理工藝通常有完全混合式厭氧反應(yīng)器 、厭氧濾池 、厭氧擋板反應(yīng)器、厭氧復(fù)合反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床 和內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器等。畜禽養(yǎng)殖糞便污水含有高濃度的懸浮物和NH4+－N，影響了高效厭氧反應(yīng)器的效率?，F(xiàn)階段我國規(guī)模化養(yǎng)殖場大多建在距離大城市較遠的地區(qū)，飼養(yǎng)規(guī)模不大。因此糞便污水處理應(yīng)優(yōu)先考慮還田利用模式，剩余的再采用自然處理模式，即采用還田與自然處理相結(jié)合的綜合利用處理模式。綜合利用優(yōu)先、減量化、資源化、無害化和運行費用低廉化是養(yǎng)殖廢水處理的首要原則。目前國內(nèi)對畜禽養(yǎng)殖廢水的治理，均采用以生物法為主的處理工藝，包括好氧、厭氧、兼氧等處理系統(tǒng)。對養(yǎng)殖場周圍環(huán)境容量大，周圍有充足的農(nóng)田消納，或以生產(chǎn)沼氣能源為目的的畜禽養(yǎng)殖場糞污處理工程一般采用厭氧＋自然處理工藝。由于養(yǎng)殖業(yè)廢水屬于高有機物濃度、高N、P含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水。因此厭氧技術(shù)成為畜禽養(yǎng)殖場糞污處理中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。對于養(yǎng)殖場這種高濃度的有機廢水，采用厭氧消化工藝可在較低的運行成本下有效地去除大量的可溶性有機物，COD 去除率達85％~90%，而且能殺死傳染病菌，有利于養(yǎng)殖場的防疫。如果直接采用好氧工藝處理固液分離后的養(yǎng)殖業(yè)廢水，雖然一次性投資可節(jié)省20%，但由于其消耗的動力大，電力流水消耗是厭氧處理的10倍之多，因此長期的運行費用將給養(yǎng)殖場帶來沉重的經(jīng)濟負擔。日前用于處理養(yǎng)殖場糞污的厭氧工藝很多，其中較為常用的有：厭氧濾器（AF）、上流式厭氧污泥床(UASB）、復(fù)合厭氧反應(yīng)器（UASB+AF）、兩段厭氧消化法和升流式污泥床反應(yīng)器（USR）等。近年來，厭氧消化即沼氣發(fā)酵技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于養(yǎng)殖場廢物處理中，到2002年底我國畜禽養(yǎng)殖場大中型沼氣工程數(shù)量已經(jīng)達到2000余處，是世界上擁有沼氣裝置數(shù)量最多的國家之一。該技術(shù)為解決畜禽糞便污水的無害化和資源化問題的提供了最有效的技術(shù)方案。畜禽糞便和養(yǎng)殖場產(chǎn)生的廢水是有價值的資源，經(jīng)過厭氧消化處理既可以實現(xiàn)無害化，同時還可以回收沼氣，因此建設(shè)沼氣工程將是中小型養(yǎng)殖場糞便污水治理的最佳選擇。目前，厭氧處理畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水，沼液經(jīng)固液分離后用作有機肥料，沼液作為液態(tài)肥用于蔬菜、水果施灌或用作魚飼料，已被列入2008年國家鼓勵的環(huán)境保護技術(shù)名錄中。同好氧法相比，厭氧法在獲得同樣高的BOD5去除率條件下具有成本低，產(chǎn)生的淤泥少、穩(wěn)定、易脫水，占地面積小，操作方便，且產(chǎn)生的甲烷可作為燃料再利用的優(yōu)點。因此，本項目擬采用厭氧沼氣方法對養(yǎng)殖廢水進行處理。常用的厭氧處理工藝特點見表37。表 37 常用養(yǎng)豬廢水厭氧處理工藝比較工藝名稱有機負荷Kg[CODcr/m3d]COD去除率%優(yōu)缺點厭氧固定膜反應(yīng)器885~95間歇操作簡單，但當有機負荷率過大時，去除效果不很理想?yún)捬跣蚺椒磻?yīng)器（ASBR）340水力停留時間對系統(tǒng)性能影響較大膨脹顆粒污泥床（EGSB）反應(yīng)器1567容積負荷高，但池體高，運行維護難度相對較大升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器1~580去除率高，但單個UASB處理達不到養(yǎng)豬廢水排放標準，進水對SS要求較高；需安裝三相分離器，均勻的布水設(shè)施，需較高的管理水平。