如何利用豬糞

【專家解說】：認真看一下吧~~ 提要 在國內(nèi)外豬場糞污處理工藝調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過對糞污粒徑分布、沉降性能和氣浮工藝適用性的試驗研究，確定了一種先進實用、可靠、易行的豬場糞污達標(biāo)排放的處理工藝。 關(guān)鍵詞 糞污處理 沉降性能 氣浮工藝 固液分離 厭氧消化 好氧處理 近10年來，我國城郊菜籃子工程飛速發(fā)展。規(guī)?；i場的數(shù)量和規(guī)模也在逐年增加。目前，全國生豬、家禽年產(chǎn)便總量高達5.8億t，糞水年排放總量高達60億t。然而，北京和上海市采用工程措施處理的糞水量，只占各自排放量的3%和4%。大量糞污對周圍環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。許多豬場臭氣熏天、蚊蠅成群，地下水的硝酸鹽嚴(yán)重超標(biāo)。少數(shù)地區(qū)傳染病與寄生蟲病流行。規(guī)?；i糞污污染已到非治理不可的地步。為此，“規(guī)?；i場污處理關(guān)鍵設(shè)備的研制”被列為國家“九五”重中之重的科研攻關(guān)項目。 一、國內(nèi)外豬場糞污處理工程概況 1、國外概況 1)小型豬場。有的采用各種節(jié)水措施，如日本和中國的臺灣、香港地區(qū)的木屑養(yǎng)豬場法——每日排泄的豬尿不斷被鋪在舍內(nèi)地面上由混有某些微生物的木屑層吸收、消化。每隔一段時間將其裝車外運作肥料，再換上新的木屑。有的將糞污經(jīng)固液分離后，糞渣堆漚作肥料。污水經(jīng)厭氧消化(即沼氣池)處理后，排至農(nóng)田、魚塘。最近日本開始采用膜分離技術(shù)進行處理。 2)中型豬場。以法國和德為代表的西歐各國的中型豬場都與種植業(yè)相配套。豬牛糞利用自動化程度較高的沼氣裝置處理后，貯存在數(shù)個500～1000 m3鋼制罐內(nèi)，待需要時用糞車運至農(nóng)田作肥料；產(chǎn)出的沼氣作本農(nóng)場的電力和熱源，從而成一個生物質(zhì)多層次利用的良性循環(huán)的生態(tài)農(nóng)場。 3)大型豬場。美國的一些大型豬場建在半沙漠地區(qū)的山坡上。平時，豬糞水順坡而下，等7～8 a后再將豬場移到它處。這樣既減少了糞污處理的大量費用，又改良了土壤、增加了肥力，也為今后種植農(nóng)作物打下了基礎(chǔ)。 發(fā)達國家的豬場對環(huán)保十分重視。各大型豬一般都采用了固液分離、厭氧消化(即沼氣發(fā)酵)和沉淀等工藝單元。由于科技的發(fā)展，每個單元均有創(chuàng)新。例如：大型沼氣裝置過去是大型鋼混結(jié)構(gòu)的紡綞形池，后發(fā)展為UASB(上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)技術(shù)的鋼混矩形池。近來澳大利亞又出現(xiàn)沒有頂蓋的采用特種膠布制成的三相分離器的UASB型池。在好氧工藝中，在傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣裝置上又發(fā)展了簡單實用的多種淺層射漢曝氣裝置。 為簡化工藝，提高懸浮物的去除率，澳大利亞一大型豬場污水處理工藝流程中，在糞水沉淀后立即采用添加一種高效絮凝的大型氣浮裝置，使出水的BOD降低到1800 mg/L(估計COD為3000 mg/L)，然后排放到牧草地作灌溉之用。 2、國內(nèi)概況 我國規(guī)?；i場90%以上沒有糞污處理工程設(shè)施，連簡單的固液分離機都沒有。在采用工程設(shè)施處理糞污的豬場中，為取得較好的經(jīng)濟效益，大多數(shù)是以能源與綜合利用為主要目的，即興建相應(yīng)的沼氣工程。沼氣用于集中供氣(少數(shù)發(fā)電)；沼液、沼渣用作農(nóng)田、菜地、果樹和經(jīng)濟作物的肥料以及牛和魚的飼料添加劑等。只有極少數(shù)是以環(huán)保為主要目的。其工藝流程與國外技術(shù)大致相同，即固液分離—厭氧消化—好氧處理—水生植物塘。