畜禽養(yǎng)殖場糞污的治理技術(shù)

1、畜禽養(yǎng)殖場糞污的治理技術(shù)1污染狀況近年來畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，并逐步形成系列化、專業(yè)化生產(chǎn)，與此同時也帶來了一系列的環(huán)境問題，如2000年北京市規(guī)?；B(yǎng)殖場產(chǎn)生的畜禽糞便為600×104t，加上集約化生產(chǎn)的沖洗水，廢水排放量達(dá)3000×104t/a。據(jù)監(jiān)測，養(yǎng)殖場廢水的COD超標(biāo)5060倍，BOD超標(biāo)7080倍，SS超標(biāo)1220倍，若未經(jīng)處理就地排放，則將在城市周圍形成嚴(yán)重的面源污染。在這種形勢下，國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)污染控制迫切需要經(jīng)濟實用的技術(shù)支持以使畜禽養(yǎng)殖場糞污向無害化、減量化、資源化方向發(fā)展。2污染控制2.1堆肥堆肥技術(shù)是在自然環(huán)境條件下將作物秸稈與養(yǎng)殖場糞便一起堆漚發(fā)酵以供

2、作物生長時利用。堆肥作為傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)經(jīng)過多年的改良，現(xiàn)正朝著機械化、商品化方向發(fā)展，設(shè)備效率也日益提高。2.2好氧處理曝氣20世紀(jì)70年代日本采用好氧間歇曝氣技術(shù)對養(yǎng)豬廢水進行了有效治理，并開發(fā)出一系列相關(guān)設(shè)備。近年來澳大利亞在傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣裝置上又開發(fā)出簡單實用的多種淺層射流曝氣裝置?？傮w而言，養(yǎng)殖業(yè)污染控制領(lǐng)域中的好氧技術(shù)正朝著高效、實用、經(jīng)濟、操作簡便的方向發(fā)展。接觸氧化接觸氧化技術(shù)早已被用來處理各種不同濃度的有機污水，其本質(zhì)是利用填料上的微生物對有 機物進行氧化分解，從而實現(xiàn)對污水的凈化。英國近年采用接觸氧化技術(shù)對豬糞漿進行了處理，并開發(fā)出結(jié)構(gòu)和性能很好的新型填料，其對COD的去除

3、率達(dá)90%以上，對BOD也有較高的去除效果。SBR序批式活性污泥法是基于傳統(tǒng)的FillDraw系統(tǒng)改進并發(fā)展起來的一種間歇式活性污泥工藝，近年來引起許多學(xué)者的高度重視，現(xiàn)已被廣泛用于城市污水、食品加工廢水等的處理。試驗結(jié)果表明，豬糞水經(jīng)過固液分離、厭氧消化兩級處理后進入SBR好氧系統(tǒng)，其對COD的去除率可達(dá)70%，對BOD的去除率可達(dá)80%以上，出水可達(dá)標(biāo)排放。2.3厭氧處理目前用于處理養(yǎng)殖業(yè)糞污的厭氧工藝很多，其中較為常用的有以下幾種：厭氧濾器(AF)1969年由Young和McCarty首先提出，1972年國外開始在生產(chǎn)上應(yīng)用。我國于20世紀(jì)70年代末期開始引進并進行了改進，其沼氣產(chǎn)率可達(dá)

4、3.4m3/(m3·d)，甲烷含量可達(dá)65%。上流式厭氧污泥床(UASB)1974年由荷蘭著名學(xué)者Lettinga等提出，1977年在國外投入使用。1983年北京市環(huán)境保護科 學(xué)研究所與國內(nèi)其他單位進行了合作研究，并對有關(guān)技術(shù)指標(biāo)進行了改進，其對有機污水COD的去除率可達(dá)90%以上。污泥床濾器(UBF)是UASB和AF的結(jié)合，具有水力停留時間短、產(chǎn)氣率高、對COD去除率高等優(yōu)點。兩段厭氧消化1971年由Ghosh 提出，把沼氣發(fā)酵過程分為酸化和甲烷化兩個階段，并分別在兩個消化器內(nèi)進行。其特點在于消化器內(nèi)可滯留大量厭氧活性污泥(具有極好的沉降性能和生物活性)，提高了消化器內(nèi)的負(fù)荷和產(chǎn)氣

