第二节 猪场排污处理与环境控制 |
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针对养猪规模化过程产生的废弃物,根据猪场的实际情况和周边环境因地制宜地选用适当的厌氧、好氧、生物、生态的方法及技术组合对其进行处理,实现规模化猪场废弃物的资源化、无害化处理,能有效避免污染物对大气、水体、土壤造成的严重污染。
猪场粪尿污水的处理和综合利用的总体要求是,建设处理工程一次性投资低,处理过程中的运行成本低,废水资源化利用程度高,处理效率高。根据此要求,猪场粪便污水处理应遵循“减量化、资源化、无害化”原则。
尽量减少处理粪污的量,采用雨污分流、干清粪、粪尿分离工艺等。雨污分流是猪场采用合理的排水设计将雨水排水管道和猪粪排污管道分离,减少粪污水的产生。干清粪工艺是在猪舍内先把尿和粪分开,采用人工清粪,用手推车把粪集中运至堆粪场加工处理。
综合猪粪尿污水的有机物含量高等特点,尽量将粪污资源化。一般情况下,将粪污处理后做燃料、肥料和饲料等。
1.作燃料用
利用粪尿中有机物,在高温厌氧条件下经微生物降解为沼气,同时,杀灭粪尿中大肠杆菌、蠕虫卵等。沼气可用作能源,作为燃料或照明用,在猪场,能保证食堂、炊事用气和食堂餐厅的采暖,保证猪产房、育仔舍的冬季采暖用气。
2.作肥料用
主要有粪尿直接上地和经腐熟后施用。前一种是利用“土壤自净”能力,消化分解有机物质,提高肥力;后一种是堆积发酵产生“生物热”,通过杀灭菌、寄生虫、分解有机物而消除污染,特别是厌氧发酵后的渣液作肥效果更好。
3.作饲料用
沼气发酵残渣液中含有大量的氨态氮,可作饲料,用来养猪、养鱼,达到增产增收;还可喂牛、羊,提高废物再利用;另外,利用沼渣、沼液饲养蚯蚓,为养殖业开发动物性蛋白饲料。
对粪污进行无害化处理。一种方式是堆肥化处理,在好氧条件下利用微生物,经过高温发酵,将粪污中容易分解的部分转化为无机物,起到杀灭病原菌、除臭、降低水分含量、减少体积和重量并提高养分的作用。这种方式不会对环境产生二次污染。另外一种是微生物发酵处理工艺,将微生物与锯末、米糠等辅助材料混合发酵成有机垫料,再将猪只放入饲养,猪群的排泄物迅速被微生物降解消化,从而减少粪污排放。这是无害排放的一种比较新的模式。
对于污水,经净化处理后尽量充分还田,实现污水的资源化利用,多余的污水经消毒处理后用于冲洗猪舍。污水的净化处理应根据养殖规模、当地的自然地理条件和清粪方式,选择实用、合理的污水净化处理工艺路线和工艺技术,以达到排放标准和回用标准。
厌氧技术是猪场处理高浓度的有机废水最为常用的技术。厌氧处理最终流向一般有两种,一种是采用厌氧处理还田的模式,另一种是厌氧处理自然处理的模式。第一种是比较传统的模式,前提是周围有足够的农田消纳粪污,这种方法的优点如下。
(1)避免了粪污直接排放到农田里造成烂根烧苗。
(2)能部分回收甲烷。
(3)可以增加有机肥的使用量,节约资源。
(4)厌氧发酵过程中杀死了部分寄生虫卵和病原微生物。
猪场粪污或沼液还田作肥料是一种传统、经济的处置方法,散户养殖方式的猪场粪污处理均是采用这种方法。
厌氧方式粪便处理(图2-32)适用于远离城市、经济比较落后、土地宽广的规模化猪场。猪场周围必须有足够的农田消纳沼液。要求猪场养殖规模不大,一般年出栏规模在2万头以下,当地劳动力价格低,冲洗水量少。
图2-32 厌氧方式粪便处理