厭氧濾池（UBF）2~380～85耐沖擊負荷，濾料易堵塞，特別是SS含量較高的廢水；由于池內(nèi)安裝填料，工程造價較高。全混合厭氧反應(yīng)器（CSTR）～70～80池中只設(shè)攪拌設(shè)施，結(jié)構(gòu)簡單、適用于高懸浮物廢水，但負荷較低，體積較大，適用于有足夠土地的情況。推流式厭氧反應(yīng)器（PFR）～70～80結(jié)構(gòu)簡單，適用于高懸浮物廢水，不需攪拌，運行方便，能耗低，但固體物質(zhì)易沉于池底，影響反應(yīng)器容積，需固體和微生物回流作為接種物，沉淀物易產(chǎn)生厚的結(jié)垢。結(jié)合本項目，廢水的COD、BOD、SS含量較高，工藝宜選擇適應(yīng)高SS含量的厭氧處理工藝?？紴V到沼液、沼渣的綜合利用，殖場對污染治理系統(tǒng)的管理水平，結(jié)合本項目實際情況（養(yǎng)殖場周圍是果林、農(nóng)田種植基地，完全能夠消納養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞便污水）及《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ4972009）中推薦規(guī)模在2000頭（存欄）以下的宜采用還田模式的要求，本項目采用還田模式，選用全混合式厭氧反應(yīng)器（CSTR）作為厭氧沼氣主體工藝。2．糞便處理方法糞便經(jīng)干清糞收集后，通過人工轉(zhuǎn)運至干糞處理系統(tǒng)，由于干糞便中含有大量的有機物、氮、磷、寄生蟲卵、糞大腸桿菌，其中氮、磷均以有機態(tài)形式存在，若直接用于林場植物底肥，造成氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)不易被植物吸收，肥效利用率低下，病菌傳播。因此干糞必須采用一種既運行費用低，又能達到處理效果的工藝，本方案選擇發(fā)酵池對干糞進行處理。其原理在于干糞進入發(fā)酵池中，受厭氧、兼氧微生物作用，大分子有機物被分解，有機態(tài)氮經(jīng)氨化作用變成無機態(tài)氮，利用植物吸收，同時在厭氧環(huán)境中，絕大部分寄生蟲卵、糞大腸桿菌被滅絕。干糞發(fā)酵常用的方式有：常溫厭氧發(fā)酵、好氧高溫發(fā)酵等。好氧高溫發(fā)酵在有氧條件下，利用自然微生物將有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳與水。它的優(yōu)點在于：與厭氣池比較，好氣氧化池的體積僅為十分之一，處理過程與最終產(chǎn)物可以減少惡臭氣。缺點是：為了維持處理過程的有氧，需要通氣與增氧設(shè)備，此外，處理過程中，仍有大量的NH3揮發(fā)損失。常溫厭氧發(fā)酵是在厭氧條件下，將豬糞進行發(fā)酵，其優(yōu)點是在運行過程中無需增加設(shè)備，管理簡單，其缺點是體積大，基建費用較高，由于本項目施用經(jīng)發(fā)酵后的干糞為周期性的，需要一定容積對干糞進行貯存。因此本方案采用常溫厭氧發(fā)酵方式。養(yǎng)殖糞污處理工藝選擇應(yīng)遵循以下原則：，穩(wěn)妥可靠。要在前人不斷探索的基礎(chǔ)上，科學地加以總結(jié)，根據(jù)廢水的水質(zhì)特征，在穩(wěn)妥可靠的前提下，有針對性的采用目前先進、優(yōu)秀可靠、適用、高效節(jié)能、經(jīng)濟的處理工藝技術(shù)及設(shè)備。同時，考慮處理工藝的自動化控制水平。，土地資源十分寶貴，因此在選擇工藝時占地面積也是一項非常重要的指標。，要充分發(fā)揮投資效益，在能達到同樣效果的情況下，必須選擇最為經(jīng)濟的工藝技術(shù)方案。，與周邊環(huán)境相匹配。，運行費用低。，應(yīng)以糞污資源化和循環(huán)利用為基本立足點，按照廢物減量化、無害化、資源化的處理原則，選擇處理工藝。結(jié)合本項目廢水特點，綜合考慮廢水處理要求、一次性投資成本、運行費用及糞污的資源化和循環(huán)利用，經(jīng)過前面章節(jié)論述，確定本廢水處系統(tǒng)工藝，具體工藝流程圖見圖31。