5、率。升流式污泥床反應(yīng)器(USR)是厭氧消化器的一種，具有效率高、工藝簡單等優(yōu)點，目前已常被用于豬、雞糞廢水的處置，其裝置產(chǎn)氣率可達(dá)4m3/(m3·d)，COD去除率達(dá)80%以上。2.4厭氧好氧組合欲實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)糞污的徹底處置，單憑厭氧工藝尚不能達(dá)到對廢物的達(dá)標(biāo)排放和利用要求，必須進行深度處理或后續(xù)處置，這就需要將好氧與厭氧工藝結(jié)合在一起使用，國內(nèi)一些養(yǎng)殖場已開始注意到這兩種工藝結(jié)合的優(yōu)越性。3存在的問題然國內(nèi)已有部分養(yǎng)殖場開展了畜禽糞污的治理工作，但目前在技術(shù)上存在如下問題：治理技術(shù)單一、落后或組合不合理；糞便利用率低，只注重單一的能源回收、不能兼顧資源和環(huán)境的綜合效益；管理模式落后。

6、由此可見，單一的環(huán)保技術(shù)已不能有效解決養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)境污染問題，需要綜合考慮能源與資源最大程度的利用。 4豬場糞污治理成套工藝針對當(dāng)前豬場糞污處理領(lǐng)域存在的問題，北京市環(huán)科院經(jīng)優(yōu)化、組合自行開發(fā)出一套養(yǎng)殖業(yè)污染的控制技術(shù)。該技術(shù)已在北京市的幾個養(yǎng)豬場得到應(yīng)用，并取得了較好的環(huán)境、經(jīng)濟與社會效益。4.1技術(shù)構(gòu)成豬糞堆肥發(fā)酵以豬糞為主要原料，采用好氧堆肥方式，用有機物分解率高、堆肥周期短的高效滾筒臥式發(fā)酵裝置進行發(fā)酵(周期為57d)。經(jīng)過高溫好氧發(fā)酵，豬糞成為性狀良好的腐殖顆粒有機肥。根據(jù)不同農(nóng)肥的N、P、K等含量標(biāo)準(zhǔn)添加原料，通過粉碎、攪拌后進入造粒裝置，成型后經(jīng)干燥、篩分成為有機復(fù)合肥，包裝后可入

7、庫或出售。污水處理將UASB和SBR組合工藝作為豬糞廢液處理的關(guān)鍵技術(shù)。首先采用干掃工序?qū)ωi糞進行預(yù)處置，干糞進入發(fā)酵處理單元進行發(fā)酵制肥，液體部分則進入UASB反應(yīng)器，產(chǎn)出沼氣后再進行SBR好氧處理，使出水達(dá)標(biāo)。一體化反應(yīng)器裝置的罐體材料采用柔性搪瓷或其他防腐形式預(yù)制鋼板，以栓接方式拼裝，栓接處加特制密 封材料防漏，此種預(yù)制鋼板形成的保護層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗強酸、強堿的功能。一體化裝置具有如下優(yōu)點：建造周期短、耐腐蝕性強、已建成的設(shè)備可進行容積放大，從而提高處理量，使其投資少、投產(chǎn)快，可以拆卸并重新安裝在其他地方。4.2工藝流程豬場廢水處理流程見圖1。4.3應(yīng)用實例北京順義良山畜

8、牧場以銷售種豬、育肥豬為主，豬場大量高濃度廢水的排放對周圍水環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，尤其是夏季廢水產(chǎn)生惡臭且到處飄散，廢水中的病原菌通過食物、飲用水危害居民的健康，亟需采取有力措施進行治理。該豬場按現(xiàn)存欄12000頭計算，產(chǎn)鮮豬糞為49.5t/d，產(chǎn)尿為47.4m3/d，采用高架漏縫地板結(jié)構(gòu)，其廢水集中排放?，F(xiàn)采用人工清理豬場70%的糞便，糞漿產(chǎn)量為120m3/d。根據(jù)測算，廢水中COD含量約為18000mg/L，固體含量約為4%6%。根據(jù)該豬場的規(guī)模及排污情況，采用如圖2所示的工藝流程。豬場廢水、廢渣中含有大量的有機物，易生物降解，可采用生物處理工藝。先用固液分離技術(shù)將固體與液體物質(zhì)分開，用厭氧

9、工藝可去除分離后液體中80%以上的有機物，且可回收沼氣作為可利用的能源，同時沼液經(jīng)好氧穩(wěn)定后可施用于蔬菜地、果園和農(nóng)田，固液分離后的固體則經(jīng)堆肥處置后制成有機肥出售。各主要處理構(gòu)筑物對COD的處理效果見表1。表1各主要處理構(gòu)筑物對COD的處理效果名稱進水COD(mg/L)出 水COD(mg/L)COD去除率(%)固液分離器180001260030調(diào)節(jié)池12600UASB12600126090SBR126025280氧化塘2526080該工藝的特點是將固液分離技術(shù)、厭氧工藝、好氧工藝及生物穩(wěn)定塘工藝、好氧發(fā)酵制肥技術(shù)等有機地組合在一起，實現(xiàn)了養(yǎng)殖場糞污的高效處置和廢物的綜合利用。廢物處置：通過將

