中小型猪场粪污处理与资源利用化方案

中小型猪场的粪污处理与资源利用化方案题目:姓名:学院:专业:班级:学号:目录摘要……………………………………………………………………………...1关键词…………………………………………………………………………...1引言……………………………………………………………………………...11.畜禽粪污处理现状……………………………………………………………12.粪污处理方案……………………………..........................…………………..22.1药物残留………………………………………………………………......22.1.1干清粪工艺…………………………………………………………...22.1.2雨污分离工艺………………………………………………………...22.2资源化模式………………………………………..………………………22.2.1粪污—沼气工艺………………………………………..…………….32.2.2循环利用工艺………………………………………..………………32.3无害化模式………………………………………..………………………42.3.1自然堆肥工艺………………………………………..……………….42.3.2微生物发酵处理工艺………………………………………..……….43.小结…………………………............................................................................5参考文献………………………………………………………………...………61中小型猪场的粪污处理与资源利用化方案摘要：我国规模化猪场发展越来越快，猪场规模的不断扩大造成粪污排放的过度集中，其排泄量大大超出了环境的承受能力，因此无公害化粪污处理是实现我国畜牧业可持续发展的必要条件。本文结合安徽山区特点，从畜禽粪污处理原则入手，综述了中小型规模化猪场的粪污处理技术与资源化利用模式。关键词：处理现状；处理方案；小结近年来，我国畜禽养殖量不断扩大，由于养殖规模大且分散养殖户多，每年产生的畜禽粪污数量惊人，大多数养殖场（户）缺乏对畜禽粪污的综合利用意识，加之养殖场布局不合理以及粪污处理设备、工艺落后，导致粪污利用率低、还田率不高[1]。缺乏必要的资金投入和技术攻关，导致大量的畜禽粪污不能被资源化利用，更是加剧了我国畜禽粪污对环境的污染，畜禽养殖场的畜禽粪污由“宝物”变成了废弃物。1畜禽粪污处理现状随着我国养殖业的快速发展，以及规模化、集约化养殖的兴起，养殖企业的粪污及废弃物处理不合理，直接影响着养殖业的发展和人类的健康。畜禽养殖业污水横流，粪污处理不规范，利用率低，严重污染生态环境。规模化猪场养殖带来的环境污染作为一个社会问题提出来，是20世纪中后期的事情。随着世界人口的迅速增长、畜禽繁育和饲养科技的进步，集约化养殖在欧美、日本等发达国家得以飞速发展，养殖规模越来越大，由此产生的猪场废弃物污染问题越来越突出[2]。随着中国养猪业的快速发展，猪场粪污已经成为我国农村环境重要的污染源之一。据农业专家估计，1头猪的污物排放量相当于10个人的污物排放量。如果养殖过程中产生的粪便没有一个合理的处理渠道将会堆积如山、污水四溢，进而对我们赖以生存的环境带来重大的危害。据统计，就中国而言，2007年畜禽粪便排放量达26亿t，已达工业固体废物产生量的2.2倍，进入水体的流失率高达25%～30%，全国养殖场的COD(化学耗氧量，表示水质污染程度的一个重要指标）约占全国COD污染负荷的36.5%，高于工业废水和生活废水[3]。在这样一个现实状况下，每个养殖场或者养殖散户采用合理科学的清粪方式、防渗设计、雨污分离设计及处理途径是解决污染的关键[4]。安徽山区属于一个农业种植大省，就安徽山区特点而言，综合目前已有的处理途径来看，总的归结起来不外乎有以下几种：用作肥料，包括自然堆肥（占90%)、大棚式堆肥、生物发酵塔和干燥等；用作饲料；2能源化利用；食用菌栽培；采用蚯蚓生物分解处理；其他自然生物处理方法等。