畜禽糞便廢水處理主要污染指標(biāo)

1、水污染治理技術(shù) 之畜禽糞便廢水處理表六各主要處理構(gòu)筑物對COD的處理效果名稱進(jìn)水COD(mg/L)出 水COD(mg/L)COD去除率(%)固液分離器180001260030調(diào)節(jié)池12600UASB12600126090SBR126025280氧化塘2526080處理前（單位：kg/t）項(xiàng)目CODBOD5NH3-NTPTN牛 糞 尿31.06.024.534.01.713.471.180.404.378.0豬 糞 尿52.09.057.035.03.081.433.410.525.883.3羊 糞 尿4.634.100.802.601.967.514.0雞 糞4547.874.785.379.

2、84鴨 糞46.330.00.806.2011.00處理后畜禽糞便廢水隨著人民生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的巨大變化，畜禽產(chǎn)品在飲食結(jié)構(gòu)中所占比重逐漸增大，因此，養(yǎng)殖業(yè)也得到了迅猛發(fā)展。近20年來，我國禽畜養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，在解決人類肉、蛋、奶需求的同時，也帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。據(jù)測，一個萬頭生豬養(yǎng)殖場日排泄物約150t。國家環(huán)保總局2002年對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染情況調(diào)查結(jié)果顯示:畜禽糞便產(chǎn)量和COD排放量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)廢水和生活用水排放量之和， 2010年達(dá)到45億t。大量畜禽糞便污染物不但不能被充分利用，有些還被隨意排放到自然環(huán)境中，從而對我國生態(tài)環(huán)境形成了巨大的壓力，使得水體、土

3、壤以及大氣等環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染，因此，對畜禽糞便進(jìn)行減量化、無害化和資源化，防止和消除畜禽糞便污染，對于保護(hù)城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分積極的意義。一、農(nóng)業(yè)畜禽糞便的特性畜禽養(yǎng)殖類型，其糞便排放量有較大差異。不同畜禽生長周期也有一定差異。表一是綜合多種資料得出的農(nóng)村散養(yǎng)條件下不同畜禽的糞便排放量。表二是規(guī)?；B(yǎng)豬條件下糞便排放量。表一 畜禽的糞便排放量種類體重/kg日產(chǎn)糞便/kg日排尿量/kg年產(chǎn)糞便/kg豬504152190牛500343412410馬50015155475羊151.52548雞1.50.1 036.5畜禽糞便中含有大量的對環(huán)境造成嚴(yán)重影響的污染物質(zhì)

4、。國家環(huán)境保護(hù)總局南京環(huán)境科學(xué)研究所研究了太湖地區(qū)的畜禽糞便污染，測定了各種類型畜禽糞便中COD、BOD5、NH3-N、總氮及總磷的含量（表三），這一結(jié)果與其他有關(guān)研究基本一致。表二 規(guī)模化豬場糞尿及其干物質(zhì)排放量項(xiàng)目日齡/d糞便排放量/(kg/頭)尿排放量/(kg/頭)糞尿排放總量/(kg/頭)TS排放量/(kg/頭)TS平均數(shù)/(kg/頭)母豬 生產(chǎn)母 后備母365180502255351055710604950919公豬 公豬 后備公365180302269359957072804950670仔豬 哺乳仔 斷奶仔35357005100813513235011302190166育肥豬901

5、8013217203533567029104890390 表三 畜禽糞便中污染物含量 單位：kg/t項(xiàng)目CODBOD5NH3-NTPTN牛 糞 尿31.06.024.534.01.713.471.180.404.378.0豬 糞 尿52.09.057.035.03.081.433.410.525.883.3羊 糞 尿4.634.100.802.601.967.514.0雞 糞4547.874.785.379.84鴨 糞46.330.00.806.2011.00二、畜禽糞便污染狀況及防治存在的問題畜禽糞便存在大量的氮、磷、有機(jī)懸浮物、重金屬、致病菌及寄生蟲。具體污染主要有以下幾個方便：1污染土壤

