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1、能源生态环保型猪场粪污处理模式的应用能源生态环保型猪场粪污处理模式的应用一、工程介绍 1饲养规模种猪场常年存栏生产母猪 3100 头，公猪 114 头，哺乳仔猪(28 天断奶)5210 头，保育仔猪(620kg) 7502 头，生长猪(20 一 50 kg) 9803 头，育成大猪(50 一 100 kg)7315 头。2废弃物排放量及废水水量、水质经过对种猪场“ href=“http:/ target=“_blank“猪场废弃物的长时间跟踪检测，彻底摸清了猪场污水排放量及特点，如表 1 所示。种猪场每天排放的鲜猪粪约 593 t，猪尿及冲洗水 2783t。此排污量已结合工程的特点及饲养工艺的
2、要求。进行了调整，进行清洁化生产。考虑到当地人力资源丰富和人工工资相对较低的实际情况，猪粪采用人工收集的方式，以减少冲洗水的使用量，其中用于防暑降温的清洁水进行回用，雨污分流，并按清洁化生产的要求，严格控制饲料中重金属等饲料添加剂的使用量，以减少对周围生态环境的影响。同时把场区内的所有生活污水接人污水处理站进行集中处理，结合生态牧业项目的要求，经处理后的水部份进行综合利用，其余经处理后全部达到国家规定的畜禽废水排放标准。废水在经过厌氧发酵的处理后，部分经发酵处理过的废水作为生态有机肥加以利用，在遇到用肥淡季或雨季，全部废水经进一步处理后，可以达到国家畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2
3、001)中所规定的标准。3工程设计规模每头猪每天排放的污染物按表 1 中数据计算，种猪场每天排放的鲜猪粪 59.3 t，猪尿及冲洗水 278.3 t，考虑到 10 的设计系数，该场的污水处理站处理规模为日处理猪粪污水 300 td-1，有机肥加工车问处理猪粪 40 td-1。经多次检测，猪场混合废水水质如表 2 所示。表 3、表 4 分别为工程的主要构筑物和主要设备。3 处理工艺流程工艺流程是设计指导思想的具体体现，也是整个工程成功与否的关键。本工程按生态理念为指导，注重资源综合开发利用和生态平衡，协调环境保护、资源利用之问的关系，形成生态上与经济上的两个良性循环，工艺流程见图l。污水通过沟管
4、由场区自流进入污水处理站，废水先经过格栅，去除废水中的稻草和大的悬浮物体，经沉砂井沉砂，去除废水中的砂，减少管道等的堵塞情况发生，废水自流进入集水池。考虑到猪场污水排放特点以及后续处理工艺的要求，集水池容积为 100 m。进入集水池的废水由泵泵入水力筛网，以进一步去除污水中的悬浮物和猪毛等杂物，水力筛网筛出的浮渣等集中进入集粪池，进行固体堆肥处理。经处理后的污水自流进入水解酸化池。水解酸化的作用不仅在于降解部分悬浮物质，将复杂的有机物转化为简单的有机物质，提高废水的可生化性能，同时也为后续好氧处理配水起到积极作用。水解酸化池容积为300 m。本工程采用改良型的 UASB 发酵工艺，总池容为 1
5、350 m ，分成独立的二格，便于后续管理运行，采用相互并联的方式，日处理水量约为 300 t，采用常温发酵(520cC，冬季采用增温的方式)。由于厌氧出水中污水的BODCOD 比值较小，仅为 026，不利于污水的进一步处理，必须进行调节。由酸化调节池中的一部份酸化污水进入配水池，以调节厌氧出水的 BODCOD 的比值。配水池容积为 150 m。好氧处理工艺采用 SBR 污水处理工艺，采用自动化管理。SBR 好氧处理池容积为 600 m 。在工程设计时采用了稳定塘工艺，主要考虑到可以防止环保突发事故的发生，设置稳定塘也可以减少好氧处理运行费用。稳定塘总面积为 19300 m2。畜牧场人工收集的
