常见的养殖污水处理工艺有哪些
养殖场污水主要来源于畜禽舍冲洗用水、滴漏的饮水、降温用水以及养殖场生活污水等。冲洗用水量取决于清粪工艺,不同清粪工艺的冲洗用水量差别很大,因而养殖污水量差别也很大。对猪场而言,如果采用发酵床养猪生产工艺,生产过程中的冲洗用水量很少、甚至不用水冲洗,因此养殖污水量也很少甚至没有;但是如果采用水冲清粪工艺,畜禽排泄的粪尿全部依靠水冲洗进行收集,冲洗用水量大,污水量也很大。滴漏的饮水主要来自饮水器或饮水系统的接头,如果饮水器因为质量问题导致闭合不严或饮水系统的接头损坏或松动,则会有水不断滴漏,另外饮水器的安装高度不合适,在动物饮水过程中也会产生滴漏现象,这些滴漏的饮水也将混入粪污。降温用水是夏季特有的,养殖场采用的降温技术不同,其用水量不同,对养殖污水量的贡献也不相同,如果采用湿帘降温技术且使用水循环系统对湿帘未蒸发的水分进行收集和循环利用,则不会增加污水量,但是如果采用水管直接冲洗猪体的降温方式,大量的降温用水将直接进入污水系统,使养殖污水量增加,这种现象在夏季尤其突出。
养猪场废水处理工艺
刚排出的畜禽粪便含有 NH3、 H2S 和胺等有害气体, 在未能及时清除时臭味将成倍增加,恶臭气体将导致空气污浊,蚊蝇孳生。畜禽粪便的大量长期堆积使环境中有害病菌数量呈上升趋势。粪便堆放或流经的地点,有大量高浓度粪水渗入土壤, 可造成植物一时疯长, 或使植物根系受损伤, 乃至引起植物死亡。粪水渗入地下水, 会使地下水中硝态氮、 硬度和细菌总数都严重超标。据测定, 当畜禽x0d 粪水流入池塘而使水中氨含量达到或超过 02 mg/L时, 就会对鱼产生毒性。若流入饮用水水源, 则可成为疾病传播的源头, 将使畜禽抗病力和生产力降低。这不仅影响到畜禽自身生存、 生长与发展, 而且也污染环境, 危及人类身体健康。x0d畜禽粪便臭气的处理x0d1化学中和除臭法x0d 在畜禽舍垫料上撒一层过磷酸钙,过磷酸钙与粪中产生的氨气发生反应,生成无味的固体磷酸铵盐, 能减少粪便中氨气散发, 降低氨气浓度。可以利用过氧化氢、 高锰酸钾、 硫酸铜、 乙酸等具有抑臭作用的化学物质,通过杀菌消毒,抑制有害细菌的活动,达到抑制和降低畜禽舍内有害气体的产生。用4%硫酸铜和适量熟石灰混在垫料之中,或用 2%的苯甲酸、 2%乙酸喷洒垫料, 均可起到除臭作用。 在垫料中混入硫磺, 可使垫料的 pH 值小于 70。这样可抑制粪便中的氨气产生和散发,降低畜禽舍空气中氨气含量。x0d2酸化剂除臭法x0d 使用酸化剂能调节畜禽粪便中的氨, 在 pH=5 时猪粪中的氨挥发停止,酸化剂能中和畜禽粪便中的咸性物质。在堆肥中添加 20%的氧化钙能减少 10%的氨挥发。还有报道, 使用 11%的蔗糖能使猪粪 pH值降至 35, 氨的挥发减少了 98%。 在粪便中添加植物乳杆菌和葡萄糖复合能使猪粪的 pH 值从 8 降至6,氨的挥发减少 50%。 有研究表明, 铝盐添加后降低粪便中的 pH 值, 减少氨的挥发, 在禽类粪便中添加硫酸铝能减少 99%的氨挥发量。x0d畜禽粪便的再利用x0d1沼气化x0d 沼气工程是以减量化、 无害化、 资源化为目标,实行清洁生产, 集粪污处理、 沼气生产、 资源化利用为一体的系统工程。它由四个环节组成: 前处理、 厌氧消化、 后处理、 综合利用。经过处理后产生的沼气经脱水、 脱硫、 脱杂净化后可作为生产或生活用能。沼渣根据情况定期排出并可干化。经过发醇的沼渣可直接杀死病菌和寄生虫, 减少生物污泥量, 不会引发病虫害,可作为优质的有机肥使用。沼液中存在着许多氨离子和多种微生素,并含有吲哚乙酸和赤霉素等物质,能够杀菌并对有害病菌有抵制作用。试验表明, 沼液对蚜虫的杀死率为 9525%, 对红、 黄蜘蛛的杀死率为 9525%, 对其它青虫的杀死率为9940%。 