圖31廢水處系統(tǒng)工藝流程簡圖來自豬舍的養(yǎng)殖廢水及生活污水經(jīng)管道首先自流進入格柵渠，經(jīng)格柵（網(wǎng)）去除廢水中漂浮物及大顆粒固體雜物，采用人工清渣。然后廢水自流進入CSTR池（全混合厭氧反應(yīng)池），在厭氧微生物的作用下，CSTR池可以有效地降低廢水中的絕大部分有機污染物，同時產(chǎn)生沼氣。沼液進入沼液貯存池，隨后輸送到附近灌溉水池（田間池），作為液肥灌溉施用。CSTR池產(chǎn)生的沼氣的主要成份是甲烷，計算最大產(chǎn)氣量為15m3/d，平均產(chǎn)氣量以14m3/d計，作為燃料，也可作為飼料加工燃料以及豬舍的取暖用氣。由于沼氣中含有硫化氫等腐蝕性氣體及水汽，沼氣使用前配置相應(yīng)脫水、脫硫設(shè)施。CSTR池的沼渣通過定期打撈排出系統(tǒng)。來自格柵間的柵渣、沼液固液分離池的沼渣送至堆肥場，經(jīng)常溫厭氧發(fā)酵處理后制成農(nóng)肥。1．廢水處理系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)：設(shè)計水量：20m3/d主要構(gòu)筑物設(shè)計：1）格柵溝（渠）用于去除廢水中的大顆粒固體及漂浮物，本項目處理水量較小，內(nèi)置二級人工篩網(wǎng)，40目，采用人工定時除渣。設(shè)置一道格柵渠，工藝尺寸：LBH＝。2）CSTR池CSTR池（全混合厭氧反應(yīng)器）是一種適用于高懸浮物濃度、結(jié)構(gòu)簡單的厭氧反應(yīng)器。反應(yīng)器采用全封閉式鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)攪拌器。根據(jù)本項目設(shè)計廢水水質(zhì)，采取常溫發(fā)酵，設(shè)計停留時間HRT取10d，總有效容積200m3，原已有沼氣池80m3，需再建120m179。沼氣池，設(shè)計一座，工藝尺寸：φH＝。設(shè)備：潛水攪拌機1臺，其中，單臺功率N＝，池體上部各設(shè)收集氣系統(tǒng)各一套；排泥泵，1臺，Q=，H=10m，N=。CSTR池產(chǎn)生的沼渣、底泥定期清理。3）沼液池廢水經(jīng)CSTR池厭氧處理后，儲存于沼液儲存池中，考慮到澆灌的季節(jié)性、時間性問題以及果林和農(nóng)田的分布情況，沼液設(shè)計總停留時間為3個月，沼液存儲池總有效容積設(shè)計為1800m3。根據(jù)本項目養(yǎng)殖場原有設(shè)施和周邊用地實際情況，在保證沼液存儲池總有效容積的情況下，可分散建設(shè)。公司原有沼液池一座，有效容積為200m3。需新建沼液池一座，土石砌體結(jié)構(gòu)，有效容積為1600 m3，尺寸為：LBH＝，H＝，有效水深H＝，建于養(yǎng)殖場旁邊空地上。4）灌溉水池考慮到實際施肥情況，設(shè)計在周圍種植農(nóng)田和果園分散建設(shè)灌溉水池，將部分沼液用管道或糞車輸送儲存于灌溉水池中，方便農(nóng)業(yè)和種植施肥使用。根據(jù)周圍地形，設(shè)計灌溉水池6座，磚混結(jié)構(gòu)，容積20 m3，尺寸： ，采用1mm厚HDPE膜防滲處理，防止污染地下水源。配套修建管網(wǎng)約100m，DN100。2．沼氣處理系統(tǒng)CSTR池產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫水、脫硫后用于豬場燃料使用。本項目每天產(chǎn)生沼氣約14m3。（1）脫水沼氣脫水采用氣水分離器，最大處理能力4m3/h，氣水分離器采用不銹鋼絲網(wǎng)填料，進氣口流速15m/s，出氣口流速10m/s。（2）脫硫沼氣中含有少量的H2S氣體，對于本項目而言，～2g/m3（氣），需經(jīng)脫除后才能做燃料。本項目采用濕式脫硫法，設(shè)置脫硫設(shè)備一套。3．糞便處理系統(tǒng)糞便處理系統(tǒng)建設(shè)在養(yǎng)殖場外坡地上，對干清糞收集后的豬糞進行厭氧發(fā)酵。設(shè)計參數(shù)：含水率40～60%，發(fā)酵時間：30d，1座。設(shè)計工藝尺寸：LBH＝。主要工藝單元處理效率見表38。表38 主要工藝單元處理效率一覽表廢水處理單元CODCr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）NH3N（mg/L）豬尿及沖洗水264017001400260格