畜禽舍粪便污水及废气净化的研究汪植三

弟日」,甘匀卷第」期年12月农业工程学报TransaetionsoftheCSAEVol.11DeC涤罗畜禽舍粪便污水及废气净化的研究汪植三①李其谦廖新涕(华南农业大学动物科学系)汪俊三(国家环保局华南环保研究所梁敏()`’东省共水市畜牧局)提要猪场污水经文中所述工艺系统处理以后,污水中的化学耗氧量(coD价)达到98.绪mgL/;生物需氧量(Bo05)达到49.6mg/L;悬浮物(SS)达到51.拍mg/L以卜;硫化物达!.01飞L/以卜:铜和铜化物达到0.6mg/L以下。畜舍中的废气净化,选择挥发性的药材制成“姜满净化剂”,能使畜舍的氨(NH3)降解率达到73.9%,舍内含氨量为!5.0mL八二3;硫化氢(卜{竺)S降解率达到85.8%,舍内的硫化氢浓度为2.8mL/m3;细菌降低率达到70.7少、关键词畜舍污水废气净化StudyonPurifieationofFeees,Effluent,WaterandAirFromPoultryHousesWangZhisanLiQiqianLiaoXindiWangJunsan(.)tI)Ia:t了neotof沌*,阴a/万(、,尸,`(℃,班`A之·)(兮。,,th乙协,al,`、t,t,,l`of石,,、,r,,,,,,(,。r`,l」,(?。。〔·口)LiangMin(八,,z,z`alIj。、ban介y()式了“.eof枷n、h“,`’;t!lof(了,,,,夕勿,,夕脚u,、,,、。飞AbstraetThestudieswereaimedatthefindingoffeasiblemodelsandteehnologiesofeonta一11ina-tiontreatmenttoremovefeees,wastewaterandairPol]utiolloftheenvironmenrir一ordertodeveloPintensiveaninlalhusbandry.AftertreatmenttheCOD(r,BOD。.55,52一andCuZjofthesewagefal]respeetivelytoandunder98·4mg/L,49·6.09/L.51.月9,ng/L,1.0mg/Lando,6mg/L.“Jiang一ManPurifier”madeofakindofvolatilemedieina]herbswa、以sedforpurifir.gwasteair.ThedensitiesofNH。andHZSintheanimalhou、werereducedby了3.9马呀)and85.8{耳.andtheireoneentrationredueedto15.0mL/m”and2.8mL/,。“re、poetively.T卜lenunlberofbaeteriawasre-ducedby70.3%.KeywordsAnitnalhouseEffluentwaterWasteairPurifieationl材料与方法1.1材料测试COD、BOD、55、硫化物、铜及铜化合物等仪器;CD一l型携带式大气采样器;“姜满净化剂”(由数种具有抑菌、挥发油、吸附作用的药材组成,其成分为构潍醛、柠檬烯、桧烯、右收稿日期:1395一07一13*“八五”农业部畜牧业重点科研资助项目勿汪植三,副教授,广州天河五山华南农业大学动物科学系,5}。创2第4期汪植三等:畜禽舍粪便污水及废气净化的研究旋小菌香酮、樟脑等);营养琼脂(或血琼脂)平板;测定COD(,、BOD:、SS、菌落数、畜舍内NH。,H:s的各类试剂及用具。1.2方法】.2.I.M]定污水方法测定coD用重铬酸钾法;测定BoD:用5天ZOC培养法;测定55用滤纸滤过烘干称重法;测定硫化物、铜及铜化物用色谱法;测定pH用精密试纸法。1.2.2测定畜舍废气方法1)测定畜禽舍内NH:含量用滴定法,测定H多用比色法。2)测定畜舍内空气中的细菌数用沉降法。