规模化猪场粪污处理模式

　　阐述了种处理模式的原理和工艺设计参数。讨论了种处理模式的适用条件和各自的优缺点。

　　基于我国的自然经济状况，认为我国大多数规模化猪场适宜于采用无动力自然处理模式。

　　近年来，我国大中型规模化猪场发展迅速，生产规模由几千头发展到几十万头。这种规模化的集中饲养方式，有利于提高生猪户分散词养相比，规模化伺养能够大大提高生产效率和伺养转换率，降低生产成本，从而增加经济效益。但是这种生产方式造成了粪尿过度集中和冲洗水大量增加，给环境带来了极大压力。

　　对于猪场粪污的处理，国内外研究人员都进行了大量的研究与实践。既有好氧处理，也有厌氧处理，还有好氧+厌氧处理，以及氧化塘人工湿地等自然处理。尽管有这些处理方法，猪场废水处理率仍然很低，广州市只有20畜牧场建有废水处理设施，约有80的畜牧场废水未经有效处理而直接排放全国范围内，处理率更低。导致处理率低的主要原因，是养猪行业属微利行业，受到自然和市场的双重风险，企业经济效益差，没有资金投人废水处理；是环境意识淡薄，执法不严。还有个重要原因是对废水处理认识模糊，些粪污研究和设计人员不切实际地追求处理设施的机械化和现代化，忽视无动力和自然处理系统，错误地认为粪污处理必须要建造复杂的构筑物和现代的机械设备，致使处理工程投资大，运行费用高，养猪企业难以承受，即使建有处理设施，也可能只是摆设。实际上，各地的自然经济条件千差万别，环境容量有大有小，废水排放要求也不尽相同，猪场的规模也大小不，规模化猪场粪污处理不可能采用种方法种模式。

　　粪污处理不管采用什么工艺设备，目的只有个，采用经济有效的方法削减污染物，使水体免受污染。本文根据国内外规模化猪场粪污处理设施的建造和运转情况处理效果，以及我所十年来对猪场粪污处理的研究成果，提出规模化猪场粪污处理的种模式，供决策者和业主参考。

　　1还田模式猪粪还田作肥料坫种传统的经济有效的粪污处置方法，可以使猪粪尿不排向外界环境。生猪分散户养方式的粪污处理均是采用这种处置方法。在美国这样发达的国家，其规模化猪场粪污处理，大多数都是采用养殖工序由水冲式清洗粪尿回到以往传统的稻草或作物秸杆铺垫吸收粪尿，然后制肥还田2.说明这种处理模式仍有较强的生命力。猪粪尿的还田使用，既可以有效地处置污染物，又能将其中有用的营养成分循环于土壤植物生态系统中。猪粪尿冲洗水施于土壤中，通过土壤微生物和植物的作用，将粪尿中有机物质分解转化成稳定的腐殖质以及植物生长因子，有机氮磷转化成无机氮磷，供植物生长利用，从而可以减少化肥的使用。i.i适用范围远离城市，经济落后，土地宽广，有足够规模不大，般出栏在万头规模以下。当地劳动力价格低，大量使用人工清粪，冲洗水量少。5000头猪场排放的粪尿污水冬天1夏天15，1以下。

　　1.2工艺流程干粪外销或生产有机复合肥人工首先将干粪或吸收粪尿垫草清扫出猪舍，清扫出的干粪外销或堆沤后生产有机复合肥。用少量的水冲洗猪舍中残存的粪尿并贮存于贮粪池中，液态粪尿和冲洗水用作猪场种植青饲料的肥料或由周围农户用于肥田。

　　1.3工艺设计参数1.3.1贮粪池的容积这种模式设计的关键参数是确定贮粪池有施用的猪粪污水，不能有多余的污水向水体排放，同时又不能闲置太多的空容积，造成浪费。不同国家猪场贮粪池设计池容均不相同，前苏联按每头猪43设计，而芬兰按1头育肥猪3，1头母猪3，粪肥贮存6个月设计。美国地广人稀，其规模化猪场化粪池设计容量相当大，基本上可以贮存1年的猪粪尿和冲洗水。在中国这样人口众多的国家，显然不现实。笔者建议中国规模化猪场贮粪池容积按以下公式设计。

　　忙裘池应尽量减少池面积和占地面积。池深可达6但深度不得低于正常水位。池壁和池底应有防漏功能以免污染地下水。

　　1.3.2施用量3周不超过次3.

　　1.4特点零排放，*大限度实现资源化，可以减少化肥施用，增加土壤肥力；化猪场，猎粪水贮存30天，投资约1万元。

　　不耗能，不需专人管理，基本无运行费。

　　存在着传播畜禽疾病和人畜共患病不合理的使用方式或连续过量使用会导致硝酸盐磷及重金属的沉积，从而对地水和地下水构成污染；恶臭以及降解过程产生的氨硫化氢等有害气体的释放会对大气构成威胁。

　　2无动力自然处理模式这种模式是中国沼气研究和推广人员在城镇生活污水净化沼气池基础上开发的种猪场粪污处理工艺。废水处理以环境效益为主，同时兼顾能源沼气回收。以厌氧消化为主体工艺，结合氧化塘或土地处理系统人工湿地等自然处理系统，可以使处理出水达到排放标准。在我国南方地区已得到了较为广泛的推广应用45.

