養(yǎng)豬場豬糞尿的處理與利用

豬糞尿處理與利用養(yǎng)豬場汙染源：水、空氣、噪音與動物屍體等明瞭糞尿處理程序之目的善盡避免製造公害之職責有效利用資源

(anaerobicdigester)1第一頁，共三十二頁。一、環(huán)保法規(guī)表1.養(yǎng)豬場放流水標準

實施期間BODCODSS________mg/L_______76-81年200-999頭規(guī)模400--4001000頭以上規(guī)模200--30082-86年10040020087年-92.11.258025015092.11.26以後806001502第二頁，共三十二頁。二、豬糞尿廢水之理化特性表2.豬糞尿排泄量

排糞量,kg體重,kg飲水量,L限食任食排尿量,L205.120.430.692.45405.580.710.932.65606.040.991.182.85806.501.261.423.051006.961.541.663.263第三頁，共三十二頁。表3.豬糞尿之理化性狀理化性狀糞尿pH6.507.30TS,g/L303.421.3VS,g/L261.911.0VS/TS,%86.351.9BOD,mg/L59,7585,093COD,mg/L209,15217,824SS,mg/L134,6402,100NH3-N,mg/L1,1204,768T-N,g/L30.76.4P2O5,g/L115.8--K2O,g/L23.9--4第四頁，共三十二頁。減廢方法1.改變餵飼方法：肉豬前期採任飼，後期採限飼，增重雖略緩，但可減少飼料浪費、提高屠體品質(zhì)、減少排泄量。多段式飼糧較三段式者能減少N5%、P4%之排泄量。2.改變飼料配方：利用植酸酶能改進P消化率與減少N排泄27%。使用合成胺基酸可減少豬糞2%蛋白質(zhì)及24%氮排泄。5第五頁，共三十二頁。減廢方法(續(xù))3.改進現(xiàn)場設(shè)施與管理：改善豬舍屋頂及其周圍之雨水收集、排水系統(tǒng)，不使雨水混入處理系統(tǒng)；設(shè)法聚集飲水器之溢流水。日常管理作業(yè)，應(yīng)先盡量清除豬糞，再用水沖洗豬舍。4.改建豬舍：使豬糞尿先在豬舍內(nèi)分離，利用機械清除糞便，尿液因落差聚集於尿坑內(nèi)。6第六頁，共三十二頁。三、豬舍規(guī)劃與廢水處理民國67-81年間，豬糞尿僅需經(jīng)固液分離與水力停留時間(HRT)之厭氣發(fā)酵法處理，即可達畜牧業(yè)放流水標準。82-86年間，放流水標準趨嚴，則在固液分離與厭氣發(fā)酵法後，增加活性污泥法處理，可達放流水標準。自87年起，環(huán)保署再度提高放流水標準，需再增加處理步驟，始能達放流標準。除規(guī)劃新豬舍可通盤考量糞尿收集與處理方式，以達省力方便、經(jīng)濟有效且能合乎環(huán)保要求之設(shè)計外，部分老舊豬舍改善程度較有限。7第七頁，共三十二頁。豬舍型式與糞尿收集A.平面豬舍：多以水泥或磚塊砌成者，需大量用水清除豬糞尿，廢水量龐大，後續(xù)處理較困難複雜。可先由使用雨尿分溝設(shè)計與避免飲水器之水溢流，以減少後續(xù)處理設(shè)施容積。8第八頁，共三十二頁。豬舍型式與糞尿收集(續(xù))B.高床豬舍：高床下糞尿坑上方適當距離應(yīng)設(shè)置抽氣孔，以減少舍內(nèi)有害臭氣?？裳b設(shè)箱式?jīng)_水裝置或豬欄下方採斜溝及括糞板或輸送帶以清除糞尿，處理方式較簡易，但高床豬舍建造費用較高。9第九頁，共三十二頁。豬舍型式與糞尿收集(續(xù))C.墊料豬舍(廄肥豬舍)：利用墊料與糞尿混合物製造堆肥。(廄肥豬舍肉豬欄)(廄肥豬舍分娩欄)10第十頁，共三十二頁。四、廢水處理法(一)物理處理法：篩除、沉砂、調(diào)整、混合、沉澱。(二)化學處理法：中和、吸附、離子交換、氧化還原、混凝。(三)生物處理法：厭氣、好氣；豬糞尿中之TS、VS皆可為微生物利用。二級處理：去除溶解有機物，如生物處理法。三級處理(高級處理)：脫氮、脫磷、脫色、脫臭。1.水生植物淨化處理法(浮萍類、滿江紅、布袋蓮、藻類等)。2.理化處理法：成本較高，(1)物理處理：薄膜處理(透析)、活性炭吸附、氣提法；(2)化學處理：離子交換、氧化作用、電解。

