畜禽养殖场粪污的治理技术及工程实例

畜禽养殖场粪污的治理技术及工程实例

寇文俊

新疆鑫广发电力工程有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011

1、污染状况

近年来畜禽养殖业迅猛发展，并逐步形成系列化、专业化生产，与此同时也带来了一系列的环境问题，如2020年新疆规模化养殖场产生的畜禽粪便为600×104t，加上集约化生产的冲洗水，废水排放量达3000×104t/a。据监测，养殖场废水的COD超标50～60倍，BOD超标70～80倍，SS超标12～20倍，若未经处理就地排放，则将在城市周围形成严重的面源污染。在这种形势下，养殖业污染控制迫切需要经济实用的技术支持以使畜禽养殖场粪污向无害化、减量化、资源化方向发展。

2、污染控制

2.1堆肥

堆肥技术是在自然环境条件下将作物秸秆与养殖场粪便一起堆沤发酵以供作物生长时利用。堆肥作为传统的生物处理技术经过多年的改良，现正朝着机械化、商品化方向发展，设备效率也日益提高。

2.2好氧处理

（1）曝气

20世纪70年代日本采用好氧间歇曝气技术对养猪废水进行了有效治理，并开发出一系列相关设备。近年来澳大利亚在传统鼓风曝气装置上又开发出简单实用的多种浅层射流曝气装置。

（2）接触氧化

接触氧化技术早已被用来处理各种不同浓度的有机污水，其本质是利用填料上的微生物对有机物进行氧化分解，从而实现对污水的净化。英国近年采用接触氧化技术对猪粪浆进行了处理，并开发出结构和性能很好的新型填料，其对COD的去除率达90%以上，对BOD也有较高的去除效果。

（3）SBR

序批式活性污泥法是基于传统的Fill—Draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺，现已被广泛用于城市污水、食品加工废水等的处理。试验结果表明，猪粪水经过固液分离、厌氧消化两级处理后进入SBR好氧系统，其对COD的去除率可达70%，对BOD的去除率可达80%以上，出水可达标排放。

2.3厌氧处理

目前用于处理养殖业粪污的厌氧工艺很多，其中较为常用的有以下几种：

（1）厌氧滤池(AF)

AF是厌氧生物滤池(Anaerobic Biofilter)的简称。厌氧生物滤池生物固体浓度高，可获得较高的有机负荷；微生物固体停留时间长，可缩短水力停留时间，耐冲击负荷能力也较高；在处理水量和负荷有较大变化的情况下，其运行能保持较大的稳定性。

（2）上流式厌氧污泥床(UASB)

UASB是目前国内运用最多的反应器，反应器是结构简单、占地面积少、处理效果好、处理成本低、投资少等，其对有机污水COD的去除率可达90%以上。

（3）污泥床滤器(UBF)

是UASB和AF的结合，具有水力停留时间短、产气率高、对COD去除率高等优点。

（4）两段厌氧消化

两端厌氧消化，把沼气发酵过程分为酸化和甲烷化两个阶段，并分别在两个消化器内进行。其特点在于消化器内可滞留大量厌氧活性污泥(具有极好的沉降性能和生物活性)，提高了消化器内的负荷和产气率。

2.4厌氧—好氧组合

实现养殖业粪污的彻底处置，单凭厌氧工艺尚不能达到对废物的达标排放和利用要求，必须进行深度处理或后续处置，这就需要将好氧与厌氧工艺结合在一起使用，一些养殖场已开始注意到这两种工艺结合的优越性。

3、存在的问题

已有部分养殖场开展了畜禽粪污的治理工作，但目前在技术上存在如下问题：

（1）治理技术单一、落后或组合不合理；

（2）粪便利用率低，只注重单一的能源回收、不能兼顾资源和环境的综合效益；

（3）管理模式落后；

（4）养殖废水等未经处理还田；

（5）粪便未经无害化处理还田。

由此可见，单一的处理技术已不能有效解决养殖业的环境污染问题，需要综合考虑能源与资源最大程度的利用。

4、猪场粪污治理成套工艺

4.1技术构成

（1）干清粪好氧堆肥

干粪采用好氧发酵罐进行处理。主要是将含有有机质的原料（羊粪，猪粪，污泥，鸡粪，鸭粪，牛粪）等含水分70%左右的干粪与粉碎以后的（稻草、玉米秸和树枝，蘑菇渣）等有机废弃物经过搅拌混合以后添加生物发酵剂进行发酵。