6、畜禽糞便直接排放地表，可導(dǎo)致土壤空隙堵塞，造成土壤透氣、透水性下降，引起土壤板結(jié)。飼料中的礦物質(zhì)、微量元素添加劑所含的銅、鋅、砷等重金屬經(jīng)畜禽糞便濃縮后排入土壤，可造成土壤長期的重金屬污染。如銅的過量應(yīng)用將引起植物中銅含量的增加、植物生長減慢、產(chǎn)量降低；長期在牧草地上大量施用含銅高的糞便，致使牧草（干重）含銅量很高，當(dāng)牧草（干重）含銅量達(dá)1520mg/kg時，可使對銅敏感的綿羊發(fā)生中毒。2污染水質(zhì)畜禽糞便中的有機(jī)物大量排入農(nóng)村溝渠、江海湖泊中，在微生物分解過程中會造成水體缺氧，釋放的氮磷營養(yǎng)元素，則會引起水體富營養(yǎng)化，影響水生生物的生存。若有害、有毒物質(zhì)通過土壤進(jìn)入地表水，還會造成地表水的污染

7、。3污染空氣畜禽糞便的堆積，會產(chǎn)生大量含氨、硫化氫、甲烷、吲哚、糞臭素等有毒有害氣體成分，這類惡臭氣體污染空氣不僅對畜禽正常生長造成不利，而且直接給臨近居民的生活和健康帶來不良影響。4傳播疾病畜禽糞便一般含有大量的病原微生物，如黃曲霉素、沙門氏菌、志賀氏菌等；以及寄生蟲，如血吸蟲、旋毛囊蟲等，如沒有得到及時有效處理，會導(dǎo)致環(huán)境惡化，大量病原微生物、寄生蟲蟲卵及蚊蠅的滋生，極易造成人畜傳染病的發(fā)生，影響畜禽養(yǎng)殖效益，而且還會對人類健康甚至生命造成威脅。在大中型畜禽養(yǎng)殖場中，只有少部分進(jìn)行了糞便處理，主要用作堆肥或生產(chǎn)沼氣，大部分都未做任何處理。根據(jù)國家環(huán)?？偩终{(diào)查顯示，我國規(guī)?；笄輬龅暮暧^環(huán)境

8、管理水平普遍較低，全國90%的規(guī)模化養(yǎng)殖場未經(jīng)環(huán)境影響評價，60%的養(yǎng)殖場缺乏干濕分離這一最為必要的污染防治措施。此外，環(huán)境污染治理的投資力度明顯不足，80%左右的規(guī)模化養(yǎng)殖場缺少必要的污染治理投資。一些地方將規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加農(nóng)民收入的重要途徑加以鼓勵，但環(huán)境意識相對薄弱，污染治理嚴(yán)重滯后。在農(nóng)村畜禽糞便的處理上主要存在以下問題：1農(nóng)民用人畜糞便做肥料，使用上比較隨意，沒有發(fā)揮最大的效益，施用量一般偏高，也不注意N、P、K的比例，各地都按自己的習(xí)慣來施肥，結(jié)果因施肥過高反而造成作物減產(chǎn)，同時養(yǎng)分大量流失造成江河、湖泊造成面源污染。2畜禽糞便無害化處理率低，全國農(nóng)村平均小于3