3)“姜满净化剂”对NH3,rl:s的降解效果实验。在畜舍内进行,先测定未放入“姜满净化剂”猪舍内NH3和H`浓度.然后测定放入后的浓度(每立方米空间投放“姜满净化剂”10一159)。4)“姜满净化剂”抑菌、杀菌实验。在18.,16m3的栏舍实验,先测定该栏舍未投放“姜满净化剂”的细菌数,然后测定投放1859“姜满净化剂”栏舍的细菌数。测定舍内细菌数用营养琼脂平板四点,分别在舍内空气暴露出10分钟和20分钟,然后汁算细菌数。助’`姜满净化剂”与市售的“樟脑片”对比实验。在同样18.46t二污的栏舍中分别投放1359“姜满净化剂”和1859..樟脑片”.然后测定降解氨浓度和抑菌情况。6)“姜满净化剂”对畜禽粪便除臭效果实验。在5个烧杯中分别加入鲜鸡粪50呢,其中l个烧杯作为对照,其它牛个烧杯分别加入2.59、5.59、7.59、10.5扩姜满净化剂”.可天检查三次(早、中、晚),历时三天.用鼻闻各烧杯的臭气,同时进行NH3的测定。7)“姜满净化剂”除臭效果评分法。选择4幢猪舍、2幢鸡舍,每幢都饲养畜禽。同时选择公用厕听,曾、面积2832m2,空气容积为7132.5m3,使用“姜满净化剂”71339。除臭效果采用6级臭气强度评分,评分由有代表性5人组成。猪舍、鸡舍、厕所预先按每立方米空间投放!。g“姜满净化剂”,然后根据个人的感觉按6级臭气强度打分,并求出平均值。猪场污水处理工艺系统猪场污水属于高浓度有机污水。若按常规处理方法,投资大,工艺复杂,管理也繁杂,运行时需投入大量动力,造成运转费用高昂,一般牧业生产难以承受根据畜牧场具体情况,摸索出处理效率高、投资小、管理方便、运转费用低,目能资源利用的新工艺,有其实用意义。2.1工艺流程清粪一格栅一沉淀一格栅一酸化池一人工湿地一氧化塘(鱼塘)一出水。畜禽粪便污水净化系统示意图如图1。首先清去固态粪便,大幅度减少污水中的有机负荷;固态粪便可作农家肥料,利于绿色食品的发展。清粪便后的污水,仍带有大量粪渣和饲料农业工程学报1995年碎屑等较大颗粒,故先进入沉淀池,经过18一20h的沉淀作用后,可除去相当部分的悬浮物和有机物。经上述前处理的污水,仍会含有大量的大分子有机物,所以,沉淀后的污水尚需进入水解池水解,降解成小分子有机物。为了节省能源及充分利用水解池的活性污泥,将水解池设计成利用污水自然落差的水压力所形成的升流式厌氧水解池(即酸化池),通过控制污水量流速,使水解池形成污泥床,增大与污水有机物接触面,提高降解效率。水解池的出水仍含较高的CODc,、BODS和55,一般来说,CoDer仍有1800mg/L,BoDS1000mg/L,555000mg/L左右。若采用二级处理厂方法处理,投资和运转费都很高,故本研究采用人工湿地工艺;此工艺的碎石床起到生物滤床的高效净化作用。由于人工湿地的碎石床上栽种有高等植物,除了植物本身能够吸收碎石床上的营养物质外,其根系的微生物区系及酶,也能降解矿化有机物;同时能给生物滤床增氧,增强滤床的净化能力,所以它是一种理想的全方位生态净化系统。另外,滤床使富含55的畜牧污水经过人猪舍泣口工口格“进匕,沉跳L一扭口“万标酸化池污泥池公产雌刁山了甜、、』广-一扫匀特工湿地后水质明显变清。图l畜禽舍粪便污水净化系统示意图一般来说经过上述处理后的污水基本上能达到国家排放标准,但考虑到本工程污水处理后的出水口有系列鱼塘,因之将处理后污水排入鱼塘。一是通过鱼塘起到氧化塘作用,进一步净化及藻类复氧提高溶解氧(Do)含量;二是通过氧化塘(鱼塘)后,促进浮游植物、浮游动物和鱼生长,借助氮、磷一藻类一鱼生物链,减少氮、磷对该环境的污染。.22工艺设计参数l)污水处理量及其水质水量:80t/d;水质:eoD。,25000mg/L;BoD:9000mg/L;55一8600mg/L2)格栅:人工清污格栅,栅隙宽3mm3)沉淀池容积:4.sm只2.sm火5.Zm,容积负荷(eODer):120009八m3·d).停留时间:18h,降解率:48%。