好氧方式粪便处理(图2-33)耗能大,自然处理时需要大量土地面积;厌氧处理污水有达不到要求的技术缺陷。厌氧-好氧联合处理法克服了它们各自的缺点,净化效果好、能源环境综合效益高,适合于在发达城市土地资源不充足的猪场,但是这种模式投资多、运行费用高、管理复杂。
图2-33 好氧方式粪便处理
在我国,猪场一般对粪尿污水进行无害化处理,将副产品用作肥料、燃料、饲料等。主要的处理工艺如图2-34所示。
图2-34 猪场粪尿污水无害化处理工艺
通常采用生物方法进行粪污处理(图2-35)。
图2-35 生物处理设施
1.集粪池
集粪池能够接收整个养殖场的粪尿,其容量可储存整个猪场1个月的粪水,以缓冲粪水的质量变化。设备包括一个搅拌器、一个带流量计的粉碎泵和一个水平指示器。
2.干湿分离及储存厂棚
厂棚由用于干湿离心分离的工作区和2个60立方米的缓冲池(图2-36、图2-37)组成。一个在离心分离器的上游,另一个位于下游,分别用于准备分离和接收分离后的干粪。离心分离器位于机房内(图2-38),通过螺旋式固液分离进行干湿两次分离后(图2-39),机房下方为接粪池(图2-40),用于接收干燥后的粪便,无菌无味无害的固体部分可以作为有机肥料直接还田。厂棚的储粪能力取决于干粪的外送量。厂棚设备包括上游缓冲池(同时用于接收沉淀池中得到的未分解固体)加上泥浆再循环和进入离心分离器、搅拌器、带流量计的容量泵、水平指示器、固液分离用离心设备(离心机、固液输出分路)、干湿物质分离出口(下流接收用缓冲池,传送泵将经过离心处理的液体物质输送至生物反应池中)、将液体送往生物反应池的转移泵。
图2-36 缓冲池(一)
图2-37 缓冲池(二)
图2-38 干湿离心设备
图2-39 干湿分离
图2-40 接粪池
3.生物反应池
生物反应池(图2-41)主要通过硝化和反硝化对液体中的氮进行生物处理。它的体积相当于45天的猪场液体排放量。反应池高度为6米,装备曝气系统。进气管的数量取决于需要处理的液体量。反应池通过一个氧化还原探头进行控制,对液体进行缺氧和曝气的交替处理。反应池设备有池底管道、搅拌器、氧化还原和温度探头、水平探头及转移泵。
图2-41 生物反应池
4.沉淀池
沉淀池用于沉淀和浓缩淤泥,它的储量为2个月的处理量。池子的高度为6米(图2-42)。设备要求将未处理固体送回离心分离器的潜水泵,将澄清液体送往蓄水池的浮泵、水平探头。
图2-42 沉淀池
5.蓄水池
蓄水池建设有的在平地上直接挖成方形大池子,四边倾斜,表面覆盖防水塑料膜;有的采用永久型混凝土建筑而成,处理后的液体在灌溉前可以储存于此(图2-43)。其储量相当于11个月的排放量。达标的液体部分则可以直接进入就近的灌溉网络施入农田。设备需求液平探头。
图2-43 蓄水池
猪场的环境保护是指两方面,一是保护猪场环境不受周围环境污染,免受外界污染影响(如工业废水、废气、化肥、农药等);二是防止猪场废弃物及污水对周围环境的污染。应制定严格的制度保障,粪便及废弃物处理不当会造成猪场的长期隐患。
设计原则:处理工艺要成熟可靠,确保出水的水质达到排放标准,保证长期稳定运行。中小型猪场采用的设备要先进、技术经济合理、投资少、运行费用低。争取国家生猪养殖标准化建设项目,并对沼液进行生态循环利用。
处理方式:一是沼气池发酵处理;二是生物活性垫料养猪,即发酵床处理;三是粪便污水同步发酵,即高温发酵处理;四是利用生物技术和化学处理;五是干燥减量法处理。
处理方案:中小型猪场要按《畜禽养殖业污染排放标准》设计无害化处理设施存在较大困难,可因地制宜地做一些简易设施。近年来推行的“三池”建设和限制养殖规模,能有效降低污染。