9、%。由于近幾年禽糞水量急劇增加，而無害化處理、利用能力卻有限，多數(shù)未經(jīng)處理就任其流入水體，惡化環(huán)境、影響生產(chǎn)及人畜健康。3農(nóng)戶用沼氣池處理畜禽糞便，沼氣產(chǎn)率低，受氣溫變化的影響大。經(jīng)濟(jì)效益低，沒有政府扶持，沼氣人難大規(guī)模推廣。4禽糞水無害化處理的技術(shù)比較落后，總體水平比較低。各地農(nóng)村因經(jīng)濟(jì)水平有限，許多先進(jìn)設(shè)備技術(shù)無能力投資，所以都在因地制宜研究經(jīng)濟(jì)適用的新技術(shù)、新方法，這些技術(shù)和方法尚處在試驗(yàn)階段，還不夠成熟，能夠推廣的不多。三、畜禽糞便廢水的處理工藝（一）好氧堆肥技術(shù)畜禽糞便通過好氧堆肥處理，使堆肥原料中不穩(wěn)定的有機(jī)物，經(jīng)過一定時間的氧化和腐熟，形成性質(zhì)穩(wěn)定、對農(nóng)作物無害、可作為土壤改良劑

10、的堆肥產(chǎn)品。堆肥可以分為升溫、高溫、降溫和腐熟四個階段。而影響堆肥的因素包括：含水量、通氣狀況、C/N和C/P比、溫度、接種劑和酸堿度。因此，在工藝上要對這些因素進(jìn)行考慮。工藝流程：畜禽糞便貯料池一次發(fā)酵商品有機(jī)肥或還田二次發(fā)酵添加酶制劑調(diào)節(jié)水分，C/N圖1 畜禽糞便好氧堆肥工藝流程特點(diǎn)：不受季節(jié)限制，一次性投資小，占地面積小，運(yùn)行管理費(fèi)用低。立即轉(zhuǎn)成好氧發(fā)酵，沒有臭味，是無害化處理。畜禽糞便從被處理到有機(jī)肥產(chǎn)生僅需10d左右，生產(chǎn)周期短。操作簡單，維護(hù)方便。（二）固液分離技術(shù)1、固液分離工藝的特點(diǎn)采用固液分離技術(shù)可以降低糞污中SS的含量，經(jīng)固液分離后，污水中的COD可下降40%左右，為高效的

11、厭氧工藝創(chuàng)造了條件，若COD（或SS）過高，則可能堵塞高效過濾器或污泥床。由于COD的降低，減輕了厭氧處理的負(fù)荷，減少了污泥的產(chǎn)生量，縮小了厭氧處理裝置的容積和占地面積，降低了造價。2、固液分離設(shè)備目前養(yǎng)殖業(yè)糞污處理主要采用機(jī)械物理分離，而研究資料表明，采用XJG-25型斜板擠壓分離機(jī)是目前比較好的糞污固液分離設(shè)備。已在養(yǎng)殖場推廣使用，分離后糞渣含水率65%70%。例如：廣東省板嶺原種豬場首先采用簡單的斜板擠壓式固液分離機(jī)去除較大的糞渣，再利用沉淀去除細(xì)小糞泥。這種方式降低污水中的有機(jī)物含量十分有效，無需添加任何絮凝劑，又為下一步采用先進(jìn)、高效的厭氧裝置提供了良好的條件。但是設(shè)備價格比較昂貴。

12、因此可以選用一般的固液分離技術(shù)，如：篩濾、離心、過濾、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。（三）微生物處理技術(shù)由于經(jīng)過固液分離后，糞污中的有機(jī)物含量高，在畜禽養(yǎng)殖場中多用厭氧-好氧的處理工藝，先通過厭氧的處理工藝除去大部分的有機(jī)物，去除率為60%80%。再通過好氧處理工藝，可使有機(jī)物含量進(jìn)一步降低，在經(jīng)過生物塘的降解，可使處理過的廢水達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）。1、 厭氧處理工藝（1）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）UASB反應(yīng)器由三個功能區(qū)組成，即底部的布水區(qū)、中部的污泥反應(yīng)區(qū)、頂部的氣液固三相分離區(qū)（包括沉淀區(qū)）。廢水從厭氧污泥床底部流入與污泥進(jìn)行混合接觸，污泥中

