養(yǎng)豬場(chǎng)一體化處理污水設(shè)備

近年來(lái)，隨著奶牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；?、集約化的迅速發(fā)展，奶牛場(chǎng)糞便集中排放造成的環(huán)境污染問(wèn)題日益凸顯。2012年全國(guó)奶牛存欄量約1440萬(wàn)頭，牛糞日排泄量高達(dá)約30萬(wàn)t，尤其是規(guī)?；膛?chǎng)，若缺乏有效處理手段，大量牛糞堆積容易造成嚴(yán)重的污染。牛糞在造成對(duì)土壤、水源、大氣污染的同時(shí)，大量堆放占用奶牛場(chǎng)自身有限的生產(chǎn)場(chǎng)區(qū)，影響了奶牛場(chǎng)正常的生產(chǎn)秩序。與此同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)的能源需求急劇增長(zhǎng)，2012年中國(guó)能源消費(fèi)達(dá)到36.2萬(wàn)億示準(zhǔn)煤。能源消耗的持續(xù)增加不僅導(dǎo)致石化能源的枯竭，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。 沼氣作為一種方便、清潔、高品位的能源，由于其原料豐富、技術(shù)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、環(huán)境友好的特點(diǎn)而受到國(guó)家的高度重視。沼氣的推廣應(yīng)用不僅可以緩解能源壓力，而且對(duì)提高奶牛養(yǎng)殖小區(qū)的環(huán)保要求具有重要意義。

1 規(guī)?；B(yǎng)牛場(chǎng)牛糞污的綜合利用 

1.1 項(xiàng)目概況

本研究應(yīng)用于沈陽(yáng)市某養(yǎng)牛場(chǎng)，養(yǎng)牛廠目前奶牛存欄量為3000頭，其中成牛2600頭，幼牛400頭。根據(jù)《關(guān)于減免家禽業(yè)排污費(fèi)等有關(guān)問(wèn)題的通知》（環(huán)發(fā)[2004]43號(hào)文件）的規(guī)定，奶牛日排糞量為20kg/d，排尿量為10kg/tl,則該養(yǎng)殖廠推算每天產(chǎn)糞量為60t排尿量為30t同時(shí)實(shí)際測(cè)量糞尿混合物的含水率為80%。

1.1.1 廢水水質(zhì) 

根據(jù)《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ497—2009)的規(guī)定，畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水中的污染物因畜種、飼養(yǎng)管理水平、氣候、季節(jié)等情況會(huì)存在很大差異，通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng) 實(shí)際廢水的長(zhǎng)期測(cè)定，廢水水質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 工藝流程

根據(jù)對(duì)養(yǎng)牛場(chǎng)奶牛數(shù)量計(jì)算、糞尿量推算及進(jìn)出水指標(biāo)的確定，本項(xiàng)目畜禽糞污處理的工藝流程主要分為預(yù)處理和主反應(yīng)階段，其工藝流程見(jiàn)圖1。

1.2.1 預(yù)處理階段

①新鮮的牛糞加水配成一定的濃度，用特種泵打至螺旋擠壓固液分離機(jī)，通過(guò)安置在篩網(wǎng)中的螺旋軸，擠壓分離出固態(tài)物質(zhì)，液體則通過(guò)篩網(wǎng)從出液口流出，送至厭氧處理設(shè)備中，經(jīng)過(guò)脫水分離后的牛糞進(jìn)行好氧發(fā)酵。②該養(yǎng)殖廠每天產(chǎn)糞量為60t/d,排尿量為30t/d，根據(jù)測(cè)得糞便處理前含水率為80%，固液分離機(jī)離心后的糞便設(shè)計(jì)含水率為70%，則固液分離后污水出水量為72t/d。

1.2.2 主反應(yīng)階段

①調(diào)節(jié)后的分離水進(jìn)入U(xiǎn)SR反應(yīng)器進(jìn)行厭氧發(fā)酵，有效削減C0D、BOD,并產(chǎn)生沼氣。其設(shè)計(jì)參數(shù)：進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷：2.3kgC0D/m3/d；停留時(shí)間：48h；反應(yīng)溫度：30—35 °C；產(chǎn)氣量：約為180m3; C0D出水濃度：2380mg/L。②通過(guò)厭氧發(fā)酵后的出水，經(jīng)固液分離機(jī)再次固液分離后，進(jìn)入間歇曝氣池曝氣，并通過(guò)懸浮填料來(lái)實(shí)現(xiàn)***終的污水處理。其設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)水量：100m3/d；總停留時(shí)間：62h；總有效容積：312m3；懸浮填料填充率：50%; C0D出水：119mg/L。③***后利用濕地的生物降解功效，進(jìn)一步降解COD，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行深度處理。COD出水：85mg/L。

1.2.3 輔助設(shè)備

①固液分離后的固體進(jìn)行好氧發(fā)酵，回填牛臥床。該養(yǎng)殖場(chǎng)固液分離后可得好氧堆料43.6t/d。②產(chǎn)生的沼氣通過(guò)沼氣凈化設(shè)備進(jìn)行脫硫、脫水，保障沼氣的使用。通過(guò)脫硫罐、汽水分離器、阻火器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)。③凈化后的沼氣通過(guò)沼氣鍋爐產(chǎn)生熱能，加熱廢水，保障冬季厭氧發(fā)酵、好氧曝氣池的運(yùn)行。

2 技術(shù)創(chuàng)新

本項(xiàng)目采用的工藝流程是在傳統(tǒng)畜禽糞污處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了工藝路線的優(yōu)化，主要從以下3方面進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新闡述。

