養(yǎng)豬污水治理工藝優(yōu)化設(shè)計與實踐

1、養(yǎng)豬污水治理工藝優(yōu)化設(shè)計與實踐    一、養(yǎng)豬廢水特點與治理難度由于歷史原因，目前大部分養(yǎng)豬場建在河邊、溪邊、湖邊、海邊，無論是直沖式養(yǎng)豬場還是干清糞養(yǎng)豬場，污水均直排水體，造成水體嚴重污染。養(yǎng)豬場排放規(guī)律為間歇式，每天上、下午各一次，排放量大、沖擊負荷大。從污水成份分析，固液混雜，屬高有機、高氮、高磷污水，且碳氮比例失調(diào)，這些特點給養(yǎng)豬污水處理帶來很大困難。從表1-1可清楚看出，干清糞養(yǎng)豬場污水主要污染物排放情況按GB18596-2001畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準衡量，CODcr,NH3-N、TP處理率必須達到97.3、95.3%、96.8%，目前無論物

2、理、物化、化學(xué)、生化、生態(tài)等處理方法中，不可能用一種或二種處理方法來實現(xiàn)達標，這樣就決定了養(yǎng)豬場污水處理必須采取多方法組織工藝。二、養(yǎng)豬廢水“環(huán)保型”處理方式及其工藝流程國家農(nóng)業(yè)部2001年出臺的畜禽養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站設(shè)計規(guī)范(征求意見稿)中提出畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水處理的兩種方式，即“環(huán)保型”和”生態(tài)型”。規(guī)范中對“環(huán)保型”處理方式工藝要求如圖2-1。從圖2-l中可清楚地看到：“環(huán)保型”處理工藝主要包括固液分離、厭氧發(fā)酵沼氣池、好氧曝氣和生物處理等四個方面處理技術(shù)。其中厭氧發(fā)酵沼氣池是關(guān)鍵工藝。三、“環(huán)保型”處理主要工藝選擇“環(huán)保型”處理方法必須符合“技術(shù)合理、經(jīng)濟合算、安全可靠、管理方便”原則，達到

3、“產(chǎn)氣率高、處理率高、投資合理、運行費用低、穩(wěn)定達標和管理方便”的目的，為此，必須對現(xiàn)有工藝進行科學(xué)的選擇。(一)厭氧發(fā)酵沼氣工藝目前，用于養(yǎng)豬污水厭氧沼氣主要技術(shù)有升流式厭氧污泥床(UASB)、混合一推流厭氧消化器(USR)和折流式厭氧污泥床(ABR)三種。1998年開始，以福清市科明新能源環(huán)保開發(fā)部為主，福清市環(huán)境科學(xué)學(xué)會配合，聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)出“斜流式隧道厭氧污泥濾床(IATS)和推流式厭氧濾器(PAFR)兩種新工藝，經(jīng)福清市、福州地區(qū)、永安市等30多個養(yǎng)豬場污水治理應(yīng)用，取得滿意效果，其特點主要有：產(chǎn)氣率高，可達0.5-o.7m3/m3天，處理效率高，CODcr去除率一般可達95以上(厭

4、氧出口CODcr夏天在800mg/L以下，冬天出口CODcr在1200mg/L以下)，濾床活性細菌一旦中毒恢復(fù)周期在3-5天。厭氧進口只需簡易固液分離；無需任何動力，實現(xiàn)無動力運行；污泥產(chǎn)生量少，一般2年清理一次，且清理極為方便。因此，IATS和PAFR工藝是養(yǎng)豬污水處理首選工藝。(二)好氧曝氣工藝目前好氧工藝主要有SBR和兩段好氧生化等工藝，從投資和運行費用分析，兩段好氧生化工藝比較合適。(三)固液分離工藝目前養(yǎng)豬污水固液分離有兩種措施：人工分離和機械分離，根據(jù)實踐經(jīng)驗分析，固液分離只能保持適度范圍，過量導(dǎo)致沼氣產(chǎn)氣量降低。采用機械分離必須在分離前進行攪拌導(dǎo)致分離后的污水CODcr高于分離前

5、的CODcr。鑒于以上分析和我們的實踐，采用以下固液分離方法：直沖式污水在酸化池前設(shè)計一個酸化沉沙池，采用人工辦法將粗糞打撈外運后進入酸化池，干清糞污水直接進入酸化池。污水經(jīng)過酸化池后會產(chǎn)生一定量的浮渣，通過人工把浮渣清除外運。(四)穩(wěn)定塘目前穩(wěn)定塘有兩種：好氧穩(wěn)定塘和兼氧穩(wěn)定塘，通常采用兼氧穩(wěn)定塘，兼氧穩(wěn)定塘又分為普通塘和生物塘兩種，無論采用普通塘和生物塘均應(yīng)設(shè)計為多級串聯(lián)，一般3-4級為宜，一級生物塘用于養(yǎng)胡子鯰魚，二級塘按無土栽塘方式引入空心菜或直接栽種茭白等，三級塘為穩(wěn)定塘，四級塘為去磷塘。四、氨氮和總磷降解機理分析和處理工藝氨氮和總磷屬無機化合物污染物，其中總磷經(jīng)厭氧沼氣池后，一般能

6、去除60-70，厭氧出口沼液中的總磷濃度在4060mg/l,沼液中的總磷絕大部分是無機磷（在兼氧穩(wěn)定塘中自然降解能力很差），但在兼氧生物塘中能被水生植物吸收相當(dāng)部分，末級穩(wěn)定塘出口總磷濃度在20mg/l左右。這部分總磷主要是靠化學(xué)法降解，其一是進入兩段好氧生化裝置，添加Al2(SO4)3,總磷可降解至8mg/l以下，其二如果不進行生化曝氣裝置，有效辦法是加入去磷劑自制價廉，易制)，使總磷生成沉淀，并經(jīng)簡易過濾裝置，達到降解，效果十分明顯，經(jīng)實踐，總磷在3mg/l以下。氨氮經(jīng)厭氧沼氣池可降解80左右，厭氧出口沼液中氨氮濃度在300mg/l左右。氨氮降解途徑有三個渠道。其一在穩(wěn)定塘中，氨能自然揮發(fā)