13、的微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中不斷并合，逐漸形成較大的氣泡，在這種氣泡的碰撞、結(jié)合、上升的攪動作用下，使得污泥床區(qū)以上的污泥呈松散狀態(tài)，并與廢水充分混合接觸。廢水中的大部分有機(jī)物在這個區(qū)域被分解轉(zhuǎn)化。在反應(yīng)器的上部設(shè)有固、液、氣三相分離器，含有大量氣泡的混合液不斷上升，達(dá)到三相分離下部，首先將氣體進(jìn)行分離，被分離出來的氣體進(jìn)入氣室，并用導(dǎo)管導(dǎo)出。固液混合液進(jìn)入三相分離區(qū)，失去攪動作用的污泥發(fā)生絮凝沉淀，上清液溢流排出。如下圖：（2）升流式污泥床反應(yīng)器（USR）采用上流式污泥床原理，無內(nèi)部機(jī)械攪拌，具有效率高、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)在于消化器內(nèi)滯留了大量的厭氧流活性污泥，這些污泥具

14、有極好的沉降性能和很好的生物活性，提高了消化器內(nèi)的負(fù)荷和產(chǎn)氣率。目前升流式污泥床反應(yīng)器已常被用于豬糞廢水和雞糞糞水的處置，其裝置產(chǎn)氣率可達(dá)4m3/ (m3·d),COD去除率達(dá)80%以上。如下圖： （3）厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）ABR反應(yīng)器是一種由多個隔室組成的結(jié)構(gòu)，被處理的廢水一次流經(jīng)每個隔室且水流的流動在反應(yīng)器中呈上、下交替運(yùn)行，在每個隔室中進(jìn)行著有不同菌群生物參與的對有機(jī)質(zhì)的生物降解過程。其工藝結(jié)構(gòu)構(gòu)造比UASB更為簡單，不需要復(fù)雜的三相分離器。是氧一體化的反應(yīng)器。ABR污水生物處理技術(shù)更為靈活、方便，投資費(fèi)用更低。以下是ABR反應(yīng)器圖：統(tǒng)一集氣室 分離集氣室三種工藝比較工藝

15、產(chǎn)氣率m3/m3·dCOD去除率占地面積成本投資UASBUSRABR0.81.544.85680%90%80%85%80%91%1015m21015m23040m23540萬元3040萬元4045萬元（4）沼氣利用技術(shù)利用厭氧生物技術(shù)通過配套相應(yīng)的設(shè)施，將養(yǎng)殖廢水制成以甲烷為主要成分的沼氣，通過沼氣池收集到的沼氣應(yīng)用于職工生活、圈舍保溫等。沼液可以進(jìn)入到生物氧化池或者直接用于農(nóng)田的灌溉、養(yǎng)魚等。沼渣可以生產(chǎn)有機(jī)肥、培育食用菌后者進(jìn)行養(yǎng)魚。2好氧技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖廢水處理中，由于所處理的廢水有機(jī)物濃度較高，厭氧處理的出水中COD的濃度和氨氮濃度仍比較高，很難達(dá)到排放或再利用的標(biāo)準(zhǔn)，因此，通

16、常以好氧方法對厭氧出水做進(jìn)一步的處理。好氧生物處理法可分為天然好氧生物法和人工好氧生物法兩類。天然好氧生物處理法有氧化塘和土地處理等，對地形和自然條件要求比較高，去除效果不佳。人工的好氧生物處理法包括：序批式活性污泥（SBR）、ICEAS工藝、CASS工藝、生物膜法等。（1） SBR工藝典型的SBR系統(tǒng)分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置共五個階段。反應(yīng)池在一定時間間隔內(nèi)充滿污水，以間歇方式運(yùn)行，處理后的混合夜經(jīng)過一段時間的沉淀后，從池中排出上清液，沉淀的生物污泥則留于池內(nèi)，用于再次與污水混合進(jìn)行處理，這樣依次反復(fù)進(jìn)行，便構(gòu)成了序批式處理工藝；優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，占地面積小，工程造價低；運(yùn)行方式靈活，

