豬糞尿處理與利用

1豬糞尿處理與利用養(yǎng)豬場污染源：水、空氣、噪音與動(dòng)物尸體等明瞭糞尿處理程序之目的善盡避免制造公害之職責(zé)有效利用資源

(anaerobicdigester)2一、環(huán)保法規(guī)表1.養(yǎng)豬場放流水標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)施期間BODCODSS________mg/L_______76-81年200-999頭規(guī)模400--4001000頭以上規(guī)模200--30082-86年10040020087年-92.11.258025015092.11.26以后806001503二、豬糞尿廢水之理化特性表2.豬糞尿排泄量

排糞量,kg體重,kg飲水量,L限食任食排尿量,L205.120.430.692.45405.580.710.932.65606.040.991.182.85806.501.261.423.051006.961.541.663.264表3.豬糞尿之理化性狀理化性狀糞尿pH6.507.30TS,g/L303.421.3VS,g/L261.911.0VS/TS,%86.351.9BOD,mg/L59,7585,093COD,mg/L209,15217,824SS,mg/L134,6402,100NH3-N,mg/L1,1204,768T-N,g/L30.76.4P2O5,g/L115.8--K2O,g/L23.9--5減廢方法1.改變喂飼方法：肉豬前期采任飼，后期采限飼，增重雖略緩，但可減少飼料浪費(fèi)、提高屠體質(zhì)量、減少排泄量。多段式飼糧較三段式者能減少N5%、P4%之排泄量。2.改變飼料配方：利用植酸酶能改進(jìn)P消化率與減少N排泄27%。使用合成胺基酸可減少豬糞2%蛋白質(zhì)及24%氮排泄。6減廢方法(續(xù))3.改進(jìn)現(xiàn)場設(shè)施與管理：改善豬舍屋頂及其周圍之雨水收集、排水系統(tǒng)，不使雨水混入處理系統(tǒng)；設(shè)法聚集飲水器之溢流水。日常管理作業(yè)，應(yīng)先盡量清除豬糞，再用水沖洗豬舍。4.改建豬舍：使豬糞尿先在豬舍內(nèi)分離，利用機(jī)械清除糞便，尿液因落差聚集于尿坑內(nèi)。7三、豬舍規(guī)劃與廢水處理民國67-81年間，豬糞尿僅需經(jīng)固液分離與水力停留時(shí)間(HRT)之厭氣發(fā)酵法處理，即可達(dá)畜牧業(yè)放流水標(biāo)準(zhǔn)。82-86年間，放流水標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)，則在固液分離與厭氣發(fā)酵法后，增加活性污泥法處理，可達(dá)放流水標(biāo)準(zhǔn)。自87年起，環(huán)保署再度提高放流水標(biāo)準(zhǔn)，需再增加處理步驟，始能達(dá)放流標(biāo)準(zhǔn)。除規(guī)劃新豬舍可通盤考慮糞尿收集與處理方式，以達(dá)省力方便、經(jīng)濟(jì)有效且能合乎環(huán)保要求之設(shè)計(jì)外，部分老舊豬舍改善程度較有限。8豬舍型式與糞尿收集A.平面豬舍：多以水泥或磚塊砌成者，需大量用水清除豬糞尿，廢水量龐大，后續(xù)處理較困難復(fù)雜?？上扔墒褂糜昴蚍譁显O(shè)計(jì)與避免飲水器之水溢流，以減少后續(xù)處理設(shè)施容積。9豬舍型式與糞尿收集(續(xù))B.高床豬舍：高床下糞尿坑上方適當(dāng)距離應(yīng)設(shè)置抽氣孔，以減少舍內(nèi)有害臭氣?？裳b設(shè)箱式?jīng)_水裝置或豬欄下方采斜溝及括糞板或輸送帶以清除糞尿，處理方式較簡易，但高床豬舍建造費(fèi)用較高。10豬舍型式與糞尿收集(續(xù))C.墊料豬舍(廄肥豬舍)：利用墊料與糞尿混合物制造堆肥。(廄肥豬舍肉豬欄)(廄肥豬舍分娩欄)11四、廢水處理法(一)物理處理法：篩除、沉砂、調(diào)整、混合、沉淀。(二)化學(xué)處理法：中和、吸附、離子交換、氧化還原、混凝。(三)生物處理法：厭氣、好氣；豬糞尿中之TS、VS皆可為微生物利用。二級(jí)處理：去除溶解有機(jī)物，如生物處理法。三級(jí)處理(高級(jí)處理)：脫氮、脫磷、脫色、脫臭。1.水生植物凈化處理法(浮萍類、滿江紅、布袋蓮、藻類等)。2.理化處理法：成本較高，(1)物理處理：薄膜處理(透析)、活性炭吸附、氣提法；(2)化學(xué)處理：離子交換、氧化作用、電解。