11第十一頁，共三十二頁。五、三段式廢水處理程序主要包括固液分離及固形物製造堆肥、厭氣發(fā)酵、活性污泥或氧化渠法三項處理步驟。(開放式堆肥舍)(活性污泥池)(固液分離機)(厭氣發(fā)酵槽)12第十二頁，共三十二頁。(一)固液分離主要功能減少厭氣發(fā)酵產(chǎn)生之浮渣減少處理量固形物回收率高時，可減少糞尿廢水之BOD及SS負荷量，繼而縮減處理設(shè)施佔地面積或規(guī)模。固液分離機有旋轉(zhuǎn)式、震盪式、逕流式等機型，篩網(wǎng)孔隙為0.5mm(豬糞平均粒徑為665mm)。逕流式震盪式13第十三頁，共三十二頁。選用之固液分離機應(yīng)具下列特性1.單位時間內(nèi)作業(yè)量高。2.乾物質(zhì)回收率高(逕流式固液分離機約可清除25%乾物質(zhì))。3.分離後之固形物含水率低(一般為85%，配合擠壓機可降至70%以下)。4.所需動力少。5.故障少。14第十四頁，共三十二頁。(二)厭氣發(fā)酵厭氣發(fā)酵為在缺氧狀態(tài)下，微生物將構(gòu)造複雜之有機物分解為簡單物質(zhì)，並產(chǎn)生CH4、CO2等。此法處理豬糞尿廢水之優(yōu)點有：污泥產(chǎn)生量少可回收有用能源(沼氣)可承受較高之有機負荷處理後廢水穩(wěn)定性高發(fā)酵過程中微生物所需營養(yǎng)分少不需供氧可殺死寄生蟲卵及殺死或抑制病原體。缺點則有：受氣溫範圍限制、沼氣細菌生長緩慢、處理時間較長。15第十五頁，共三十二頁。表4.各階段之豬糞尿理化性狀之處理效果階段COD,mg/LBOD,mg/LSS,mg/LNH3-N,mg/L透視度,cm原廢水10608461055902200.5固液分離8160330045501751.5初沉池24168002201404.0厭氣發(fā)酵280901401356.5放流水156501611215.016第十六頁，共三十二頁。厭氣發(fā)酵可分成為：酸生成、甲烷化二主要階段。第一階段利用兼氣與厭氣菌將蛋白質(zhì)、醣類、脂肪轉(zhuǎn)化為有機酸(乙酸、丙酸、丁酸等)、醇類及新菌體細胞。第二階段以絕對厭氧甲烷菌將有機酸、醇類轉(zhuǎn)變成CH4、CO2。影響厭氣發(fā)酵之因子有：溫度(中溫菌為主，重視溫度穩(wěn)定

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C)、pH、有毒物質(zhì)(重金屬、抗生素、消毒劑)、攪拌混合、污泥迴流控制與沼氣產(chǎn)量等。