6、粪便由车运至集粪池，每天收集的猪粪约为 53 t，同时由水力筛网筛出的悬浮物约为每天 2 t，全部进入集粪池，集粪池容积为 100m3 。猪场“ href=“http:/ target=“_blank“猪场每天收集的粪便由集粪池进入固体废弃物有机肥堆场进行处理。 沼气作为清洁高效能源，热值约为 230103J m3，沼气必须加以完全利用，不允许向外排放而形成第二次污染。沼气主要用于场内生产区小锅炉、05 t 饲料加工蒸气锅炉的辅助能源、75 kW 双燃料发电机组发电及猪场仔猪舍等的增温，多层次、多角度利用沼气方式，从而避免了因季节变化可能引起的沼气外排现象。由于沼气中含有细小杂质及 H s 等
7、腐蚀性气体，沼气经气水分离器、脱硫净化塔、计量后进人 200 m。沼气贮气柜，为了防止回火，沼气在经过阻止回火器后供场内各用气单位使用。 由于污水处理工程处于坡地上，与有机肥使用基地之间存在高程差，为了减少工程投资，同时也考虑到使用有机肥的方便，本设计采用沟管自流的方式，把经厌氧发酵的有机肥自流进人各用肥单位。在用肥淡季，则可采用手扶拖拉机把有机肥运送到较远地区用肥的单位使用，以提高有机肥的使用比例，减少对好氧及稳定塘的压力，同时也能更有效的确保不产生突发性环保事故。 在用肥季节，有机肥的使用可结合农田灌溉同时进行，这样可大量节约灌溉用水，对有限的水资源也是一种很好的保护。猪场的废水经过厌氧发
8、酵后，可杀灭大量的病菌，特别对于大肠杆菌有很强的灭菌能力，厌氧出水作为有机肥使用，作物的病虫害发病率大幅下降，可减少农药的使用量。随着农药使用量的减少，不仅可减少农业的生产成本，同时对于环境也能起到一个很好的保护作用。整个污水处理工程的装机容量见表 5。整个污水处理站用电设备共计 13 台，总装机容量 2834 kW，常用容量为 512 kW，每天总耗电量为 9032 kWh。 5 工程设计特点 (1)可根据用肥季节，按需及时调整工艺路线，以达到资源综合利用、污染治理与生态环境保护的有机结合。 (2)采用多级自流，减少运行成本；厌氧池采用并联的方式设计成独立的两格，便于管理。 (3)污染治理采
9、用厌氧消化与 SBR 相结合工艺，设置中间水池，将厌氧出水与酸化集水池的水进行混合，提高 CN 后，有利于好氧反应。二、工程调试运行 污水处理工程自 2005 年 7 月建成后，进入工程调试阶段。 1 厌氧调试 厌氧工程调试利用在建设沼气工程时先期建成的 100 m。集水池进行菌种的富集工作。取正常发酵沼气池的污泥 10 t 加入集水池，随后每天加入 1 t 污水并每天搅拌 5 次，从外观和 pH 进行判断，如上部产生较多的细小白色气泡或污水经常上下翻动并 pH 正常，再根据需要每天加入污水。当工程建成时已培养了近 4 个月，将富集的厌氧菌直接泵入厌氧罐，再用清水把池内注满进入正常调试。污水进
10、水浓度由低到高，不必进行 COD 等检测，只要控制每天的进水量，从产气情况和 pH 进行简单判断就可，如产气正常，pH 在 7 左右，就可以加大进水，同时为了加快调试过程，采用循环泵进行间断回流，经 20 天后，基本达到满负荷状态，出水 COD 去除率达 70 以上。 2 SBR 池的调试 好氧工程调试时取城市污水处理厂含水率在 98左右的好氧污泥 30 t 进入 SBR 池，池内加满清水后开始曝气，加入污水量约为池容的 10 ，前三天进行闷曝，接着按设计流程时间进行进出水的控制。但加入的污水量不能在 30 分钟污泥沉降体积(sV)达到 15前全部进入，而根据池内 DO 与污泥沉降性能进行控制