2.1 發(fā)酵前固液分離

固液分離在提高畜禽糞便厭氧發(fā)酵效果和臭味控制方面作用顯著。日本北海道大學(xué)的巖淵和則等研究了牛糞固液分離機(jī)特性和分離液沼氣發(fā)酵試驗(yàn)，得出分離液容積產(chǎn)氣率遠(yuǎn)高于未分離原牛糞的結(jié)論，原因可能是經(jīng)過(guò)固液分離處理后，分離液中微小的易分解的固形物含量增加。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)關(guān)正軍等通過(guò)從對(duì)奶牛糞綜合資源化利用的目的出發(fā)，在對(duì)固液分離參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，用自行研制的螺旋壓榨固液分離機(jī)對(duì)牛糞進(jìn)行固液分離，對(duì)分離后的液體進(jìn)行物理參數(shù)測(cè)試，并將其與未分離牛糞在相同條件下進(jìn)行中溫厭氧發(fā)酵試驗(yàn)，得出分離液較稀牛糞發(fā)酵產(chǎn)氣量可以提高32.68%,甲烷產(chǎn)率也都有較大幅度提高，同時(shí)，可以縮短水力停留時(shí)間，提高設(shè)備利用率。與稀牛糞相比，分離液在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)氣高峰明顯提前，高產(chǎn)氣周期在第13d基本結(jié)束，而稀牛糞發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，后期產(chǎn)氣較分離液多, 發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，見(jiàn)圖2。

借鑒以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本養(yǎng)殖場(chǎng)厭氧發(fā)酵工藝采用固液分離在厭氧發(fā)酵前進(jìn)行，不僅甲烷產(chǎn)率可較大幅度提高，同時(shí)，可以縮短水力停留時(shí)間，提高設(shè)備利用率。

2.2 牛糞好氧發(fā)酵回填牛臥床

沉沙后的糞液進(jìn)入固液分離機(jī)，經(jīng)固液分離后的固體含水率在65%左右，經(jīng)過(guò)自然堆儲(chǔ)，后續(xù)好氧發(fā)酵溫度達(dá)到55 °C以上，對(duì)分離固體進(jìn)行了有效的殺菌，有利于回填牛臥床。

根據(jù)該養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便量，經(jīng)固液分離后可得好氧堆料43.6t/d,每年產(chǎn)生堆料1.6萬(wàn)t回填牛臥床。

2.3 濕地型生物降解引入糞污治理

本工藝在水處理的深度處理階段采用了潛流人工濕地技術(shù)，面積共計(jì)200m2，濕地凈尺寸為20m x 10m,深1.2m。濕地構(gòu)筑物由池體、防滲膜、填料、濕地植物、集配水系統(tǒng)構(gòu)成；豎向結(jié)構(gòu)由防滲土工膜、濕地填料、濕地植物、集水及配水系統(tǒng)、水位調(diào)節(jié)及導(dǎo)膜系統(tǒng)構(gòu)成；種植密度25株/m2，見(jiàn)圖3。

養(yǎng)豬場(chǎng)一體化處理污水設(shè)備

處理后出水達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 (GB5084—2005)中標(biāo)準(zhǔn)，C0Dcr達(dá)到85mg/L。 其主要技術(shù)如以下3點(diǎn)：①配水系統(tǒng)采用了渠堰式均勻布水技術(shù)，配水干管將污水引入各濕地單元，布水方式為穿孔管向卵石層布水；②集水系統(tǒng)采用了防堵均勻集水和水位無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)技術(shù)，通過(guò)在底部集水區(qū)鋪設(shè)的集水管匯入集水渠；③填料床沿水流方向采用分段多規(guī)格填料，種植土底層設(shè)置了防寒隔熱層。

3 結(jié)論

規(guī)?；B(yǎng)牛場(chǎng)進(jìn)行牛糞污的綜合利用，牛糞污經(jīng)固液分離后，液態(tài)物通過(guò)厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，然后利用好氧曝氣和生態(tài)型濕地達(dá)到達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，固體物進(jìn)行好氧發(fā)酵回填牛臥床，沼氣通過(guò)沼氣燃燒爐和熱水循環(huán)系統(tǒng)為整套系統(tǒng)增溫，有效提高了牛糞污的處理效率和副產(chǎn)物的利用率。結(jié)果表明，對(duì)牛糞進(jìn)行發(fā)酵前固液分離， 降低了物料的粘度，利于微生物的傳質(zhì)，可以取得較好的產(chǎn)氣效果，沼氣為系統(tǒng)增溫降低了其他能源的供給，濕地的利用有效改善了牛場(chǎng)周邊環(huán)境，為牛糞污生產(chǎn)沼氣工程提供新思路。

夏日的中午，人們?cè)诠珗@里綠蔭如蓋的大樹(shù)下休息，腳下鋪著小草織成的茵毯，人們只會(huì)想到大樹(shù)的“蔭德”，不會(huì)想到默默無(wú)聞的小草的功勞。

畫(huà)家愛(ài)畫(huà)朵大如盤(pán)的牡丹，詩(shī)人愛(ài)吟凌霜盛開(kāi)的菊花，有誰(shuí)為小草畫(huà)過(guò)一幅畫(huà)，作過(guò)一首詩(shī)呢這使我不禁想到，如果沒(méi)有小草沒(méi)有作鮮花的背景和底襯，鮮花恐怕就顯得十分單調(diào)了吧！我想起了那些在平凡崗位上無(wú)聲無(wú)息，埋頭苦干的人，如果沒(méi)有道岔工人按時(shí)板道岔，火車(chē)還能暢行無(wú)阻嗎如果沒(méi)有清潔工人，城市的街道該是個(gè)什么樣子呢如果沒(méi)有掏糞工人的辛勤勞動(dòng)，城市的空氣會(huì)有那樣新鮮嗎