基于厌氧处理的畜禽养殖废水处理与资源化利用

第8卷 第5期漯河职业技术学院学报

V o.l 8N o 5 2009年9月

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Sep .2009

收稿日期:2009-04-17

作者简介:孙小菊(1983-),女,漯河郾城人,漯河市环境信息宣传教育中心助工,从事环境保护宣传和教育工作。

基于厌氧处理的畜禽养殖废水处理与资源化利用

孙小菊1

,潘喜平

2

(1.漯河市环境信息宣传教育中心,河南漯河462000;

2.漯河市环境监测测站,河南漯河462000)

摘要:针对畜禽养殖业的污染现状,阐述了利用厌氧工艺处理畜禽养殖废水的减量化、无害化、资源

化途径,分析了系统的经济效益。

关键词:养殖废水,厌氧工艺处理,沼气,污染治理,资源化

中图分类号:X713 文献标识码:A 文章编号:1671-7864(2009)05-0004-02

20世纪90年代以来,随着养殖业的快速发展,规模化、集约化的养殖场和养殖小区不断增加,在解决了畜产品供给和带动农村经济发展的同时,也带来了日益严重的环境污染问题。由于畜禽的粪便和污水排放量剧增,加之农业上由传统的使用有机肥转向大量使用化学肥料,畜禽粪便利用率低,在合理发展规模养殖、调整养殖结构与布局的同时治理养殖污染,已成为制约畜牧业可持续发展的关键所在,也成为了人们普遍关注的社会问题。

1 畜禽养殖业的污染现状

畜禽饲养场就是一个污物排放场。以生猪养殖为例,1头猪每天排放的污水量相当于7人生活产生的废水,一个千头养猪场粪便量达2000吨/年以

上,排放废水(含冲洗废水)量3.2万m 3

/年。畜禽养殖污染主要在以下几个方面:

(1)污染空气。堆积的畜禽粪便在厌氧的环境条件下,可分解释放出氨气、硫化氢、甲基硫醇、三甲基胺等带有酸味、臭蛋味、鱼腥味的刺激性气味,对养殖场周边的大气环境造成严重污染,挥发到大气中的氨气还可引起酸雨。

(2)污染水体。畜禽养殖场未经处理的污水中含有大量污染物质,其污染负荷很高,这种高浓度有机废水直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库,使水体变黑发臭,大量的氮、磷等营养物是造成水体富营养化,导致鱼塘及河流丧失使用功能;养殖污水长时间渗入地下,使地下水中的硝酸盐含量增高,水质恶化,同时危及周边生活用水水质;高浓度污水还可

导致土壤孔隙堵塞,造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化,降低土壤质量,造成农作物减产和死亡。

(3)传播人畜共患病。因养殖场的粪便和污水随地堆积、任意排放,直排田间、河流,使得养殖场周围臭气冲天、蚊蝇成群。据统计,90余种人畜共患病是由畜禽粪便及排泄物为主要载体传染的。

2 利用厌氧工艺处理养殖废水流程及原理

2.1 养殖污染治理的根本途径

目前,国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径。对于我国处于微利经营的养殖行业来讲,建设该类粪污处理设施所需的投资太大、运行费用过高。因此,探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法,进行污染物的减量化、无害化、资源化处理与合理利用,已成为解决养殖业污染的关键所在。

实施养殖污染物的治理,第一步是要实行清洁生产,将猪粪和污水分开收集。改猪舍水冲式清粪方式为人工清粪为主、水冲为辅的清粪方式,从源头减少污染物的排放。这样不仅降低了污水处理难度,同时节省投资,减少1/3的用水量。

实施养殖污染物的治理,关键问题要实施废水的达标治理和资源化利用。养殖废水是污染源,同时也是可利用的资源,实现养殖废水的资源化利用,变废为宝,才是污染治理的良好途径。

