规模化猪场废水处理技术简介(含设计参数)

规模化猪场废水处理技术简介陈小华目录•1.前言•2.规模化猪场废水处理技术背景•3.规模化猪场废水处理模式的介绍•4.大农业生态处理系统•5.零废水排放-发酵床•6.结论•7.相关的设计参数•8.附件1.前言•我国是世界上最大的养猪大国，世界上1/2的存栏猪在中国饲养，随着养猪产业化的兴起，规模化养猪场越来越多，也越来越大，随之而来的是环境问题，这就是逐步增加的往环境中大量排放的猪场废水，它们大多未经妥善回收及利用、处理而直接排放，对环境造成了严重污染。长江入海口造成杭州湾水体污染，以有机氮为例，化肥污染占40%，而禽畜粪便污染占35%，禽畜粪便成为环境非点源污染的主要污染源之一。•我国年出栏5.6亿头猪，每年可产生鲜粪尿为3.9～4.0亿吨，如果能将这些猪粪尿充分利用起来，按正常施肥量可解决全国1/10的农田用肥，对增加我国种植业的施肥量及减少化肥的用量将有很大的影响。化肥施用量过大，不仅对土壤的团粒结构有破坏作用，而且也是一种地面水污染源。•禽畜养殖污染已经引起了各方的高度关注，规模化禽畜粪便处理也成为了热点研究问题。2.规模化猪场废水处理技术背景•猪场废水主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水,属高浓度有机废水,而且悬浮物和氨氮含量大。研究资料表明,猪粪的BOD负荷量约为60g/L,猪粪尿BOD约为30g/L,猪场排放废水的BOD高达2-8g/L,COD高达5-20g/L。养猪业属微利行业,不可能投入很多资金用于处理废水,所以猪场废水处理难度很大。•国内外规模化猪场粪便污水处理的单项技术种类繁多，但目前尚难找出一种单一的处理方法。因为某一种处理方法能否被接受,不仅要考虑这种处理方法在技术上的优势,还要考虑实现这种废水处理方法的投资、日常运行费用和操作是否方便等。•总的来说，规模化猪场废水处理模式可分为三种：•1.厌氧-还田模式•2.厌氧-自然处理模式•3.厌氧-好氧处理模式(工业化处理模式)。3.规模化猪场废水处理模式的介绍•3.1清洁生产•按照减量化、资源化、无害化、生态化和运行费用低廉化的基本原则，规模化猪场废水处理的首要问题是实施清洁生产，变末端治理为源头控制以及全程序污染防治，然后才进行处理和利用。•具体措施如下：•1)干稀分流，采用干清粪工艺，减少污水量，使干粪与尿及冲洗水分流，最大限度地保存粪中的营养物，减少污水中污染物的浓度。•2)改进冲洗设施，采用节水的冲洗设备，如高压水冲洗。•3)雨污分流，修建双排水沟，一条作雨水沟，用于收集雨水。一条作污水沟，用于收集粪尿污水，只让污水进入处理设施。•4)采取措施优化饲料配方，提高饲料利用率，特别是氮磷利用率，减少排泄物中污染物的量•5)改进饲养技术、减少饲料残余与流失、改善畜舍结构以及通风供暖工艺等都可以减少畜禽污染物浓度及数量。3.2厌氧-还田模式•粪便污水还田作肥料是一种传统的、最经济有效的处置方法，可以使粪尿污水不排向外界环境，达到零排放。分散户养方式的粪污处理均是采用这种方法。国内一般采用厌氧消化后再还田利用，这样可以避免有机物浓度过高引起烂根和烧苗；经过厌氧发酵，可以回收甲烷；并能杀灭部分寄生虫卵和病原微生物，防止传播畜禽疾病和人畜共患病。•（1）应用范围：这种模式适用于远离城市，经济比较落后，土地宽广的规模化猪场。猪场周围必须要有足够的农田消纳粪便污水。要求养殖规模不大，养猪场一般出栏在2万头规模以下，当地劳动力价格低，大量使用人工清粪，冲洗水量少。（2）工艺流程图：•（3）优缺点：污染物零排放，最大限度实现资源化，可以减少化肥施用，增加土壤肥力。但是，也存在需要消纳沼渣沼液的土地面积大，适应性不强，以及卫生安全风险和地下水和大气污染等问题。