11、。当 sV 达到 15后，就可以进行满负荷的运行，虽然前几天会出现污泥外流与出水水质不透明的情况，只要控制 DO 达到20 以上，以及污泥沉降性能较好即可，这样既可以让沉降性能不好的污泥自动外排，起到生物的自然淘汰，同时又可以快速增加污泥量，减少调试时间。经过近 25 天的调试，SBR 池就达到满负荷运行，SBR 池进水浓度和出水浓度的情况见图 2。SV30 与 COD 去除率的关系见图 3。 图 2 显示的是调试过程中，进水量一般在 COD 去除率达到 80后再增加水量，约在 25天之后达满负荷运行。由图 3 中可以看出，COD 的去除率随着 SV30 的升高而增高，在 35的时候，达到较大
12、值，去除率约在 85左右；而后，随着 sV的增高，COD 去除率成下降趋势，这主要是因为随着污泥量的增大，影响了污泥的沉降效果，从而影响了去除效率。 因此，该 SBR 池的 SV30 宜控制在 3035之间，在这个阶段，COD 去除率可保持在80以上。 三、工程运行管理 污水处理站应为一独立的运行管理机构，由专门的管理、操作人员进行操作管理，实行两班运转管理，整个工程管理人员仅为 3 人。运行费用见表 6。项目工程造价为 30850万元，加上工程设计费(4)、工程调试费(2)共 185 万元，项目所需投资为 327 万元。四、效益分析 1环境与社会效益分析 (1)为解决养殖场普遍存在的粪尿流失
13、、污染河道等问题找到了一条科学的出路，畜禽场周围的环境卫生也将因此得到很大程度的提高。该种猪场日处理养殖废水300 td (1O95 万 ta )。随着污水处理工程的实施，每年仅从种猪场“ href=“http:/ target=“_blank“猪场排放的污水中就可削减大量的污染物排放量，污染物削减量详见表7。 (2)由于使用粪尿还田和有机畜禽粪便肥料利用，可大大改善土壤的颗粒结构，从而增加了土壤的肥力，增加农作物的产量，符合可持续发展战略的需要，同时农作物的产品质量也大大提高，口感较好，且化学污染少。沼液的施用，形成良性生态循环系统，本项目实施后，畜禽污水经过厌氧发酵变成有机液肥还田生产农作
14、物，可少施或不施农药和化肥，形成“畜禽_+污染_+治理_+肥料_+饲料_+畜禽”生态循环系统，是一种可持续发展的良好模式。 (3)畜禽粪便经过治理，变废为宝，使有害有机粪污变为生产绿色无公害有机农副产品必须肥料；尿污水经过厌氧发酵后，形成氮、磷、钾兼备的有机液肥，喷施于水果上，可防虫，增产提高品质；用于蔬菜喷施上，可关闭植物生长细胞、抗旱增产增收。 (4)随着生态畜牧业工程的实施，不仅改善了畜牧场周围的环境，同时也给附近的种植农户带来了良好的经济效益 O 该工程业主是一个以畜牧业为主的龙头企业，生态牧业工程的实施，可以起到一个龙头企业的示范作用，带动一批畜禽专业户的发展，从而使畜牧业成为引导农
15、民致富，振兴和发展农村经济的一大产业支柱。 2经济效益分析 采用沼气工程和商品有机肥加工生产等场废弃物综合治理工程，如果仅从沼气收益进行计算或比较，工程的投资收益很差，但如能将有机肥料的收益和沼液肥综合利用的效益充分发挥，废弃物治理工程的经济效益还是可观的。但更重要的意义还在于环境效益和社会效益。 该种猪场年产沼气 146000 立方米，按每立方沼气 05 元计，收入 73000 元。每年可生产有机肥 14600 t，按每吨 300 元计，每年可收入 4380000 元。 生态畜牧业工程也有着很好的社会效益，污水处理沼气工程和有机肥加工项目的密切配合，使浙江许多养殖场建设锦上添花，真正体现了清洁生产和绿色、生态的特色。随着养猪养猪场废弃物综合治理生态示范工程的实施，不仅提高了畜牧场清洁生产水平，显著改善了畜牧场周围的环境，同时也为基地附近的种植农户提供优质有机肥源，带来了良好的经济效益。养猪“ href=“http:/ target=“_blank“养猪