12五、三段式廢水處理程序主要包括固液分離及固形物制造堆肥、厭氣發(fā)酵、活性污泥或氧化渠法三項(xiàng)處理步驟。(開放式堆肥舍)(活性污泥池)(固液分離機(jī))(厭氣發(fā)酵槽)13(一)固液分離主要功能減少厭氣發(fā)酵產(chǎn)生之浮渣減少處理量固形物回收率高時(shí)，可減少糞尿廢水之BOD及SS負(fù)荷量，繼而縮減處理設(shè)施占地面積或規(guī)模。固液分離機(jī)有旋轉(zhuǎn)式、震蕩式、徑流式等機(jī)型，篩網(wǎng)孔隙為0.5mm(豬糞平均粒徑為665mm)。徑流式震蕩式14選用之固液分離機(jī)應(yīng)具下列特性1.單位時(shí)間內(nèi)作業(yè)量高。2.干物質(zhì)回收率高(徑流式固液分離機(jī)約可清除25%干物質(zhì))。3.分離后之固形物含水率低(一般為85%，配合擠壓機(jī)可降至70%以下)。4.所需動(dòng)力少。5.故障少。15(二)厭氣發(fā)酵厭氣發(fā)酵為在缺氧狀態(tài)下，微生物將構(gòu)造復(fù)雜之有機(jī)物分解為簡單物質(zhì)，并產(chǎn)生CH4、CO2等。此法處理豬糞尿廢水之優(yōu)點(diǎn)有：污泥產(chǎn)生量少可回收有用能源(沼氣)可承受較高之有機(jī)負(fù)荷處理后廢水穩(wěn)定性高發(fā)酵過程中微生物所需營養(yǎng)分少不需供氧可殺死寄生蟲卵及殺死或抑制病原體。缺點(diǎn)則有：受氣溫范圍限制、沼氣細(xì)菌生長緩慢、處理時(shí)間較長。16表4.各階段之豬糞尿理化性狀之處理效果階段COD,mg/LBOD,mg/LSS,mg/LNH3-N,mg/L透視度,cm原廢水10608461055902200.5固液分離8160330045501751.5初沉池24168002201404.0厭氣發(fā)酵280901401356.5放流水156501611215.017厭氣發(fā)酵可分成為：酸生成、甲烷化二主要階段。第一階段利用兼氣與厭氣菌將蛋白質(zhì)、醣類、脂肪轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸(乙酸、丙酸、丁酸等)、醇類及新菌體細(xì)胞。第二階段以絕對(duì)厭氧甲烷菌將有機(jī)酸、醇類轉(zhuǎn)變成CH4、CO2。影響厭氣發(fā)酵之因子有：溫度(中溫菌為主，重視溫度穩(wěn)定

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C)、pH、有毒物質(zhì)(重金屬、抗生素、消毒劑)、攪拌混合、污泥回流控制與沼氣產(chǎn)量等。