3.3厌氧-自然处理模式•猪场废水经过厌氧消化处理后，再采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等自然处理系统对厌氧消化液进行后处理。厌氧处理有地上式和地下式。•（1）应用范围：适用于离城市较远，经济欠发达，气温较高，土地宽广，地价较低、有滩涂、荒地、林地或低洼地可作废水自然处理系统的地区。规模化猪场规模一般不能太大，一般年出栏在5万头以下为宜，以人工清粪为主，水冲为辅，冲洗水量中等。•（2）工艺流程图：•（3）优缺点：•优点：在于运行管理简单，能耗低，可持续运行。•缺点：是占地较多；处理效果受季节温度变化影响，冬季处理效果不能保证。3.4厌氧-好氧处理模式•厌氧-好氧处理模式的猪场废水处理系统由预处理、厌氧处理、好氧处理、后处理、污泥处理及沼气净化、贮存与利用等部分组成。需要较为复杂的机械设备和要求较高的构筑物，其设计、运转均需要受过较高教育的技术人员来执行。•（1）应用范围：适用于地处大城市近郊，经济发达，土地紧张，没有足够的农田消纳规模化猪场粪污的地区。采用这种模式的猪场规模较大，一般出栏在5万头规模以上，当地劳动力价格昂贵，主要使用水冲清粪，冲洗水量大。•（2）工艺流程图：•（3）厌氧处理：新型高效厌氧反应器（UBF）；折流式厌氧消化池（ABR）；上流式厌氧污泥床（UASB）。•（4）好氧处理：活性污泥法；接触氧化法；氧化沟；间歇式活性污泥法（SBR）。•（5）优缺点：厌氧-好氧处理模式的主要优势在于占地少，适应性广，几乎不受地理位置限制。主要问题是投资大，能耗高，运转费用昂贵，运行管理复杂。沼气工程参数•猪粪理论产气系数：0.3m3/kgts,•猪粪便含固量TS%为20%•贮气柜容积为日产气量X60%•沼渣量=猪粪干物质X(1-65%-3%)/(1-70%)•(粪污经预处理和厌氧反应，干物质被降解65%，经固液分离机沼液中含干物质3%，沼渣含水量70%)•沼液量=干物质/厌氧反应器固体溶度-干物质X65%-沼渣量•每亩农田每年可消纳沼液沼渣肥10t•如：12吨鲜猪粪厌氧反应器固体溶度6%•Q产气量=12*20%*1000*0.3=720M3*DQ气柜量=Q产气量*60%=432M3*D•Q沼渣量=12*20%*（1-65%-3%）/（1-70%）=2.56t/d•Q沼液量=12*20%/6%-12*20%*65%-Q沼渣量=35.88t/d•水力停留时间：•UASB1-5dUSR8-15dCSRT15-30d一体化设备15-30d3.5三种模式的经济分析•①厌氧-还田模式与厌氧-自然处理模式：a.租用土地:前者明显高于后者；b.自有土地:前者费用低于后者，且效益更高•②厌氧-好氧处理模式的投资、电耗和运行费均高于前2种，几乎不可能回收投资。规模小的规模化猪场难以承受，即使能修建处理设施，也可能会因为高运转费用而无法运转，该模式只能在前2种模式无条件应用时才选用。•我国规模化猪场大多建在离大城市较远的地区，饲养规模不大。基于自然经济状况，认为我国大多数规模化猪场适宜于采用厌氧-还田与厌氧-自然处理模式相结合的处理方法。4.大农业生态处理系统•大农业生态处理基本思想：养猪的基本原料——饲料主要来自于种植业，而养猪业的粪肥又要还之于种植业。•4.1稻田——猪场系统•在农村城镇化过程中，使养猪业和种植业同步按比例发展，在田间地头养猪，猪粪尿直接送入田间，减少运输费用，又可远离居民区。同时发动农户发展沼气生产，以猪粪养蛆、养鱼，形成猪—沼气—鱼生态循环圈，建设良性生态农业。