7、一部分；其二在生物穩(wěn)定塘中，水生植物能吸收相當(dāng)部分的氨氮；其三在穩(wěn)定塘中，由于加去磷劑，PH調(diào)至8.5左右，氨氮幾乎能自然揮發(fā)至盡。這個結(jié)論可以通過以下方程式和實驗室試驗進行解釋和證實。NH3+H20NH4+OH-當(dāng)以上體系處于堿性狀態(tài)下，化學(xué)平衡向左移動，氨自然揮發(fā)。為證實這一結(jié)論，我們?nèi)捬跽託獬爻隹谡右?，加去磷劑調(diào)整PH，并放置一定時間，測定NH3濃度，結(jié)果見表41。五、“環(huán)保型”處理工藝優(yōu)化通過以上分析和篩選，我們把環(huán)保型處理工藝進行合理優(yōu)化，基本工藝如下：我們根據(jù)不同要求，又把以上總體工藝設(shè)計為四個方案，詳見圖5-1。六、工程實踐(一)某農(nóng)牧有限公司年出欄菜豬1萬頭，2001年投資9

8、0多萬元建成環(huán)保處理設(shè)施，但是處理效果非常差，厭氧沼氣池總?cè)コ蔬€不到50，沼氣無法回收。2004年對此進行改造，采用PAFR工藝和方案一工藝，改造后設(shè)施運行正常，經(jīng)監(jiān)測表明各項污染物排放均達標，監(jiān)測結(jié)果見表6一l。(二)某種豬場年出欄1萬頭菜豬，2003年采用IATS工藝和方案四工藝2004年6月投入運行至今，穩(wěn)定達標排放，厭氧產(chǎn)氣正常，監(jiān)測數(shù)據(jù)見表62。表6-2：某種豬場污水處理監(jiān)測數(shù)據(jù)表七、主要經(jīng)濟指標分析現(xiàn)以上述種豬場工程為例，分析投資比、投資回收期、運行費用等主要經(jīng)濟指標。該種豬場IATS厭氧池設(shè)計800m。夏天冬天日產(chǎn)沼氣平均按350m3計算，價格1元/m3。厭氧總投資40萬元，微

9、動力二段生傴處理能力150m3/t,裝機4KW。日運行16h，15萬元，生物塘1000m3，2萬元，其他1萬元，總投資58萬元，設(shè)施最低服務(wù)年限為20年。設(shè)兼職運行人員1人。經(jīng)過計算：每頭出欄菜豬投資按方案一計算為2.15元，按方案三計算為29元。年運行費總費用：0.6×4×16×365=10416元每頭出欄菜豬運行費方案三為1-4元，方案一運行費用零。年產(chǎn)沼氣價值：350m3/天×1.0/m3x365天=12.775萬元投資回收期：5812 1775=4.5年)(按方案三)43/12.775=3、4(年)(按方案一)通過以上分析，各項經(jīng)濟指標是經(jīng)濟的。

10、對于萬頭出欄數(shù)養(yǎng)豬場來說，經(jīng)濟效益是十分明顯的。八、結(jié)論1采用IATS和PAFR兩種厭氧新工藝，具有處理率高、產(chǎn)氣率高、污泥產(chǎn)生量少且清理方便、投資合理、管理方便和安全可靠等特點，是養(yǎng)豬場污水處理首選工藝。2穩(wěn)定塘盡可能采用非好氧穩(wěn)定塘，如果建設(shè)用地充足?？刹捎闷胀ǚ€(wěn)定塘，用地困難應(yīng)用生物穩(wěn)定塘，采用生物穩(wěn)定塘盡可能選擇N、P吸收高的水生植物，穩(wěn)定塘的面積、水深、停留時間等參數(shù)設(shè)計應(yīng)能滿足工程需要。3微動力兩段生化裝置原則上不用，只有在環(huán)境容量小，有特殊要求的納污水體才使用。4用去磷劑作為P、N的去除劑，其用量保證PH為8.5左右就可以。5糞大腸菌群和蛔蟲卵兩項細菌指標因在厭氧過程基本殺死，且

11、在最后加去磷劑中PH控制在8.5左右，進一步進行消毒，基本上可達標。6工程設(shè)計時，最后一道過濾裝置是不可缺少的。設(shè)計時應(yīng)控制流速，保證ss和Ca3P04)2的過濾效果。7本文提出的四種設(shè)計方案經(jīng)實踐證明，均能穩(wěn)定達標處理后的中水可回用，可根據(jù)不同要求和不同地點選擇應(yīng)用。8本文所提的工藝在北方冬天高寒季節(jié)應(yīng)注意穩(wěn)定塘的保暖措施，如采用大棚保溫，必要時可采用小型鍋爐進行水溫調(diào)節(jié)。參考文獻1國家環(huán)?？偩中笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范。2許振成等。養(yǎng)豬場污水治理技術(shù)進展中國沼氣，2004，(2）。3陳靈玉，江惠龍等斜流隧道式厭氧濾床工藝處理養(yǎng)豬污水的實踐 中國沼氣，2002（3）。4國家農(nóng)業(yè)部。玄禽養(yǎng)殖業(yè)能源環(huán)保站設(shè)計規(guī)范征求意見稿)2001(作者單位：廈門海洋三所科技開發(fā)公司 361005)    你可能感興趣的論文&