4)酸化池半径1.7m,深4.om,容积负荷(CoDer):110009/(m“·d),停留时间:8一11h,降解率:60%。5)人工湿地,四级串联第一级:13.7m又7.smxo.sm第三级:13.sm火7.5m火o.sm第二级:14.om又7.sm只0.sm第四级:18.7m火7.sm又0.sm各级人工湿地坡度为1%,碎石直径分别为8cm,5cm,3cm,2cm。一级和三级人工湿地水力负荷为80em/d,二级为75em/d,四级为60em/d。第4期汪植三等:畜禽舍粪便污水及废气净化的研究93降解负荷(eoner)2009/(m3·d)3表面负荷(eoDc,)2509/(mZ·d)结果3.1畜禽舍粪便污水净化的结果本系统工艺对污水各项化学物质降解情况,见表1。表l本系统工艺对污水各项化学物质降解工艺粪便污水清粪沉淀池氧化塘CoD。,降解率(%)eoD。r降解数/mg·L一,出水COD。,值/mg·L一,BoDS降解率(%)BOD:降解数/mg·L一`出水BoD。值/mg·L一,SS降解率(%)SS降解数/mg·L一、出水55值/mg·L一,硫化物降解率(%)硫化物降解数/mg·L-出水硫化物/mg·L一`铜化物降解率(%)铜化物降解数/mg·L-出水铜化物/mg·L一,46.015000040.06000.09000.042.03780.05220.050.093000.068000.0700336.0144.025.03.8112:;;:.9000.01860000480.015.047.0245342766.680.074400.018600.075.0108.036.030.03.47.8酸化池61.63013.21846.862。51729.】1037.570.013020.05580.069.224.9{1.1月0.03.14.7人工湿地86.71600.7246.188.09134124.190.85065.1514.988.398l395.74.50.260.0147.798.459.474.549.6从表1可见,从猪场排放出的污水清粪后再经本系统净化c0Dcr降低到98.4mg/L,BOD。降低到49.6mg/L,55降低到514.9mg/L,硫化物降低到1.3mgL/,铜及铜化物降低到0.2mg/L。其中酸化池降解污水eoDer为61.6%,人工湿地降解污水eoDer为86.7%。.32畜禽舍废气净化的结果l)在猪舍内投放与不投放“姜满净化剂”对氨的降解效果见表2,对硫化氢降解效果见表3。从表中可见投放3天后,舍内的氨气、硫化氢浓度均降低到环境卫生标准以下。表2“姜满净化剂”对氮的降解效果试验重复次数123月表3“姜满净化剂”对硫化氢的降解效果平均数试验重复次数34平均数投放前舍内浓度/mL·m一3投放3天后舍内氨气浓度/mL·m一3氨降解率(写)66.857.54862。658.8]9.421.818.8]9.219816.515.1137落.】73.772215.5}:,;投放前舍内浓度/mL·m一3投放3天后舍内浓度/mL·m一3硫化氢降解率(%)2.932.52.82.8775.285.185,886.7858582)“姜满净化剂”降低畜舍内细菌数效果见表4。农业工程学报1995年表4“姜满净化剂”降低畜舍内细菌数效果暴露时间/mni暴露点曾数总数门了QQùnùOù9`ū`八U一了389投放前舍内落菌数/个投放后舍内落菌数/个投放较无投放细菌降低数/个降低率(%)3548561]7.5236】773.934771262052587728.」7功.饱58.8。;237:27:933)按畜舍容积计算细菌数在投放“姜满净化剂”畜舍中,经测量计算每升细菌降低数达3628·8个(暴露10分钟)和4456.3个(暴露20分钟),每升细菌降低率分别为74%和70.7%。4)“姜满净化剂”与市售樟脑片对比实验结果表明,姜满净化剂组比樟脑片对氨降解率高13.9%,说明姜满净