4.2物质循环利用型生态系统•种植业、养殖业、沼气工程三结合，形成物质循环利用型生态系统：•①将猪场的粪便污水冲入沼气池，经厌氧发酵产生沼气，沼气供民用炊事、照明、采暖（温室大棚等）乃至发电；•②沼液可作为优质饵料，用以养鱼、养虾等，还可以用来浸种、浸根、浇花，并对作物、果蔬叶面、根部施肥；•③沼气渣可用作培养食用菌，解决饲养畜禽蛋白质饲料不足的问题，剩余的废渣还可以返田增加肥力，改良土壤，防止土地板结，减少化肥的用量。5.零废水排放-发酵床•5.1简介•发酵床养猪技术就是在土壤中采集出一种微生物菌落，经过特定营养剂的培养形成白色土著微生物原种，将“原种”按一定比例掺拌锯屑或稻皮和泥土，以此作为猪圈的垫料。5.零废水排放-发酵床•5.2工作原理•利用生猪的拱翻习性，使猪粪、尿和垫料充分混合，通过土壤微生物菌落的分解发酵，使猪粪、尿中的有机物质得到充分的分解和转化，微生物以尚未消化的猪粪为食饵，繁殖滋生，随着猪粪尿的消化，臭味也就没有了。5.零废水排放-发酵床•5.3运行优缺点•1.无排放、无臭气、无污染。•发酵床中的微生物将粪便分解消化，转化成微生物自身的物质、水和CO2.•2.节省饲料、降低成本、提高效益。•由于猪粪、尿被微生物分解转化为可被猪食用无机物和菌蛋白质，而且锯屑中的木质纤维和半纤维也可被降解转化成易发酵的糖类，猪通过翻拱食用，给猪提供了一定的蛋白质等营养，从而减少了精饲料的供应5.零废水排放-发酵床•3.发病率下降，减少用药,提高猪肉品质•由于发酵床中大量土壤有益微生物布满猪舍地面，在饲养过程中发病率较低，特别是呼吸道疾病和消化道疾病的发生，较传统饲养有大幅下降，这不仅减少用药量，减轻药费负担，同时还提高了猪肉的品质。•4.降低用水量•比传统养猪方式减小了猪舍冲水清洁，可减少75-90%的水量，零废水排放，免去污水处理工程投资和运行费用。5.零废水排放-发酵床•5.发酵床的微生物控制•发酵床的原料确定：根据当地特点持续供应，稻壳、木屑、玉米杆、水稻杆、葵花杆等。•发酵床的原料保持：仓库干燥保存•发酵床微生物运行：微生物种类的确定、微生物菌种的强化、发酵床的运行温度控制、湿度控制6.结论•现在猪场废水污染是因为大规模的养猪业与种植业生产之间产生了错位，造成生物“断链”所至，应该把握现代的生态理论和思想，转变观念、调整思路，加强还田的基础研究，解决还田型的关键技术，形成一整套规范化的技术标准、设施图纸和与其配套的操作规程等，实现农牧循环经济的重要举措，走畜牧业可持续发展道路，迎接生态文明新时代的挑战。7.相关的设计参数•猪场废水设计参数相关的设计标准•猪场废水设计参数相关的设计标准•猪场废水设计参数相关的设计标准•猪场废水设计参数相关的设计标准•猪场废水设计参数相关的设计标准干法清粪：1.2-1.8吨/100头.天水冲工艺：2.5-3.5吨/100头.天猪的不同阶段粪便/猪液体粪便/猪生长猪体重（kg）周龄升升18~918~225.17.14~113~61.11.611~236~93.43.123~349~123.44.834~5712~165.17.157~8016~207.410.280~9120~229.112.7干奶期母猪11.315.9哺乳母猪和仔猪3周龄断奶15.621.86周龄断奶15.927.5日排污量参数表8.附件•1.GB8978-1996污水综合排放标准•2.GB18596-2001畜禽养殖业污染物排放标准•3.NY/T1168-2006畜禽粪便无害化处理技术规范•4.NY∕T682-2003畜禽场场区设计技术规范•5.HJ-T81-2001畜禽养殖业污染防治技术规范•6.NYT1220.1-2006沼气工程技术规范第1部分工艺设计•7.GB18877-2009有机-无机复混肥料•8.GBT17824.1-2008规模猪场建设•9.GB5084-2005-农田灌溉水质谢谢您