目前养殖污染治理的核心工艺为:固液分离

第5期孙小菊等:基于厌氧处理的畜禽养殖废水处理与资源化利用5

水解酸化-厌氧消化 好氧生化 生化过滤四级处理过程,废水经过全过程处理后,可以按畜禽养殖业污染物排放标准!GB18596-2001标准实现达标排放,排放废水可以浇灌附近农田(满足∀农田灌溉水质标准#GB5084-92)。厌氧产生的沼气作燃料使用及综合利用,固液分离出的废弃物加工后成颗粒肥料,达标后排出水可作冲洗水回用及综合利用,整个过程既解决废水治理问题,又综合利用有用资源,具有良好的环境效益和经济效益。

2.2 养殖废水厌氧处理流程

猪场的污水处理工艺采用干粪铲除、固液分离、水解酸化、厌氧消化与好氧生化相结合的二级厌氧好氧生化处理。具体工艺流程为:冲洗污水、猪尿排入集水池,去除猪毛及颗粒杂物并经固液分离后的污水,进入太阳能水解池。通过兼氧微生物作用,将复杂有机污染物降解为简单有机物,同时在重力作用下污水再泵入厌氧罐UBF,厌氧发酵采用高效的厌氧反应器UBF在20∃-30∃近中温发酵,厌氧出水进入沉淀池进行沉淀分离,分离的污泥回流往集水池,与沉淀去除悬浮物质。经过水解液化的粪渣一并通过水力筛分离去除固形物作肥料。沉淀池上清液进入好氧化生化池作进一步处理,确保出水达到排放标准。厌氧发酵罐产生的沼气,经过脱硫净化后,进入贮气柜后,用作民用燃料或发电。

2.3 养殖废水厌氧处理设计

养殖废水水质和排放、利用标准见表1。

表1 废水水质和排放、利用标准 单位:m g/L 项目COD BOD5SS氨氮pH 进水水质6000400020001006-9

排放标准150********-9

水解酸化-厌氧消化 好氧生化处理过程: CODcr去除率98%以上;BOD5去除率以上98.5%;产气率0.45m3%kg/COD,外排放废水CODcr&120 m g/L,BOD5&60m g/L,SS&70m g/L,NH3-N10 m g/L。满足畜禽养殖业污染物排放标准! GB18596-2001标准排放和农田灌溉水质标准! GB5084-92,实现养殖废水的综合利用。

(1)沼渣制有机肥。通过固液分离机滤取的固态物,以及将沉淀调节池和沼气池污泥中分离的沼渣输入中温发酵塔,经发酵烘干后装袋,作为有机肥出售。

(2)沼气利用。养殖场污水经厌氧发酵后产生的沼气,通过沼气收集装置、脱硫装置、气水分离装置经输配系统供应,作为养殖场内生产或生活的补充能源,多余的气体用于发电。

(3)沼液还田灌溉利用。沼液富含氮、磷、钾速效有机肥。以沼气工程为纽带,结合农牧生产的资源综合利用和能源建设工程模式是我国应用广泛、生态经济效益显著的生态农业工程模式之一。

2.4 投资和效益

养殖废水厌氧处理主要投资为废水处理系统设施建设和设备投资。以一个存栏5000头的养殖废水处理系统而言,合计总投资约100万元左右。设施、设备见表2。

表2 设施、设备登记表

序号名称规格数量

1集水池30m31个

2酸化水解池30m31个

3UBF厌氧罐300m32个

4好氧池200m31个

5沉淀池15m31个

6沼气净化设备1套

7沼气发电机组2套

8储气柜300m31个

9潜污泵2台

10电器控制柜1台

项目运行后,吨废水运行费约为1.1元,沼气产量为250m3/d,年产沼气量10万m3年,固体有机肥0.15万吨,可实现新增收入20万元。如果沼气全部用于发电,可以实现养殖场的电力自给。投资回收期为5年,经济指标良好。

3 结论

发展的循环农业、养殖经济在本工程中,由于沼气厌氧技术在中间起纽带作用,因而形成了养殖业 能源 农业、种植业 经济收益 养殖业的良性循环。

利用厌氧工艺处理养殖废水,污水得到治理,减少了猪场附近的臭气,减少了污染,同时增加了收入,可以实现废水的稳定达标排放,处理后废水可以全部用于农田灌溉。如果沼气全部用于发电,可以实现养殖场的电力自给。污水处理投资回收期短,值得推广应用。

参考文献:

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[责任编辑 吴保奎]