因此, 沼液进入后处理系统, 可用为营养液喂猪或作为农田的液面有机肥使用。x0d2肥料化x0d 主要采用堆肥法。将畜禽粪便和垫草、 秸秆、 稻壳等固体有机废弃物按一定比例堆积起来,调节堆肥物料中的碳、 氮比, 控制适当水分、 温度、 氧气与酸碱度, 在微生物的作用下, 进行生物化学反应而将废弃物中复杂的不稳定的有机成分加以分解,并转化为简单的稳定的有机物质成分。随着堆肥温度的升高而杀灭堆肥物料中的病原菌、 虫卵和蛆蛹, 处理后的物料用于农田可改良土壤,提供作物养分。操作过程中注意以下方面: ①微生物菌种、 碳氮比、 pH 值、温度、 含水率、 通气、 腐熟度要合适。②堆肥制作有顶棚的堆积场舍最理想。如在户外露天堆积,则需有适当覆盖, 以防雨水冲刷。 另外, 必须考虑水分取得、翻堆空间、通风情形及肥水收集等问题。③堆肥化设备堆肥化设施大致可分为传统式 (野积式) 、 通气静堆式及槽式三类。前两者的区别在于堆肥化过程空气提供的方式不同,野积式只要由堆积体的表面或人工翻堆来提供好氧微生物所需的氧气,其效率较低; 槽式是一种堆肥化设备, 堆肥化过程的操作过程 (进出料的方式、 通气量等 ) 由设备主件来控制, 可算是半自动化生产设备(因整个生产流程尚需包括前段物料调整及后续腐熟等过程) 。考虑土地及二次污染等因素,槽式堆肥化设备应该是未来发展的趋势。好的堆肥对改善土壤结构、培肥地力起到重要作用。利用堆肥方法不但能处理畜禽粪便,也能处理其他有机废弃物,是一种集废弃物处理和资源化循环再利用于一体的好方法。x0d3饲料化x0d 畜禽粪便不仅是优质的有机肥料, 而且也是很好的畜禽饲料资源。特别是鸡粪中含有大量未消化的粗蛋白质、 B 族维生素、 矿物质元素、 粗脂肪和一定数量的碳水化合物, 可作为家禽和水产养殖饲料使用。但是畜禽粪便不仅含有很多水分, 而且还含有各种细菌, 这就需要经过高温高压、 热化、 灭菌和脱臭等过程, 将粪便制成粉状饲料添加剂, 只有经过加工处理后方可成为很好的饲料资源。畜禽粪便饲料化的方法主要有干燥法、 青贮法 (无氧发酵法 ) 、 有氧发酵法和分离法。x0d31干燥法x0d 干燥法是饲料化的常用处理方法,尤以鸡粪处理用的最多。干燥法以否加入人为动力可分为自然干燥法和人工干燥法。x0d32青贮法x0d青贮发酵是一种简便易行且经济效益较高的固体有机废弃物处理方法。可平衡全年的饲料供应。x0d33有氧发酵x0d 该方法投资少,改变了粪便本身的许多特点, 产品可作为动物的饲料。在处理过程中需要充气、 加热、 干燥产品, 所以消耗大量的能源。x0d34分离法x0d 目前,许多牧场采用冲洗式的清洗系统 (尤其是猪场 ) , 收集的粪便大多是液体或半液体。若采用干燥法、 青贮法处理粪便, 消耗能源过大, 造成资源的浪费。分离法就是选用一定的冲洗速度, 将畜禽粪便中固体和液体分开, 可以获得满意的结果。
养猪场污水处理工艺方法:
1组合式稳定塘工艺
广东某规模化养猪场日产污水量500m3/d,采用新型厌氧-兼氧组合式稳定塘工艺,该工艺主体的组合式稳定塘设计成倒置截头圆锥型,由下向上设置3个微生物反应区,即厌氧反应区、兼氧反应区、好氧和藻类生长区。污水由下向底部均匀向上流动,污水在塘内的停留时间为12d。整个厌氧-兼氧-组合稳定塘出水CODcr 的质量浓度保持在3000mg/l,CODcr去除率一般为70%左右,而传统厌氧塘CODcr的去除率为50%左右,相比较起其处理效果得到显著提高,后续辅助好氧池采用活性污泥法,使CODcr等进一步降解,再利用高负荷氧化塘进行污水的硝化脱氮,最后通过藻类沉降塘及生物塘以达到出水水质要求。该工艺实际运行中CODcr平均去除率达9943%,BOD5平均去除率达998%,SS平均去除率为977%,NH3-N平均去除率为9345%。整个污水处理系统投资运行成本较低,运行期间只需一名运行管理人员,操作简单方便,其缺点是占地面积大,不适用于一些土地资源紧缺的地区。