不论哪种方式，最终都是要达到畜禽粪便减量化、无害化、资源化这一目的。2粪污处理方案2.1减量化模式2.1.1干清粪工艺原来大多数养殖场为了图方便采用的几乎都是水泡粪、水冲粪方式，这样的粪污处理模式不仅效果不很明显，而且工作量很大，占地面积也广。现在我们将原来的工艺改进为干清粪方式，即在建场时采用小间隔的漏缝地板，这样尿液会漏到地面随污水沟排出进行单独处理，板上的粪便要及时清除以免被动物践踏踩实或夹在漏缝中难以清扫。将每日产生的所有粪便集中堆积在已建立的防渗、防雨堆粪场，并进行简单的发酵处理后，出售给周边相关的种植业者还田。尿液可以根据饲养场污水贮存时间和养殖数量来确定污水贮存池的容积。然后采用活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法、生物塘等方式来过滤降解污水。设计猪场应结合猪群生产健康状况、生产性能、生产组织管理的利弊，进行综合评价考虑，一般双列单元式分娩保育舍、单列带运动场式或双列带运动场式种猪舍、双列外清粪式生长育肥猪舍是较为合理有效的干清粪工艺猪舍设计方案]。采用这种粪尿分离的处理模式，不仅工作量减小，适用范围广而且对于控制环境污染效果也较显著。不足之处就是采用双列外清粪式模式的地面利用率不如内清粪式高，也比内清粪式增加了一排铁栏杆，增加了工程造价；舍外还需设置运粪通道，增加一些占地面积。但从资源利用化方面来说，此种干清粪方式可以使粪污资源得到充分利用，有利于安徽省山区周边种植业的发展。2.1.2雨污分离工艺在安徽，雨水季节季节比较多，雨水不需要经过处理就可直接流入江海，所以为了减少污水的处理量，采用有效措施保障雨水不和畜禽尿液以及冲洗畜舍的污水混合是最直接的办法。这就要求污水沟和雨水接水槽分开，建造畜舍时将屋檐加长到50cm，杜绝雨水进入污水沟，将雨水通过檐沟引入接水槽而不流入污水沟[5]；或者污水沟设置在畜舍内，室外污水沟封闭加盖。这种模式是用在粪尿分离以后，因此可以搭配干清粪工艺会使处理效果更佳。存在的问题就是设计畜舍时多一步流程，占地稍多一些。2.2资源化模式2.2.1粪污—沼气工艺沼气是一种非常廉价且又极其环保的清洁能源。在未来的能源生产中，沼气将扮演3越来越重要的角色。在生产沼气的同时，利用和处理了大量养殖粪便和生活垃圾。沼气可用于养殖场的职工生活用能、仔猪保温、发电等，其产生的热量还可以用于周边大棚蔬菜的保温，沼渣作为肥料出售给周边农林种植业者，实现了“粪污—沼气—蔬菜—农林”的结合。目前，国内应用最为广泛、最为成熟的沼气工艺为湿法发酵工艺，一般发酵浓度在6%～8%，采用中温发酵，温度控制在35～38℃[6]。但是人为制造适合沼气湿法发酵的原料，会产生大量沼液，若没有足够的土地消纳，极易造成二次污染。因此，近年来，我国沼气技术研究的热点在于干式厌氧发酵技术。这种工艺就是将发酵原料鲜粪便采用装载机集中收集，经预处理快速预热，混合器预热、搅拌、接种后，由螺杆泵将料液泵入干式厌氧发酵反应器。本技术可以适用于各种来源的固体有机废弃物原料，运行费用低、容积产气率高、发酵过程无需添加新鲜水，沼液产量小或无沼液产生，运行过程稳定，无湿法工艺中的浮渣、沉淀等问题。沼气处理工艺在带来好处的同时，也存在许多局限性。首先，沼气工程需要营造厌氧环境，要有固定的发酵池、贮气设施、管道等，投资明显增加。据调查，一个存栏万头猪场的沼气工程投资约100万元左右，每年运行费用达5万元。其次，在实际生产中，由于该项技术还存在着不少缺陷，许多沼气池并不能正常运行。究其原因[7]：一是厌氧微生物在发酵过程中，会产生一些有害微生物，抑制正常微生物的繁殖，降低发酵效率，故需定时进行彻底清理，否则就不能正常产气；二是清洗液、消毒剂会影响发酵；三是季节性限制。因此，将沼气工艺作为大中型畜禽养殖场的唯一处理模式是不合适的，也不科学、不经济。应该和畜禽粪尿分离、雨污分离、高温堆肥、种植还田等工艺配合使用。