10、上述工藝組合應(yīng)用，使COD為(23)×104mg/L、SS為1×104mg/L的養(yǎng)豬場糞污經(jīng)處理后，其出水達(dá)標(biāo)排放(或部分回用)，節(jié)約了豬場的自來水用量(1.5×104m3/a)。能源回收：養(yǎng)豬場糞污經(jīng)處理后產(chǎn)生沼氣(CH4含量達(dá)62%)為20×104m3/a，可供居民或豬場作燃料使用。綜合利用：經(jīng)綜合處理后比直接用作肥料時的養(yǎng)分利用率提高40%，生物能利用率提高30%。5結(jié)語在養(yǎng)殖業(yè)廢物處置方面，國內(nèi)主要是采用以沼氣工程為紐帶的多種處置與利用并行的方式，在技術(shù)水平上也有了很大提高。由實例分析表明，通過借鑒和應(yīng)用現(xiàn)有的治理技術(shù)，在一定程度上進行科學(xué)組合可

11、以取得良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理方法1 畜禽養(yǎng)殖廢水對環(huán)境的危害規(guī)?；B(yǎng)殖場每天排放的廢水量大、集中，并且廢水中含有大量污染物，如重金屬、殘留的獸藥和大量的病原體等，因此如不經(jīng)過處理就排放于環(huán)境或直接農(nóng)用，將會造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴(yán)重污染。1.1 對水體的污染養(yǎng)殖業(yè)廢水屬于富含大量病原體的高濃度有機廢水，直接排放進入水體或存放地點不合適，受雨水沖洗進入水體，將可能造成地表水或地下水水質(zhì)的嚴(yán)重惡化。由于畜禽糞尿的淋溶性很強，糞尿中的氮、磷及水溶性有機物等淋溶量很大，如不妥善處理，就會通過地表徑流和滲濾進入地下水層污染地下水。對地表水的影響則主要表現(xiàn)為，大量有機物質(zhì)

12、進入水體后，有機物的分解將大量消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)臭；當(dāng)水體中的溶解氧大幅度下降后，大量有機物質(zhì)可在厭氧條件下繼續(xù)分解，分解中將會產(chǎn)生甲烷、硫化氫等有毒氣體，導(dǎo)致水生生物大量死亡；廢水中的大量懸浮物可使水體渾濁，降低水中藻類的光合作用，限制水生生物的正?；顒?，使對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡，從而進一步加劇水體底部缺氧，使水體同化能力降低；氮、磷可使水體富營養(yǎng)化，富營養(yǎng)化的結(jié)果會使水體中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度過高，人畜若長期飲用會引起中毒，而一些有毒藻類的生長與大量繁殖會排放大量毒素于水體中，導(dǎo)致水生動物的大量死亡，從而嚴(yán)重地破壞了水體生態(tài)平衡；糞尿中的一些病菌、病毒等隨水流動可能導(dǎo)致

13、某些流行病的傳播等。 1.2 對農(nóng)田及作物的影響畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水中含有較多的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促進農(nóng)作物的生長。但如果未經(jīng)任何處理就直接、連續(xù)、過量的施用，則會給土壤和農(nóng)作物的生長造成不良的影響，如引起作物徒長、返青、倒伏，使產(chǎn)量大大降低，推遲成熟期，影響后續(xù)作物的生產(chǎn)等。廢水中的大量有機物質(zhì)在土壤中不斷累積，雖然可為土壤中棲居的小動物、昆蟲、真菌、細(xì)菌等提供營養(yǎng)物質(zhì)和適宜的環(huán)境，但也可導(dǎo)致一些病原菌大量孳生引起病蟲害的發(fā)生；此外，大量有機物的積累也會使土壤呈強還原性，而強還原性的條件不僅影響作物的根系生長，而且易使土壤中原本處于惰性狀態(tài)

14、的有害元素得到還原而釋放；大量無機鹽在土壤中的積聚則會引起作物的鹽害。 1.3 礦物元素和重金屬污染一方面，在畜禽飼料中大量添加的無機磷約75%為植酸磷，由于植酸磷不能被動物吸收利用而直接排出體外，引起污染。另一方面，各飼料廠和養(yǎng)殖場均普遍采用高銅、高鐵、高鋅等微量元素添加劑，由于這些金屬元素的吸收率和利用率都很低易隨糞便排出體外進入環(huán)境，已成為我國的一大環(huán)境公害。 1.4 殘留獸藥的污染在畜禽養(yǎng)殖過程中，為了防治畜禽的多發(fā)性疾病，常在飼料中添加抗菌素和其他藥物，這些藥物隨飼料進入動物消化道后，短時間內(nèi)進入動物血液循環(huán)，最終絕大多數(shù)的藥物經(jīng)腎臟過濾隨尿液排出體外，只有極少部分的藥物和抗菌素殘留