18覆皮式厭氣發(fā)酵槽之覆皮采用聯(lián)合工業(yè)研究所研發(fā)之紅泥膠皮(redmudplastic,RMP)為材料，其設(shè)計(jì)建造應(yīng)考慮：1.糞尿與水比例應(yīng)適當(dāng)(3:1)。2.設(shè)置沉砂池，流速15-30cm/秒，HRT30-60秒。3.發(fā)酵槽采前后槽設(shè)計(jì)；前槽為酸化期(HRT0.5-2日)，大部分為CO2，并無CH4，可直接排放。產(chǎn)生之污泥可抽取至沉淀槽或?yàn)V床。4.發(fā)酵槽后槽為甲烷化階段(HRT2-7日)，前槽之懸浮液溢流至后槽；宜分置多槽。5.采用恒壓裝置；不直接利用厭氣槽產(chǎn)生之CH4，將之經(jīng)簡易恒壓裝置導(dǎo)入沼氣儲(chǔ)存袋，保持厭氣槽覆皮一定程度隆起。19(三)活性污泥法活性污泥法(activatedsludgeprocess,ASP)利用好氣微生物吸附、分解、處理廢水中之可溶性及微小懸浮物質(zhì)等。活性污泥組成：由細(xì)菌類、真菌類、原生動(dòng)物與原蟲類等組合成之羽狀混合培養(yǎng)體。在氧化完全之

ASP時(shí)，原蟲類中之輪蟲為優(yōu)勢(shì)微生物，故可作為水質(zhì)穩(wěn)定之生物指標(biāo)?；钚晕勰嗵匦裕簭?qiáng)氧化力、吸附凝集、原生動(dòng)物捕食細(xì)菌、凈化水質(zhì)。20ASP系統(tǒng)含五項(xiàng)基本單元操作1.初沉池：廢水略經(jīng)沉淀，濾除部分非活性污泥，可避免影響曝氣池SV30沉降觀察正確性。2.曝氣池：HRT約1.5日，有效水容積約為一日廢水量之1.5倍。須有供氣裝置，以充分均勻混合廢水，不產(chǎn)生沉淀，提供微生物足量氧氣。因藉活性微生物(活性污泥)凈化處理廢水，池中必須保持一定量微生物，常以池中之MLSS

作為活性污泥量指標(biāo)。每日需測(cè)定一次

SV30，以估算

MLSS濃度。正常曝氣池水流均勻、水色呈淡褐色、泡沫稀少、有土臭或霉臭味、SV30為20-25%。

213.終沉池：主要功能為凝聚微生物繼而沉淀下降，以獲得干凈上澄液，故需足夠之HRT(至少3-4小時(shí))。為有利于污泥聚集，池下端應(yīng)建成角錐形，抽取之沉淀污泥回流至曝氣池。需設(shè)置擋流板(防止浮渣外溢)與溢流堰。4.回流污泥：為使曝氣池保持一定數(shù)量之混合液懸浮固體(即微生物)，需將終沉池之污泥抽回曝氣池。當(dāng)曝氣池之SV30(MLSS>2,500mg/L)大于25%時(shí)，終沉池沉淀污泥部分回流至曝氣池、部分舍棄。當(dāng)曝氣池SV30

小于20%(MLSS<2,000mg/L)時(shí)，終沉池沉淀污泥全部回流至曝氣池。ASP系統(tǒng)含五項(xiàng)基本單元操作(續(xù))225.排泥：曝氣池內(nèi)進(jìn)行生物氧化過程之微生物約將半數(shù)營養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)橘囈陨嬷芰?，另一半則用于繁殖新污泥，而增加曝氣池污泥量。為維持曝氣池內(nèi)微生物濃度不變，常將此污泥增殖量排除之。ASP系統(tǒng)含五項(xiàng)基本單元操作(續(xù))23六、堆肥制造新鮮豬糞含肥料三要素雖高，但有惡臭、病原菌、寄生蟲卵、雜草種子等，且運(yùn)送不便，直接施用于農(nóng)田時(shí)，其所含有機(jī)物經(jīng)自然界微生物分解作用會(huì)產(chǎn)生對(duì)作物之有害氣體、熱等。制造堆肥主要目的即為避免上述不良影響，進(jìn)行堆肥發(fā)酵，達(dá)到堆肥化或腐熟目的。影響堆肥制造過程中微生物活動(dòng)之主要因素為：溫度、水分、氧氣、pH、營養(yǎng)分等；制造堆肥時(shí)，應(yīng)將上述因素控制在正常狀態(tài)下，期使好氣微生物將豬糞尿分解發(fā)酵為簡單無機(jī)物(水、CO2、氮、硝酸等)、中間分解產(chǎn)物、菌體及代謝產(chǎn)物，而構(gòu)成腐熟物質(zhì)。