2.2.2循环利用工艺猪粪便中含有大量的氮、磷、钾养分和一些微量元素，同时还含有大量的有机物质，因此可根据其各个不同特征，制定相应的资源化利用方案，将这部分未转化的物质和能量再度利用起来。不仅可以解决环境污染，同时还能带来更多的经济效益。目前应用比较多的是粪渣作为食用菌栽培原料再利用，这一技术在福建省推广较多，据统计，2005年福建全省食用菌产值达62.4亿元。现有的食用菌栽培原料资源严重缺乏，粪污经过固液分离机去除悬浮物后其重金属含量显著降低，为食用菌栽培利用提供安全保障。因此，探讨粪渣作为食用菌的栽培原料既可解决食用菌产业原料资源不足问题，又可为污处理寻找新的再利用途径。另外，菌渣和未利用完的猪粪渣可作为堆肥原料再利用。这种模式最大的局限性就是适用性不强，技术不太成熟，推广的范围窄，在我国一般采用此种模式的多为反刍动物养殖场；推广和提高规模化猪场采用食用菌栽培技术将具有很好的发展前景。但就安徽山区来说，由于气候适宜，种植业也能较好发展，所以推广此种工艺是可行的。42.3无害化模式2.3.1自然堆肥工艺家畜粪尿的堆肥化处理，是在好氧条件下利用微生物快速地把排泄物中易分解和较易分解的部分分解转化，起到杀灭病原体、除臭、降低水分含量、减少体积和重量并提高速效养分含量的作用。这是一种典型的将有机粪污变成无机肥料的模式，经过高温堆肥后的原料再使用不会对环境造成二次污染，目前对于此种模式比较推崇。制作优质堆肥的关键就是创造一个适合微生物活动的环境，根据已有的大量文献记载[8]，堆肥中空气氧的体积分数应保持在5％～10％，低于5％会导致厌氧发酵。因此，需要通过翻堆或通风供氧措施来保证堆体好氧状态；而堆肥原料中有机物的含量是产热的必要条件，有机物含量过高将给通风供氧带来影响，从而产生臭气和厌氧，有机物含量过低则会产热不足，难以维持堆肥所需要的温度，并且生产的堆肥产品由于肥效较低而影响其使用。所以，堆肥中最适合的有机物质含量应在20％～80％之间；碳氮比是影响堆肥效果的又一重要因素。研究表明，堆肥原料的理想碳氮比（C/N）为（25～30）∶1，如果比例不对，可以添加秸秆调节；在堆肥过程中，微生物分解有机物和微生物生长繁殖都需要一定的水分，含水率超过70％，温度难以上升，分解速度明显降低，而低于40％，又不能满足微生物生长需要，有机物难以分解，研究认为，50％～60％的含水量最有利于微生物分解；pH值对微生物生长也有重要影响，一般以pH在7.5～8.5之间，可获得最佳的堆肥效率；温度是堆肥能否得以顺利进行的关键，随着堆体温度的升高，微生物活动增强，分解消化速度加快，同时也可以杀灭虫卵、致病菌等，使得堆肥产品可以安全地用于农田，堆体发酵最佳温度为55～60℃。此种工艺用途广，适用性也强，可推广性高，产生的无机肥出售给相关的种植业者还田，不仅减少环境污染、增加土壤肥力，还能变废为宝获得一定的经济利益，实现资源化与无害化的完美结合。但是也要求养殖场要有足够的空地用来建造与养殖规模相匹配的堆粪场。一般来说：存栏1000头猪的养猪场，6个月产粪约360t，需堆粪场容积约450m3；如果堆粪时间为9个月，则需堆粪场容积约675m3。2.3.2微生物发酵处理工艺微生物发酵床生态养殖技术是一种污染物“零排放”的环保型养殖模式，按一定比例将微生物与锯末、米糠等辅助材料混合发酵形成有机垫料，再将猪只放入饲养，猪群的排泄物可被垫料中的微生物迅速降解、消化，从而减少了粪污排放[9]，这是当前提出的养殖粪污无害化排放的典型模式。在发酵床制作过程中常用的菌种包括光合细菌、酵母菌、乳酸菌、芽孢杆菌、放线菌等。发酵床垫料的来源可根据不同地区的资源情况5灵活选择，如华南地区的蔗渣、长江中下游棉花产区的棉秆、北方玉米产区的玉米秸、水稻产区的稻秸和稻壳等，都可以用来加工成垫料。目前认为锯末是最佳的发酵床垫料，稻壳次之，麦麸、米糠、玉米芯等作为营养性垫料。另外，发酵床垫料中还需配比一定量的辅助性原料，例如黄土、盐等[10]。从当前的发酵床垫料使用情况来看，锯末+稻壳的组