2UASB+SBR工艺
罗庄区江泉生猪养殖场日处理污水300m3,采用上流式厌氧污泥床UASB反应器发酵工艺,产生沼气通过铺设管道供应给附近居民日常生活使用,使沼气得到充分利用,而所产生的沼渣通过好氧连续式生物堆肥发酵制成复合有机肥料投放市场,经济效益很好,沼液经过SBR池好氧处理后可进行农田灌溉,采用了钢筋混凝土结构使得总体投资成本提高,运行成本也较高,运行成本费用为29万元/年,即2648元/cm3,但其沼气和沼渣利用也带来可观的经济效益,年获利可达725万元,综合效益十分显著。
3ZWD新型沼气池+生物循环处理工艺
福建省农科院研制的ZWD型沼气池是全国最先设计应用的顶盖直管进料,无活动盖,侧面中层大出料口的水压式沼气池型,克服旧式的水压式沼气进出料难,占用有效建造容积等缺点,设计的沼气池占地面积小,结构简单,操做方便,提高了产气率,经过在几个养猪场试投入运行,效果显著,并以此为基础,建立生态牧场,在畜牧场内建立沼气有机废物循环利用系统,提高生物物质循环利用系数,使沼气、沼液、粪渣全部得到充分的利用,确保污水实现零排放,适用与中小型养猪场污水处理,目前在省内数十家养殖场广泛应用。
4酸化+高速滤池+生物氧化塘
北京市大兴区某猪场饲养生猪5000头,采用水冲清粪工艺,每日排污量为100-120t,设计通过自然沉淀法对猪粪污水先进行固液分离,沉淀固体经过调整水分,添加肥料成分,进行堆肥处理,液体部分通过一个调节酸化池和两个串联的高速生物滤池进行厌氧好氧生物处理,处理后的污水进入生物氧化塘进一步降解蓄存,进行农田灌溉。污水通过处理总降解率可达到930%-970%,COD浓度最低达77mg/L,可达到国家三级排放标准。
5凤眼莲生物系统处理工艺
深圳某养猪场年产猪肉10万头,每天排出粪水约1500m3,COD浓度在14000mg/l左右,污水经过前期的厌氧发酵后进入兼性氧化塘自然氧化后,进入水生生物处理系统,先经增氧氧化塘氧化,然后进入一级凤眼莲吸收塘,出水经过自然氧化塘氧化后进入二级凤眼莲吸收塘,再进入沙滤床流入氧化塘,达到净化废水的目的。整个系统停留时间为30d,后期处理COD平均为314mg/l,去除率达69%,总氮去除率达75%,当废水COD浓度≥800mg/l,总氮(T-N)≥600mg/l,溶解氧≤2mg/l时,凤眼莲不能生长,为防止总氮、溶解氧超标,应在该系统前部设置一个增氧氧化塘,增加溶解氧量,凤眼莲的培育受多种外界条件限制,气候、温度与污水进水水质的变化都会直接影响最后出水水质。所以工艺的关键部分在于凤眼莲的培植驯化。经过猪场实际运行表明,凤眼莲水生生物系统处理养猪场废水耗资少,并能有效去除有机物,较适用于我国的畜牧场污水处理。
6强化预处理+高效折流厌氧反应器+氧化塘
北京中联环工程股份有限公司研究采用的集约化猪场废弃物系统,改变传统的水冲洗清粪方式,利用重力引流清粪,节省大量水源(约50%),减少后续粪污处理工程,液体部分与猪舍冲洗水混合进入高效折流厌氧反应器(ABR)进行厌氧污水处理,通过一系列的实验,进水BOD3000mg/l,折流厌氧反应器的容积可达4-8kgCOD/d,污泥浓度20kg/m3。出水COD、BOD去除率在80%以上,选用氧化塘作为厌氧消化后续处理工艺,减少了工程投入,整个系统化处理实现猪场生产的“零污染”排放,而厌氧消化后处理工艺选择时应该猪场周边环境相适应的工艺。
7AOF工艺