24制造過程主要分成二步驟：調(diào)節(jié)含水率(60-70%)堆積發(fā)酵堆肥發(fā)酵微生物活動(dòng)之溫度上限為65-80

C；當(dāng)豬糞中添加稻草等材料堆積發(fā)酵時(shí)，醣類最先被分解產(chǎn)熱，使堆積物溫度升高，一般微生物活動(dòng)轉(zhuǎn)弱，耐高溫之纖維分解菌開始活躍。以厭氣菌分解堆積有機(jī)物時(shí)，每日僅分解約0.2%，然好氣菌之分解力則為其10倍以上，故堆肥堆積應(yīng)有適當(dāng)送風(fēng)(均勻通氣50L/分/m3

堆肥容積)，且應(yīng)避免外壁散熱太快。堆肥過程25添加木屑或粗糠，具有改善豬糞尿半流動(dòng)狀態(tài)之物理性、消除惡臭、改善通氣與微生物生活環(huán)境、促進(jìn)堆肥化等優(yōu)點(diǎn)，但彼等因含不易分解之木質(zhì)素或纖維素，致延長堆肥分解時(shí)間。如添加易被分解且含高能量之物質(zhì)如油脂時(shí)，則可助長微生物繁殖，加速堆肥化。將已發(fā)酵完成之堆肥摻入新鮮豬糞中，亦有促進(jìn)堆肥化效果。良好之堆肥發(fā)酵條件尚須調(diào)整原料營養(yǎng)分；豬糞缺C，應(yīng)加粗糠、木屑、蔗渣等調(diào)整材，將C/N調(diào)整至20:1。制作堆肥時(shí)，適當(dāng)之堆肥堆積高度為1.5m。制作堆肥約需40-60日。

調(diào)整材及堆肥化26七、污泥收集與處理本項(xiàng)作業(yè)于廢水處理上為極重要之一環(huán)，其作業(yè)成本占總費(fèi)用25-50%。廢水處理系統(tǒng)應(yīng)于厭氣發(fā)酵槽前槽、好氣處理之終沉池裝設(shè)污泥馬達(dá)或污泥排出管，排出剩余污泥，以保持良好處理效率。若隨意排放污泥會(huì)造成二次公害，故需經(jīng)適當(dāng)處置；可設(shè)置污泥濃縮池、污泥曬干床或污泥脫水機(jī)予以處置之。

(污泥脫水機(jī))27表5.污泥成分分析

項(xiàng)目測(cè)定值總N,%3.65P,%8.81K,%0.32Ca,%10.63Mg,%1.82Zn,ppm1880Cu,ppm492C/N6.52pH6.7528附注1.BOD：于喜氣狀況下，微生物分解有機(jī)質(zhì)，至呈穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所需之總氧量，為有機(jī)物含量之指標(biāo)。BOD5為在20

C培養(yǎng)5天之滴定氧量，相當(dāng)于微生物消耗之碳源。UOD即為最終BOD，相當(dāng)于微生物消耗之碳源及氮源。2.COD：水或廢水中之有機(jī)物質(zhì)完全氧化成CO2

與H2O所需之氧氣量3.SS：懸浮顆粒>10-3

mm者，為廢水處理管制項(xiàng)目之一。4.HRT：水力停留時(shí)間，廢水停留于槽內(nèi)時(shí)間，即槽容積除以每日廢水量。295.MLSS：混合液懸浮固體，系活性污泥槽中所含之微生物量。6.SV30