有的工程為減少能源的消耗，降低運行費用，使厭氧消化的出水直接進入植物塘(坡、溝)進行處理后排放。例如：我院設(shè)計的上海嘉定種畜場和上海崇明江口鄉(xiāng)種畜的糞污處理工程，污水排放指標(biāo)均達到并低于上海市畜禽場污水排放標(biāo)準(zhǔn)：COD≤350 mg/L，BOD≤180 mg/L，NH3-N≤80 mg/L。 3、國內(nèi)外概況總結(jié) 1)國內(nèi)外對于大中型豬場糞污處理的方法，基本有二：一是綜合利用，二是污水達標(biāo)排放。有種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的農(nóng)場、村莊和廣闊土地的單位，采用“綜合利用”的方法是可行，也是生物質(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；反之，只有采用“污水達標(biāo)排放”的方法，才能確保養(yǎng)豬業(yè)長期穩(wěn)定的生存與發(fā)展。 2)對于豬場糞污，這種高濃度的有機廢水，必須采用厭氧消化(沼氣發(fā)酵)工藝，因為只有厭氧消化，才能針對可溶性有機物進行大量的去除(去除率可達85%～90%)，而且可殺死傳染病源，有利防疫。這是固液分離、沉淀和氣浮工藝不可取代的。如果采用好氧工芤將要比其消耗近10倍的電能，一次性投資雖然可節(jié)省20%，但長期的運行費用將是個沉重的負擔(dān)。 3)對于“污水達標(biāo)排放”的豬場，國內(nèi)外的糞水處理工藝大致相同。根據(jù)我們的實踐經(jīng)驗和對東南亞國家的考察，只要有一定的水面，應(yīng)盡量利用“水生植物塘”對污水進行深度處理，其效果十分有效，而且投資省，幾乎沒有能耗。如果水面足夠，可替代耗能大的好氧處理工藝；水面不夠也可作為好氧處理工藝的補充。 二、規(guī)?；i場糞水處理工藝的研究 1、豬場污水排放指標(biāo) 鑒于國家沒有對本行業(yè)制定具體的排放標(biāo)準(zhǔn)，故采用上海市大中型畜禽場糞水排放暫行規(guī)定(滬環(huán)保農(nóng)(1992)第101號)： 水源保護區(qū) 非水源保護區(qū) CODcr≤350 mg/L ≤400 mg/L BOD5≤180 mg/L ≤200 mg/L NH3-N≤80 mg/L ≤100 mg/L 2、豬場污水水質(zhì)的確定 規(guī)?；i場使用配合飼料的成年豬，每天每頭排有機物量為：COD含量，0.45 kg；DOD含量，0.11～0.18 kg；TS，0.44 kg；SS，0.35 kg；VS，0.33 kg。 目前，豬場有兩種清糞方式：一是水沖清糞方式，主要廣東等省；二是人工清糞為主、水沖為輔方式，主要在四川、湖北和湖南等，而且還有進一步擴大的趨勢。后一種方式是本項目研究的對象。 鑒于地區(qū)和氣候的不同，采用水沖方式的豬場，每頭豬的排污量分別為40，30和25 L/d。相對應(yīng)的萬頭豬排污量分別為200，125 m3/d。其糞水水質(zhì)見表1。 據(jù)我們在1996年底對四川、湖北兩省以人工清糞為主的豬場糞污排放情況的調(diào)查：豬糞尿的收集率為75%，每頭豬每天排污量為10 L，故該糞水中的有機物含量，與表1中“40 L/d”所列數(shù)值相當(dāng)。所以該項目豬場糞水水質(zhì)確定為該值。 由于各豬場的污水在排放時，先經(jīng)過原有的化糞池和排污溝再進入污水處理單元，因此在污水處理工程進入處實測的COD值一般只有6000～7000 mg/L。所以上述確定值，留有一定余量，作為本項目設(shè)計參數(shù)是可行的。 3、豬糞水粒度和沉降性能的測試 對鮮豬糞、水沖糞和人工清糞水進行測試，結(jié)果如下。 1)鮮豬糞含水率：70%左右。 2)豬糞顆粒粒度的分布見表2。 用40目的篩網(wǎng)進行篩分可將豬糞中82%—85%的顆粒去除，效果很好。 3)沉降性能測試。將篩分后的糞水經(jīng)15min的沉降，其COD去除率如表3。 雖然靜態(tài)試驗與動態(tài)試驗的結(jié)果有誤差，但結(jié)果表明，豬糞水特別是新鮮糞水的沉降性能很好。 