畜禽养殖废水处理与利用技术

畜禽养殖废水处理与利用技术

一、基本原则

畜禽养殖废水既是严重的污染源,也是宝贵的资源,因此要按照减量化、无害化、资源化的处理原则,以环境质量为基准,从实际出发,合理规划、防治结合、综合管理。

1、减量化:猪场实行干清粪工艺,采取雨污分离、干湿分离等技术措施,保证固体粪便和雨水不进废水处理设施,从而大大降低污染负荷,有效削减污染总量。

2、无害化:建厌氧发酵池对粪污进行处理,在去除其中大部分有机质的同时,病毒菌杀灭率96%以上,出水无毒无味,达到粪便无害化卫生标准。

3、资源化:经过厌氧发酵后的沼液富含氮、磷、钾等营养物质,用于农田、鱼塘、果园等作肥料,节省农药和化肥,增产增收,达到变废为宝的目的,实现粪污资源化利用。

二、技术模式

畜禽养殖废水的处理首先应考虑种养结合,尽量做到污染物资源化利用。我国现阶段畜禽养殖场废水处理技术主要有三种处理模式,分别为“畜地平衡”模式、“达标排放”模式和“综合利用”模式。

1、畜地平衡技术模式

遵循生态学的原则,根据畜禽粪污排放量和作物生长需要,将畜禽养殖场产生的废水和粪便无害化处理后施用于农田、果园、菜园和花卉种植园,实现种养平衡。畜地平衡技术模式适用于远离城市、土地宽广、有足够的农田消纳养殖场粪污的地区,特别是种植常年施肥的作物,如蔬菜、花卉等经济类作物的地区。该模式主要适用于小型养殖场。

2、达标排放技术模式

在土地较少、环境容量较小的地区,通过对畜禽养殖废水进行厌氧和好养处理,达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)的相关规定。该模式是将畜禽养殖废水经固液分离后,进行厌氧发酵(沼气池)处理,使70%以上有机质得到降解,

厌氧发酵后的出水(俗称沼液、沼肥)经沉淀后再好氧处理,如活性污泥法、生物滤池等方法使出水达到排放标准。同时,对厌氧发酵过程中产生的沼气加以利用,用于养殖场生产和生活用地需要。该模式包括预处理、厌氧、沼气输配、沼液后处理等,经过多年攻关,成套技术日趋成熟,某些单项技术和指标已达到国际先进水平,一些专业设计、施工单位已建成大量成功的示范工程。达标排放技术模式适用于地处大城市近郊、经济发达、土地紧张、没有足够的农田来消纳粪污或进行自然处理的地区。该模式主要适用于大中型养殖场。

3、综合利用技术模式

遵循循环经济理念,通过对畜禽养殖废水的生物发酵处理,生产制备固体和液

体的有机肥料,净化后的水回用于场区冲洗圈舍和绿地灌溉,实现区域内的废弃物循环利用。综合利用技术模式适用于离城市较远、土地宽广、气候温和,有绿地、滩涂、荒地、林地可利用废水或对废水进行自然处理的地区。

三、各工艺单元技术要求

1、格栅

畜禽场废水中通常含有大量的残余饲料、粪渣及杂物等悬浮物,浓度非常高。这些悬浮物不仅可导致水泵、阀门等管道等机械设备损坏,而且可以导致管道堵塞、在厌氧器内发生淤积,减小有效容积,甚至严重影响后续处理工艺的处理效果。当废水中含有较多漂浮物时,需设置格栅,以去除废水中大的悬浮固体,达到去除杂质的目的。

2、固液分离

通过固液分离可将养殖废水中的大量悬浮物SS以及BOD5、COD等分离出来,

大大减轻废水的有机负荷,有利于缩短废水处理时间,减少粪污处理设施的投资费用,降低水处理设施的运行费用。目前,我国固液分离设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。固液分离机的选用应考虑被分离物料的性质、流量、脱水要求,经技术经济比较后确定,用于固液分离机处理的污水含水率一般不应小于98%。

3、调节池

厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,相对稳定的水质、水量是厌氧反应器稳定运行的保证,因此厌氧反应器前应设置适当尺寸的调节池。由于养殖场一般每天上下午各冲水一次,因而其最小容积宜为每日废水产生量的50%。且因养殖

废水中通常掺杂有较多的粪渣,因此调节池一般应设置去除浮渣装置和水下搅拌混合装置防止沉淀的发生。

4、厌氧处理

畜禽养殖废水属于高浓度有机废水,厌氧技术是养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术,经厌氧处理后废水中的COD去除率达70%至85%,且运行成本相对较低。废水经厌氧处理后既可以实现无害化,同时还可以回收沼气和有机肥料,是解决养殖废水无害化和资源化问题的最有效的技术方案,是规模化畜禽场粪便污水治理的最佳选择。目前用于畜禽养殖粪污处理的较为成熟的厌氧工艺主要有全混合厌氧反应器(CSTR)、升流式固体反应器(USR)、折流式反应器(ABR)、升流式厌氧污泥床(UASB)等。厌氧反应器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。CSTR、USR等适用于高悬浮物(SS)浓度的废水处理,适用于生猪粪污综合利用处理

工艺;UASB则要求进水的SS浓度较低,是粪污达标排放处理工艺推荐采用的厌氧反应器类型。ABR介于两者之间。

5、好氧处理

畜禽养殖废水中含有氮、磷浓度较高,一般应采用具有脱氮除磷功能的工艺,

如活性污泥法(SBR)、氧化沟等处理技术。本手册推荐采用稳定塘处理(包括好氧塘、兼性塘和水生植物塘等)、土地处理(包括慢速渗滤、快速渗滤、地面漫流)和人工湿地等自然生物处理。自然生物处理法基建费用低,动力消耗少,在一定条件下,该法配合污水灌溉可实现污水资源化利用。该法的缺点主要是占地面积大、处理效果易受季节影响、易影响环境卫生等。

6、消毒回用

由于畜禽养殖用水量较大,从节水减排的角度,积极鼓励废水的循环利用,例如处理出水经深度处理(砂滤、活性炭吸附等等)和消毒处理后,可考虑作为畜舍等的冲洗水源。根据《畜禽养殖污染防治技术规范》(HJ/T81)的有关规定,为防止产生氯代有机物或其他的二次污染物对环境及畜禽的影响,废水的消毒处理宜采用紫外线、臭氧、双氧水等非氯化消毒措施。

四、沼液的处置与利用

1、沼液的有效成分

畜禽养殖废水经过厌氧发酵后,排出的沼液养分浓度和一些有害物质浓度均比较高,且不同沼气池排出的沼液浓度差别很大,有的甚至相差几倍。一般发酵充分猪场沼液的有效成分可参照表3-1的数据。

2、沼液的使用方法

厌氧发酵产生的沼液是一种优质的有机肥料。经过充分发酵后的沼液可直接

存入贮粪池中用做洒施、喷施和浇施。沼液中含有三大类生物活性物质。第一类是氮、磷、钾等主要营养元素;第二类是钙、铁、铜、锌、锰、钼等多种作物生长所必需的微量元素,他们在浸种过程中可以渗透到种子细胞内,能够刺激种子发芽和生