15、在動物體內(nèi)。大量研究表明，大多數(shù)飼料用抗菌素都有殘留，只是殘留量大小不同。隨著科技水平的不斷提高，人們發(fā)現(xiàn)抗生素作為飼料添加劑使用，對養(yǎng)殖環(huán)境已造成了嚴(yán)重的負(fù)面后果。首先，使畜禽體內(nèi)的耐藥病原菌或變異病原菌不斷產(chǎn)生并不斷向環(huán)境中排放；其次，畜禽不斷向環(huán)境中排泄這些抗生素或其代謝產(chǎn)物，使環(huán)境中的耐藥病原菌與變異病原菌不斷產(chǎn)生。這兩者反過來又刺激生產(chǎn)者增加用藥劑量、更新藥物品種，這就造成了“藥物污染環(huán)境耐藥或變異病原菌產(chǎn)生加大用藥劑量環(huán)境被進一步污染”的惡性循環(huán)。另外，畜禽產(chǎn)品中藥物殘留進入環(huán)境后，可能轉(zhuǎn)化為環(huán)境激素或環(huán)境激素的前體物，從而直接破壞生態(tài)平衡并威脅人類的身體健康。 1.5 微生物污染

16、畜禽體內(nèi)的微生物主要是通過消化道排出體外，通過養(yǎng)殖場廢物的排放進入環(huán)境從而造成嚴(yán)重的微生物污染。如果對這些糞污不進行無害化處理，大量的有害病菌一旦進入環(huán)境，不僅會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴(yán)重危害人體健康。 2 畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理的基本方法與步驟國內(nèi)外對規(guī)?；笄輬黾S水的處理方法主要有綜合利用和處理達(dá)標(biāo)排放兩大類。綜合利用是生物質(zhì)能多層次利用、建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)和保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的好途徑。但是，目前由于我國畜禽場飼養(yǎng)管理方式落后，加上綜合利用前厭氧處理的不到位，常使畜禽糞水在綜合利用的過程中產(chǎn)生許多問題，如廢水產(chǎn)生量大、成分復(fù)雜、處理后污染物濃度仍很高、所用稀釋水量多和受季節(jié)灌溉影響等。對于處理

17、達(dá)標(biāo)排放的來講，雖然國內(nèi)外所用的工藝流程大致相同，即固液分離-厭氧消化-好氧處理。但是，對于我國處于微利經(jīng)營的養(yǎng)殖行業(yè)來講，建設(shè)該類糞污處理設(shè)施所需的投資太大、運行費用過高。因此，探尋設(shè)施投資少、運行費用低和處理高效的養(yǎng)殖業(yè)糞污處理方法，已成為解決養(yǎng)殖業(yè)污染的關(guān)鍵所在。 2.1 固液分離無論畜禽養(yǎng)殖場廢水采用什么系統(tǒng)或綜合措施進行處理，都必須首先進行固液分離，這是一道必不可少的工藝環(huán)節(jié)，其重要性及意義主要在于：首先，一般養(yǎng)殖場排放出來的廢水中固體懸浮物含量很高，最高可達(dá)160000mg/L，相應(yīng)的有機物含量也很高，通過固液分離可使液體部分的污染物負(fù)荷量大大降低；其次，通過固液分離可防止較大的固

18、體物進入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，防止設(shè)備的堵塞損壞等。此外，在厭氧消化處理前進行固液分離也能增加厭氧消化運轉(zhuǎn)的可靠性，減小厭氧反應(yīng)器的尺寸及所需的停留時間，降低設(shè)施投資并提高COD的去除效率。固液分離技術(shù)一般包括：篩濾、離心、過濾、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。目前，我國已有成熟的固液分離技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備，其設(shè)備類型主要有篩網(wǎng)式、臥式離心機、壓濾機以及水力旋流器、旋轉(zhuǎn)錐形篩和離心盤式分離機等。 2.2 厭氧處理由于養(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

19、成本下有效地去除大量的可溶性有機物，COD去除率達(dá)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(fù)擔(dān)。目前用于處理養(yǎng)殖場糞污的厭氧工藝很多，其中較為常用的有以下幾種：厭氧濾器（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、復(fù)合厭氧反應(yīng)器（UASBAF）、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(dá)到2000余處，是世界上擁有沼氣裝置數(shù)量最多的國家之一。雖然，在我國的沼氣工程建設(shè)中也不乏失敗的例子，工程建設(shè)成功率僅為85%，但這一技術(shù)不失為解決畜禽糞便污水的無害化和資源化問題的最有效的技術(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和有機肥料，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。好氧處理是指利用好氧微生物處理養(yǎng)殖廢水的一種工藝。好氧生物處理法可分為天然好氧處理和人工好氧處理兩大類。 天然好氧生物處理法是利用天然的水體和土壤中的微生物來凈化廢水