4、豬糞水的氣浮試驗 為了驗證氣浮對糞水的處理效果，我們將豬場原糞水和經(jīng)厭氧處理后的上清液進行了氣浮試驗。其結(jié)果如下： 1)豬場原糞水不加藥氣浮試驗，COD去除率?10%。 2)厭氧出水不加藥氣浮試驗，其結(jié)果如表4。 3)原糞水加藥氣浮試驗，結(jié)果見表5。 可見，采用加藥氣浮法處理高濃度豬糞水效果較好，但處理成本高；不加藥氣法處理厭氧出水效果也不高，所以氣浮法在工藝中暫不予考慮。 5、豬糞水處理工藝流與參數(shù)的確定 1）工藝流程設(shè)計方案 根據(jù)上述試驗，以人工清糞方式的豬場糞水處理工藝流程如圖1所示。 2）工藝流程中各工序的參數(shù)設(shè)計 其中括號中的數(shù)值為去除率。 a. 原糞水水質(zhì) COD＝11 250 mg/L，BOD＝4 500 mg/L，SS＝8 750 mg/L。 b.原糞水經(jīng)固液分離和沉淀池后的水質(zhì) COD＝6 750 mg/L(40%)，BOD＝3 300 mg/L(25%)，SS＝4 800 mg/L(45%)。 c.上述污水再經(jīng)酸化調(diào)節(jié)池和厭氧池處理后的水質(zhì) COD＝1 000 mg/L(85%)，BOD＝330 mg/L(90%)，SS＝480 mg/L(90%)。厭氧池HRT＝3 d，酸化調(diào)節(jié)池HRT＝0.5，厭氧出水水質(zhì)與現(xiàn)有大型豬場污水處理工程厭氧出水水質(zhì)基本相同。 d.上述污水再經(jīng)SBR處理后的水質(zhì) COD＝350 mg/L(70%)，BOD＝70 mg/L(80%)，SS＝145 mg/L(79%)。SBR的停留時間為0.5 d。至此，處理后的污水已達到了所研究的技術(shù)指標(biāo)。如果再經(jīng)小面積的水生植物塘深度處理，其結(jié)果將會更佳。 e.如果其豬場周圍有一定的水面可供利用，則厭氧出水經(jīng)預(yù)曝氣池充氧后進入水生植物塘被過濾吸咐，也可達到排放指標(biāo)。經(jīng)計算，人工清糞的萬頭豬場，排污量為50 m3/d，只需0.5 hm2的水生植物塘。 三、結(jié)論 1)根據(jù)實驗和以往實際工程中的經(jīng)驗，新鮮的沖洗糞水的沉降性能很好。即使在北方豬場，污水在豬舍糞溝溝沉積7—10 d，其沉性也較好，但沉降時間大約要延長到2—3 h，近一半的SS和COD可被去除。所以，在該工藝流程中，固液分離和沉淀是必不可少的，也是一種省投資、去除效果好的辦法。 2)根據(jù)徐潔泉等同志的小試結(jié)果，采用UASB、UBF和折流式厭氧反應(yīng)器對豬糞水進行處理，對它們的有機物去除率進行比較。其結(jié)果表明：進水10 000 mg/L左右，在10，15和25℃發(fā)酵溫度下，有機負荷分別為2.29，2.59和5.59gCOD/(L·d)時，三種厭氧裝置差異很小，均在91%左右。由于折流式池的運行管理比UASB簡單，對高懸浮固體廢水的適應(yīng)必較強，沒有三相分離器，工程投資較省，所以選用折流式池型是可行的。 3)由于糞水處理量很小，只有50m3/d，所以好氧處理采用間歇序批式完全混合的活性污泥法較為適宜。這樣不僅節(jié)省基建投資，而且可在保證污水排放達標(biāo)的前提下，根據(jù)進水負荷的大小，調(diào)節(jié)曝氣時間，降低能耗。 4)由實際運行的效果來看，水生植物對糞水的深度處理十分有效。只要有足夠的水面，達到BOD≤50mg/L應(yīng)沒有問題。即使沒有足夠的水面，在地區(qū)，作為好氧處理工藝的補充也是值得的。 5)溶氣氣浮工藝處理豬場糞水的試驗結(jié)果表明，不加藥的有機物去 效果較差；加藥的有機物去效果較好，但處理成本較高(大約0.4元/m3)，豬場難以接受，而且氣浮也可采用共它工藝取代：所以在該工藝流程中不予采用。如果有低價高效的絮凝劑時，是否可取代厭氧節(jié)藝是今后進一步探討的課題。 總之，針對人工清糞方式的豬場糞水處理設(shè)計的該工藝流程方案，在目前情況下，是比較先進可靠、投資較省、運行管理方便的，是適合于我國國情的。 (本文來自：中國畜牧人論壇,http://www.xumuren.cn )