（2）液体粪厌氧发酵

液体粪采用有机肥厌氧塘进行处理。厌氧存储塘采用双层覆膜技术，具有防渗防蒸发的功能。包括：存储塘由安全膜、报警系统、底膜及浮动膜(覆膜)等组成。固液分离后的液体部分存储在底膜和浮动膜之间的空间里，随着进入的液体量不断增加，浮动膜会慢慢浮起。存储塘的浮动膜在功能上具有以下优势：①减少粪便中氨的挥发，减少对周围环境的影响，同时保持粪肥中N含量，有效保留粪肥中氮肥的肥效；②由于存储塘有覆盖膜，因此能明显隔离粪便气味对猪场及周边环境的影响。

图1存储塘存储示意图

存储塘进料和出料时都通过服务池，这样能保证安全快速的进出料，同时也不会对膜造成破坏。存储塘底部设计有一定坡度坡向混凝土集水斗，混凝土集水斗再连接至进料池进行进料。排水泵安装在出料池内，用于向外排放液体肥进行利用，而不对膜造成破坏。

存储塘系统在不再使用时，可通过移除所安装的膜、设备等材料并回填，能够恢复存储塘安装前的原有地貌，不会对原有地貌造成永久性破坏。

4.2、工艺流程

（1）养殖场干清粪处理流程见图3。

图3干清粪处理流程

（2）养殖场废水（液体粪）处理流程见图4。

图4液体粪处理流程

4.3、应用实例

独山子区曙光新区养殖基地。养殖基地养殖户50户（养猪户30户、牛羊养殖户20户），生猪存栏0.67万头，牛存栏187头，羊存栏681只，禽类558羽。

（1）养殖粪便处理量

养殖基地产生废水主要为养殖废水。养殖基地养殖废水产生量为107.2m³/d，3.91万m³/a。

牛羊粪便产生量为5359.3吨/年，生猪等粪便产生量为4526吨/年。干清粪合计9885.3吨/年。

（2）养殖区粪便处理技术

1.干清粪好氧堆肥

干粪采用好氧发酵罐进行处理。主要是将含有有机质的原料（羊粪，猪粪，污泥，鸡粪，鸭粪，牛粪）等含水分70%左右的干粪与粉碎以后的（稻草、玉米秸和树枝，蘑菇渣）等有机废弃物经过搅拌混合以后添加生物发酵剂进行发酵。

处理工艺流程为：用铲车把混合好的（羊粪，猪粪，污泥，鸡粪，鸭粪，牛粪）和其他植物秸秆装进发酵腐熟罐或者采用槽式发酵堆肥工艺，均匀的添加发酵菌剂进行腐熟。菌剂和粪便和其他植物秸秆会充分的搅拌均匀这样有利于粪便升温发酵（植物秸秆的作用：是因为牛粪水分大不利于空气进入，水分蒸发不出来同时也不利于菌剂的成活和繁殖，有了植物秸秆以后可以撑起牛粪之间的缝隙，增大牛粪的透气性大量空气进入可以快速发酵和蒸发水分）发酵过程可以去除一部分水分，多次升温到60-80℃进行翻抛，发酵好以后通过自动出料系统运至成品库存，作为有机肥自用或出售。

2.液体粪厌氧发酵

液体粪处理采用厌氧发酵塘。处理流程为：本项目厌氧发酵塘2座。厌氧发酵塘采用常温自然厌氧发酵，发酵温度10~30℃。厌氧发酵塘由底膜和浮动黑膜组成，液体存储在底膜与浮动膜之间。厌氧发酵塘设置投料池及出料池。投料池内安装投料泵和搅拌泵。出料池内设置出料泵，将发酵完成的腐熟料投至农田。厌氧塘底部设置的环形穿孔管，起布水搅拌作用。厌氧发酵塘产生的CH4、H2S等因量太小，不具备回用条件，经过尾气处理装置及火炬燃烧后，排放至大气。

5、结语

该工艺的特点是将固液分离技术、厌氧工艺、好氧发酵制肥技术等有机地组合在一起，实现了养殖场粪污的高效处置和废物的综合利用。经综合处理后比直接用作肥料时的养分利用率提高40%，生物能利用率提高30%。经过好氧、厌氧熟化后的粪便成为有机肥，自用或出售。在养殖业废物处置方面，主要是采用以有机肥回用工程为纽带的多种处置与利用并行的方式，在技术水平上也有了很大提高。由实例分析表明，通过借鉴和应用现有的治理技术，在一定程度上进行科学组合可以取得良好的环境效益、经济效益和社会效益。