17第十七頁，共三十二頁。覆皮式厭氣發(fā)酵槽之覆皮採用聯(lián)合工業(yè)研究所研發(fā)之紅泥膠皮(redmudplastic,RMP)為材料，其設(shè)計建造應(yīng)考慮：1.糞尿與水比例應(yīng)適當(3:1)。2.設(shè)置沉砂池，流速15-30cm/秒，HRT30-60秒。3.發(fā)酵槽採前後槽設(shè)計；前槽為酸化期(HRT0.5-2日)，大部分為CO2，並無CH4，可直接排放。產(chǎn)生之污泥可抽取至沉澱槽或濾床。4.發(fā)酵槽後槽為甲烷化階段(HRT2-7日)，前槽之懸浮液溢流至後槽；宜分置多槽。5.採用恆壓裝置；不直接利用厭氣槽產(chǎn)生之CH4，將之經(jīng)簡易恆壓裝置導入沼氣儲存袋，保持厭氣槽覆皮一定程度隆起。18第十八頁，共三十二頁。(三)活性污泥法活性污泥法(activatedsludgeprocess,ASP)利用好氣微生物吸附、分解、處理廢水中之可溶性及微小懸浮物質(zhì)等?；钚晕勰嘟M成：由細菌類、真菌類、原生動物與原蟲類等組合成之羽狀混合培養(yǎng)體。在氧化完全之

ASP時，原蟲類中之輪蟲為優(yōu)勢微生物，故可作為水質(zhì)穩(wěn)定之生物指標。活性污泥特性：強氧化力、吸附凝集、原生動物捕食細菌、淨化水質(zhì)。19第十九頁，共三十二頁。ASP系統(tǒng)含五項基本單元操作1.初沉池：廢水略經(jīng)沉澱，濾除部分非活性污泥，可避免影響曝氣池SV30沉降觀察正確性。2.曝氣池：HRT約1.5日，有效水容積約為一日廢水量之1.5倍。須有供氣裝置，以充分均勻混合廢水，不產(chǎn)生沉澱，提供微生物足量氧氣。因藉活性微生物(活性污泥)淨化處理廢水，池中必須保持一定量微生物，常以池中之MLSS

作為活性污泥量指標。每日需測定一次

SV30，以估算

MLSS濃度。正常曝氣池水流均勻、水色呈淡褐色、泡沫稀少、有土臭或黴臭味、SV30為20-25%。

20第二十頁，共三十二頁。3.終沉池：主要功能為凝聚微生物繼而沉澱下降，以獲得乾淨上澄液，故需足夠之HRT(至少3-4小時)。為有利於污泥聚集，池下端應(yīng)建成角錐形，抽取之沉澱污泥迴流至曝氣池。需設(shè)置擋流板(防止浮渣外溢)與溢流堰。4.迴流污泥：為使曝氣池保持一定數(shù)量之混合液懸浮固體(即微生物)，需將終沉池之污泥抽回曝氣池。當曝氣池之SV30(MLSS>2,500mg/L)大於25%時，終沉池沉澱污泥部分迴流至曝氣池、部分捨棄。當曝氣池SV30

小於20%(MLSS<2,000mg/L)時，終沉池沉澱污泥全部迴流至曝氣池。ASP系統(tǒng)含五項基本單元操作(續(xù))21第二十一頁，共三十二頁。5.排泥：曝氣池內(nèi)進行生物氧化過程之微生物約將半數(shù)營養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)橘囈陨嬷芰?，另一半則用於繁殖新污泥，而增加曝氣池污泥量。為維持曝氣池內(nèi)微生物濃度不變，常將此污泥增殖量排除之。ASP系統(tǒng)含五項基本單元操作(續(xù))22第二十二頁，共三十二頁。六、堆肥製造新鮮豬糞含肥料三要素雖高，但有惡臭、病原菌、寄生蟲卵、雜草種子等，且運送不便，直接施用於農(nóng)田時，其所含有機物經(jīng)自然界微生物分解作用會產(chǎn)生對作物之有害氣體、熱等。製造堆肥主要目的即為避免上述不良影響，進行堆肥發(fā)酵，達到堆肥化或腐熟目的。影響堆肥製造過程中微生物活動之主要因素為：溫度、水分、氧氣、pH、營養(yǎng)分等；製造堆肥時，應(yīng)將上述因素控制在正常狀態(tài)下，期使好氣微生物將豬糞尿分解發(fā)酵為簡單無機物(水、CO2、氮、硝酸等)、中間分解產(chǎn)物、菌體及代謝產(chǎn)物，而構(gòu)成腐熟物質(zhì)。