17、處理效果好，具有良好的脫氮除磷功能；缺點(diǎn)：傳統(tǒng)的SBR工藝在工業(yè)應(yīng)用中，若進(jìn)水流量較大，則需調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)，增大投資；如對脫氮除磷要求高還需對工藝進(jìn)行改造。（2）生物膜法生物處理池中的關(guān)鍵的膜分離單元以一定間隔放置在池后端，池內(nèi)的活性污泥對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解，降解后的水通過中空絲狀膜排放。生物處理池采用微孔曝氣器曝氣，部分污泥回流至池前端，回流比最高可達(dá)到900。在膜分離裝置前，高濃度活性污泥與廢水充分混合，有機(jī)物在被微生物降解的同時，氨氮也被亞硝酸菌氧化成硝酸根離子，再回流至池前端利用進(jìn)水的有機(jī)物碳源進(jìn)行反硝化，最終使硝酸根離子還原成為N2，達(dá)到脫氮的作用。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，處理池中活性污泥濃

18、度可達(dá)800012000mg/l。采用生物膜技術(shù)的處理工藝與普通活性污泥法相比較，生物膜處理池通過膜分離單元將清水直接抽出，不參加回流的部分污泥可直接被分離，不需要再設(shè)置二沉池進(jìn)行固液分離。這樣池內(nèi)的活性污泥及微生物不會流失，可保持高濃度的微生物菌類，這樣保證了穩(wěn)定的有機(jī)物降解率和氨氮去除率，同時由于處理池中的活性污泥濃度是普通活性污泥法污泥濃度的34倍，使其占地面積只有普通活性污泥法處理池的1314。四、認(rèn)真治理農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染一、加強(qiáng)宣傳教育，引導(dǎo)養(yǎng)殖戶發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖。充分利用電視、廣播、報紙、網(wǎng)絡(luò)等媒體，分層次、多渠道開展畜禽養(yǎng)殖污染防治知識和政策法規(guī)宣傳,倡導(dǎo)使用農(nóng)家肥，提高養(yǎng)殖業(yè)主的環(huán)

19、保意識。加強(qiáng)培訓(xùn)和指導(dǎo),采用現(xiàn)場參觀、專題講座等方式,推廣先進(jìn)的治理技術(shù)和養(yǎng)殖模式。二、嚴(yán)格市場準(zhǔn)入，控制新污染源產(chǎn)生。劃定畜禽禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)，將現(xiàn)有養(yǎng)殖場逐步向定點(diǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移。嚴(yán)格落實(shí)環(huán)保審批制度，新建畜禽養(yǎng)殖場要辦理環(huán)境影響評價手續(xù)。畜禽養(yǎng)殖場污染防治設(shè)施, 要與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投產(chǎn)使用。畜禽養(yǎng)殖場竣工驗(yàn)收時，農(nóng)業(yè)、環(huán)保、工商、所在地鎮(zhèn)政府及周邊群眾代表應(yīng)共同參與。三、嚴(yán)格整改，削減現(xiàn)有污染源。合并散養(yǎng)戶，將目前的一家一戶松散型養(yǎng)殖模式改為區(qū)域化集約型養(yǎng)殖，也可建立集中養(yǎng)殖小區(qū)，建設(shè)共用的污染治理中心。改造老養(yǎng)殖場，實(shí)行生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、管理區(qū)的隔離。禁止水沖糞式的工藝