　　2.1适用范围离城市较远，经济欠发达，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。猪场规模中等，般年出栏在5万头以下。当地劳动力价格较低，以人工清粪为主，水冲为辅，冲洗水量中等，进入处理系统污水，*好在60001厂1以下。

　　2.2工艺流程沼气作燃料本工艺由厌氧系统和自然处理系统两大部分组成，各系统又分若干单元。

　　人工清除干，后，冲洗水再经过格栅，将残留的干粪和残渣拦截并人工清除。清除的干粪出售或生产有机复合肥。固液分离后的猪场污水，有机负荷可减少50以上。

　　经过格栅后猪场污水进入厌氧消化池。

　　在此阶段，污水中颗粒状的无机有机物和寄生虫卵依靠重力作用沉淀分离，减少进人厌氧滤池的悬浮物浓度。更重要的是在厌氧微生物的作用下降解部分有机物，并产生沼气。

　　严格的厌氧条件可以抑制或杀灭寄生虫卵和部分病原菌。

　　厌氧滤池内设置填料用以附着微生物，利用附着的和悬浮的微生物去除有机污染物。

　　经过厌氧处理的污水进入兼氧滤池，兼氧滤池内设滤料，留有通气空隙，功能是截留少量漂浮物质，兼氧细菌分解去除有机污染物。

　　厌氧系统为多级自流折流式厌氧池，均建在地下，般为钢筋混凝土拱形结构。

　　兼氧滤池出水*后进入自然处理系统，如氧化塘土地处理系统以及人工湿地等，般采用氧化塘。在氧化塘中依靠藻菌共生系统去除污水中的污染物。氧化塘为多级串联，有兼氧塘水生植物塘或藻类塘等多种形2.3工艺设计参数2.3.1厌氧系统根据文献5，提出以下厌氧系统设计参数水力停留时间48山容积负荷0.41.0让831；氧化塘系统设计参考污水稳定塘设计规范6，提出以下设计参数2.4特点投资省，个万头猪场废水处理工程投资约25，35万元，仅占猪场建设总投资的34；5；运行管理费用低，不耗能；污泥量少，不需要复杂的污泥处理系统；不需复杂的设备，管理方便，对周围环境影响小，无噪音；可以回收能源甲烷；缺点需要占用大量土地；负荷低，产气率低，甲烷回收量少；厌氧系统建于地下，出泥困难，维修不方便；有污染地下水的可能。

　　3机械化处理模式这种模式粪污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组成，需要较为复杂的机械设备和要求高的构筑物，其设计运转均需要受过较高教育的技术人员来执行。与前两种模式相比，这是种技术含量*高的处理模3.1适用范围地处大城市近郊，经济发达，土地紧张，没有足够的农田消纳猪场粪污的地区。猪场规模大，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，5万头猪场排放的粪尿污水在500，13，上。

　　3.2工艺流程打机复介肥达标排放用水将猪粪尿冲人粪沟，通过固液分离机将固态猪粪分离出来，分离出的粪渣出售或生产有机复合肥。

　　厌氧处理系统为高效厌氧反应器，采用UASB，或全混式厌氧反应器+复合式厌氧污泥床哪，好氧处理系统有活性污泥法接触氧化法，间歇式活性污泥法38幻。*好采用38因为该工艺在个构筑物中完成生物降解和污泥沉淀两种作用，减少了全套沉池和污泥回流设施，在缺氧混合与曝气反应反复交替运行的系统中降解有机物，同时脱氮除磷。

　　如果离城市污水厂比较近，厌氧处理出水可以引入城市污水厂与城市污水起处理。

　　好氧处理的出水仍然不能达到排放标准，还要进行进步处理，可以采用絮凝活性炭吸附臭氧氧化或膜过滤等物化处理方法，但是处理费用昂贵6.

　　3.3工艺设计参数根据多年的研究工程经验及文献7，笔者提出以下厌氧系统与好氧系统设计参数。

　　厌氧系统好氧处理系统3.4特点优点适应性广，不受地理位置限制；容积负荷高，容积产气率高，甲烷回收量多；占地少；缺点投资大，5万头规模的猪场，投资在能耗高，处理1！污水，耗电约1.5运行费高，处理，3污水，运行费2.0元以上；机械设备多，维护管理量大；需要专门的技术人员运行管理；几种模式仅仅是人为的划分，并非成不变。例如还田制肥模式的贮粪池可以建成地下式厌氧消化池；如果有足够的农田用肥，无动力自然处理模式中厌氧段的出水可以直接作肥料，而不需要再进行处理；如果有土地可以利用，机械化处理模式的厌氧出水可以进行自然处理，而不进行昂贵的好氧处理和后处理。

　　还田制肥模式可以实现污染物零排放，资源化程度*高，但是，如果猪场没有足够的农田消纳粪污能力，需要周围农户使用猪场粪污，就存在着与周围农户协调问。机械化处理模式投资非常高，规模小的猪场是难以承受的，即使能修建处理设施，也可能会因为高运行费用而无法运转，该模式只能在前两种模式无条件应用时，才选用。综合比较，无动力自然处理模式较具优势，因为我国规模化猪场多半建在离大城市较远的地区，饲养规模也不大，般在2万头以下。因此笔者倾向于我国规模化粪污处理采用无动力自然处理模式。

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　　410厌氧反应器具有产业化的发展前景现有的厌氧反应器有机负荷较低，所需容积大，产业化十分困难。所以，开发高有机负荷的反应器是实现产业化的先决条件。由于反应器有机负荷高，反应器容积可大大缩小，10反应器较其它厌氧反应器更具备产业化的条件。我们已设计出了生产运输安装和维修都十分方便的可工厂化生产的10反应器，现正是中试过程中。

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(完)