由深圳某公司研发设计的AOF处理工艺,采用预处理、生物处理和精处理技术路线,使废水COD浓度由6000-15000mg/l降至100mg/l以下。工艺通过生物处理采用高效厌氧污泥池和高效好氧生物处理设备,最后经过精处理去除残留的污染物,使废水稳定达标排放,该项实用技术在深圳、北京等地的数家大型养猪场,均获得较好效果。
8多级酸化-人工湿地处理工艺
华南农业大学研究的畜禽舍粪便污水多级酸化与人工湿地串联处理工艺,粪便污水经固液分离后进入酸化池,进行酸化调节,然后进入四个串联人工湿地进行处理,最后通过净化池后,即可达标排放,通过该工艺的运行可使COD由1500m/L降至984m/L,BOD5由9000m/L降至494m/L,SS由18600m/L降至515m/L。硫化物由480m/L降至13m/L。整个工艺系统实现自流化,不需要动力,节省能源,减少了60%的运转费,且能有效的去除污水中的重金属。
9混凝-脱氨-好氧生化处理工艺
为了解决养猪场排放废水有机浓度高、氨氮浓度高、恶臭严重的问题,上海通过实验室模拟,通过实验室模拟试验,探讨了混凝-脱氨-好氧生化处理养猪场废水的工艺。养猪场废水经石灰乳混凝沉淀,可去除废水中的大部分胶体物质和悬浮物,同时可去除一部分难降解物质;经脱氨使废水中氨氮低于200mg/L,有利于后续生化的顺利进行。当生化池活性污泥浓度在3500~4500mg/L之间,CODCr容积负荷<30kg/(m3d),NH3-N容积负荷<022kg/(m3d)时,生化出水能够达到上海市提出的畜牧业排放标准。
10固液分离机处理工艺
福建省农科院地热所研制的FZ-12固液分离机,采用机械振动对养猪场粪污水进行固液分离,处理污水能力大于12 m3/h,TS,CODcr、BOD5去除率分别为626%、612%、575%,有效降低污水浓度,使污水的COD浓度降到4000mg/L左右,有利于后续厌氧发酵处理,粪渣可回收制作出售,经济效益可观,经机械分离固液分离后的污水再经过厌氧沼气发酵,产生的沼气作为小猪保温供热能源,而处理后排放污水可进行养鱼及农田灌溉,由于前处理采用了固液分离机,与传统养猪场污水处理相比,后期投资及运行费用大大减少,所以整体项目投资减少。该项固液分离机的设计已经获得国家专利。
11CFW型畜禽污水处理工艺
采用目前先进的UASB高效生物厌氧反应器和已有专利的一种改进的曝气生物滤池技术,运用于上海某养猪场,其圈养规模为6000头年,该工艺实际污水处理能力达400m3/d。畜类污水经固液分离去除大块杂物后进入无游离氧的UASB高效厌氧反应器,厌氧生物降解后再进入后续曝气生物滤池,池内装有由陶粒组成的填料,污水进入后进行曝气反应。经检测,出水中的CODcr≤250mg/l、BOD5≤1042mg/l,NH3-N≤858mg/l,整体工艺运行稳定,运行费用低,出水水质稳定,但由于采用的工艺和设备较先进和复杂,运行过程中管理较为重要,对管理人员的要求高。
目前国家对环境污染整治力度的不断增强,地方上也加强了畜牧业污水处理设施的建设,但往往因为运行费用过高而导致建成后就闲置不用,造成资源浪费环境污染问题却仍得不到妥善解决。针对这些问题,综合考虑养殖场的污染治理投资能力及地区区域特征,研究采用适合不同地区的经济高效污水处理工艺。除了以上一些目前国内应用较广泛的养猪场污水处理工艺外,国外目前也有许多研究较为成功的厌氧处理、好氧处理以及天然净化处理工艺,其中包括采用厌氧塘-兼性塘-好氧塘工艺,也有日本一猪场采用的中温甲烷发酵、稀释-淹没式滤池工艺,还有加拿大猪场采用的固液分离高效好氧反应器-曝气塘-灌溉工艺等。将污水处理工厂化和自然生物处理,好氧和厌氧处理进行有机组合以求达到最佳处理效果。