20、，實(shí)行干濕分離、雨污分流、料水分離。配套建設(shè)集糞池，對儲存廢渣的地面進(jìn)行水泥硬化。引導(dǎo)養(yǎng)殖戶采用環(huán)保生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)，建設(shè)沼氣工程，對畜禽糞便進(jìn)行綜合利用。四、推廣已有的糞便綜合利用模式，探尋經(jīng)濟(jì)適用的糞污治理新技術(shù)。推廣沼氣生態(tài)模式，倡導(dǎo)種養(yǎng)平衡模式，將畜禽糞便作為種植業(yè)有機(jī)肥料供應(yīng)源，就地還田。建設(shè)有機(jī)肥生產(chǎn)基地，將畜禽糞便干濕分離，其中干物質(zhì)進(jìn)行堆肥發(fā)酵，生產(chǎn)商品有機(jī)肥。繼續(xù)推廣生物發(fā)酵床零排放養(yǎng)豬法，加強(qiáng)對養(yǎng)殖業(yè)主的監(jiān)管力度，依法查處違法建設(shè)、超標(biāo)排放等環(huán)境違法行為。五、加大扶持力度。在治理技術(shù)、工程資金、貸款利率等方面給予優(yōu)惠政策。對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染治理重點(diǎn)項(xiàng)目給予重點(diǎn)扶持。設(shè)立專項(xiàng)治

21、理資金，用于對畜禽污染治理研究、設(shè)施工程補(bǔ)助、示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)檢查、咨詢培訓(xùn)、總結(jié)驗(yàn)收和獎勵。五、典型案例 案例一：杭州燈塔養(yǎng)殖總場廢水處理工程概況：杭州燈塔養(yǎng)殖總場生豬存欄12萬頭，年出欄商品肉豬20萬頭，是目前最大的綜合性養(yǎng)豬企業(yè)。每天排放豬糞185t，排放廢水3000t，廢水COD濃度17000mg/L，氨氮濃度2200mg/L。該工程1999年例如UNDP/GEF工業(yè)化沼氣與水處理示范項(xiàng)目。在工藝設(shè)計中強(qiáng)化了預(yù)處理等技術(shù)，實(shí)行 “清潔生產(chǎn)、固液分離、水解酸化、UASB、SBR生物脫氮和混凝處理”等工藝流程，工藝流程圖如下：處理系統(tǒng)對豬場污水總的去除效果如下。在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行期間，處理工

22、程對污染物的總的去除效果見表四，從表8可知，該工程對COD的去除率達(dá)98%，BOD、NH3-N的去除率達(dá)到99%，SS的去除率達(dá)到97%，TN的總?cè)コ蔬_(dá)到93%。表四 杭州燈塔養(yǎng)殖總場污水處理工程處理效率項(xiàng)目進(jìn)水UASBSBR物化處理總?cè)コ蔆OD/(mg/L)BOD/(mg/L)NH3-N/(mg/L)TN/(mg/L)SS/(mg/L)pH561699653960446063611147541415231054107.17.5879142316827869012105909175109607.27.517932111.219.93.56.351.851.9701106.67.569113

23、60908.58.9>98%>99%>99%>93%>97%二次能源利用：工程平均日產(chǎn)沼氣8500m3，經(jīng)氣水分離、脫硫、計量后輸入1000m3干式貯氣柜，沼氣流量采用渦街流量計在線測定，用SKG-334型防爆氣泵輸送到各用氣單位。目前沼氣用于一下四個方面：2t/h全自動沼氣鍋爐；有機(jī)肥料場的肥料烘干；食堂炊事；豬舍用能。工程規(guī)模及投資分析表五 工程規(guī)模及投資分析養(yǎng)豬場規(guī)模(年出欄數(shù)）日處理污水量（t）厭氧罐規(guī)模（m3）SBR反應(yīng)器規(guī)模（m3）日產(chǎn)沼氣量（m3）工程投資（萬元）10000801002403002503003601201501500012015036

24、04504004505401802202000016020050060055060072025030040000300400900120010001200150030035060000450500120015001400150018004005008000060080018002400220024003000600700100000900100027003000280030003600800900項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：處理能力豬糞185t/d，污水3000t/d；沼氣產(chǎn)量8500m3/d，其中用于沼氣鍋爐5800 m3/d，有機(jī)肥烘干2000 m3/d，民用燃?xì)?00 m3/d；供應(yīng)有機(jī)肥料142 t/d；工程總投資1497萬元。案例二：北京順義良山畜牧場北京順義良山畜牧場以銷售種豬、育肥