23第二十三頁，共三十二頁。製造過程主要分成二步驟：調(diào)節(jié)含水率(60-70%)堆積發(fā)酵堆肥發(fā)酵微生物活動之溫度上限為65-80

C；當豬糞中添加稻草等材料堆積發(fā)酵時，醣類最先被分解產(chǎn)熱，使堆積物溫度升高，一般微生物活動轉(zhuǎn)弱，耐高溫之纖維分解菌開始活躍。以厭氣菌分解堆積有機物時，每日僅分解約0.2%，然好氣菌之分解力則為其10倍以上，故堆肥堆積應(yīng)有適當送風(均勻通氣50L/分/m3

堆肥容積)，且應(yīng)避免外壁散熱太快。堆肥過程24第二十四頁，共三十二頁。添加木屑或粗糠，具有改善豬糞尿半流動狀態(tài)之物理性、消除惡臭、改善通氣與微生物生活環(huán)境、促進堆肥化等優(yōu)點，但彼等因含不易分解之木質(zhì)素或纖維素，致延長堆肥分解時間。如添加易被分解且含高能量之物質(zhì)如油脂時，則可助長微生物繁殖，加速堆肥化。將已發(fā)酵完成之堆肥摻入新鮮豬糞中，亦有促進堆肥化效果。良好之堆肥發(fā)酵條件尚須調(diào)整原料營養(yǎng)分；豬糞缺C，應(yīng)加粗糠、木屑、蔗渣等調(diào)整材，將C/N調(diào)整至20:1。製作堆肥時，適當之堆肥堆積高度為1.5m。製作堆肥約需40-60日。

調(diào)整材及堆肥化25第二十五頁，共三十二頁。七、污泥收集與處理本項作業(yè)於廢水處理上為極重要之一環(huán)，其作業(yè)成本佔總費用25-50%。廢水處理系統(tǒng)應(yīng)於厭氣發(fā)酵槽前槽、好氣處理之終沉池裝設(shè)污泥馬達或污泥排出管，排出剩餘污泥，以保持良好處理效率。若隨意排放污泥會造成二次公害，故需經(jīng)適當處置；可設(shè)置污泥濃縮池、污泥曬乾床或污泥脫水機予以處置之。

(污泥脫水機)26第二十六頁，共三十二頁。表5.污泥成分分析

項目測定值總N,%3.65P,%8.81K,%0.32Ca,%10.63Mg,%1.82Zn,ppm1880Cu,ppm492C/N6.52pH6.7527第二十七頁，共三十二頁。附註1.BOD：於喜氣狀況下，微生物分解有機質(zhì)，至呈穩(wěn)定狀態(tài)時所需之總氧量，為有機物含量之指標。BOD5為在20

C培養(yǎng)5天之滴定氧量，相當於微生物消耗之碳源。UOD即為最終BOD，相當於微生物消耗之碳源及氮源。2.COD：水或廢水中之有機物質(zhì)完全氧化成CO2

與H2O所需之氧氣量3.SS：懸浮顆粒>10-3

mm者，為廢水處理管制項目之一。4.HRT：水力停留時間，廢水停留於槽內(nèi)時間，即槽容積除以每日廢水量。28第二十八頁，共三十二頁。5.MLSS：混合液懸浮固體，係活性污泥槽中所含之微生物量。6.SV30：污泥量(sludgevo