龍巖市養(yǎng)豬污水處理回用裝置

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和人民生活水平的提高，分散、小規(guī)模養(yǎng)豬經(jīng)營(yíng)模式由于不能采用*的生產(chǎn)工藝和飼養(yǎng)管理技術(shù)，導(dǎo)致生產(chǎn)水平和效益低下、疫病難防難控、環(huán)境污染嚴(yán)重、食品安全無(wú)保障，故其存欄和出欄數(shù)量所占比例逐年下降；與之相反，規(guī)?；B(yǎng)豬可以克服小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的弊端，從而近些年得到了快速的發(fā)展。始于上世紀(jì)80年代的規(guī)模化養(yǎng)豬，到2008年，出欄50頭以上規(guī)?；瘓?chǎng)戶出欄豬已占全國(guó)出欄總數(shù)的50%以上；到2011年，年產(chǎn)500頭以上和萬(wàn)頭以上的規(guī)模豬場(chǎng)出欄豬分別占到了34%和10%。今后，規(guī)模越來(lái)越大、集約化程度越來(lái)越高的趨勢(shì)仍將繼續(xù)，而集中飼養(yǎng)所產(chǎn)生的大量糞污，由于處理不當(dāng)造成的環(huán)境污染問(wèn)題更加突出，已成為制約規(guī)?；B(yǎng)豬發(fā)展的新問(wèn)題，特別是豬場(chǎng)污水的處理和利用是從業(yè)者普遍感到的棘手的問(wèn)題。有資料表明，1頭存欄豬平均每天排泄糞尿各3kg，相當(dāng)于2個(gè)人的排泄量，如按BOD5（五日生化需氧量）的消耗量計(jì)算，1頭豬相當(dāng)于13個(gè)人或19只雞或0.5頭肉牛；按2011年我國(guó)存欄豬4.68億頭計(jì)，則豬糞的產(chǎn)生量為5.13億t，相當(dāng)于9.36億人，按BOD計(jì)則相當(dāng)于60.84億人。與此同時(shí)，鮮豬糞的含水量為81.5%、含有機(jī)質(zhì)24.16%、全氮2.65%、全磷0.68%、全鉀1.99%和蛋白質(zhì)2.22%，故豬糞尿又是極其寶貴的資源，經(jīng)無(wú)害化處理后作為有機(jī)肥還田，是實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、防止環(huán)境污染、降低豬發(fā)病率和死亡率、保障食品安全和生態(tài)豬場(chǎng)建設(shè)的必要措施，也是促進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合、物質(zhì)良性循環(huán)、生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然途徑，如在有機(jī)肥還田的生態(tài)鏈中再加入桑、魚(yú)或蚯蚓、蠅蛆、蘑菇等環(huán)節(jié)，將更進(jìn)一步提高資源節(jié)約和循環(huán)利用的效益。

規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)的污水是以沖洗水為主，混合了糞尿、遺撒的豬飼料和其他豬圈雜質(zhì)而形成的廢水。豬場(chǎng)污水處理工藝的選擇要綜合考慮清糞方式、糞污處理和利用的目的（作肥料還田、肥塘養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)蚯蚓或蠅蛆或蘑菇等）、當(dāng)?shù)貧夂?、豬場(chǎng)周邊環(huán)境等因素，其中首要的是考慮清糞方式。我國(guó)規(guī)?；i場(chǎng)清糞方式有干清糞、水泡糞和水沖糞3種。干清糞是用條縫比（板條寬:縫隙寬）大的縫隙地板將糞和尿、水分離，由于地板縫隙比例小，糞便約有10%～15%落入糞溝，85%～90%的豬糞留在地板上，每天2次或數(shù)次人工或機(jī)械清除至高溫堆肥設(shè)備進(jìn)行堆肥處理（不得設(shè)置糞場(chǎng)存放，豬糞等固形糞污處理利用工藝本文不作論述）；由于糞便及時(shí)清除，較少用水沖刷地板和糞溝，污水量較少、污染物濃度較低，故可由地下管網(wǎng)自行排出。水泡糞和水沖糞是用條縫比小的縫隙地板，使糞尿全部或盡量多地落入糞溝，未被豬踩踏下去的糞便用水沖下，兩者均為糞尿全部混入污水，其區(qū)別是水泡糞要求在1m左右深的糞溝內(nèi)有足夠的水來(lái)浸泡豬糞，15～30d打開(kāi)溝端閘板排放一次；水沖糞是每天數(shù)次由糞溝一端的貯水斗定時(shí)自動(dòng)放水沖洗糞溝而排放污水。有資料表明，干清、水泡和水沖3種清糞方式，每頭豬每天的污水排放量分別為10～15L、20～25L和35～40L；懸浮固體物（SS）分別為3.8～5.7、16.4～20.5、10.3～11.7g/L；化學(xué)耗氧量（CODcr）分別為8.8～13.2、27.2～34.0g/L和17.0～19.5g/L；五日生化需氧量（BOD5）分別為4.0～5.9、12.3～15.3g/L和7.7～8.8g/L。龍巖市養(yǎng)豬污水處理回用裝置

目前用于我國(guó)豬場(chǎng)污水處理利用的工藝主要有土地消納、自然處理和厭氧消化處理3種模式。

1.1土地消納

土地消納是將污水經(jīng)一定時(shí)間的厭氧水解酸化處理后，直接施用于土壤中，利用土壤微生物和植物根系的共同作用，分解糞便污水中的有機(jī)質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)和植物能吸收利用的肥分供植物生長(zhǎng)，同時(shí)污水被凈化和消納。以農(nóng)田進(jìn)行土地消納不僅可減少化肥的使用量，還能維持并提高土壤地力，改善土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤的通透性和持水、持肥能力，促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)。

土地消納的應(yīng)用前提是必須有足夠的儲(chǔ)存設(shè)備或設(shè)施（不同材料的罐、池或地面的坑、塘等）以及就近有足夠面積的農(nóng)田，若按照每公頃耕地的氮肥施用量150～400kg（以N計(jì)）計(jì)算，則萬(wàn)頭豬場(chǎng)的糞污需要90～235公頃（相當(dāng)于1350～3525畝）的土地消納[1]，所以該模式多適用于遠(yuǎn)離城市、本場(chǎng)有足夠土地面積的規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)。此外，由于污水不便于遠(yuǎn)途運(yùn)輸，只能以就近的土地進(jìn)行消納，有專家研究報(bào)道，豬糞的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸距離在13.3km以內(nèi)，而污水經(jīng)濟(jì)輸送的距離將會(huì)大大縮短[2]。

除了上述2個(gè)因素制約土地消納的應(yīng)用外，還存在糞污水貯存、地下水污染、畜禽疫病的傳播等問(wèn)題，所以，該模式在我國(guó)的應(yīng)用前景還存在很大的瓶頸。

1.2自然處理

自然處理模式是利用生物塘（氧化塘、兼性塘、厭氧塘、生態(tài)系統(tǒng)塘等）和人工濕地（表面流或潛流）的沉淀、吸附、過(guò)濾等物理作用，以及系統(tǒng)中的植物、微生物的吸收和降解等生物作用，使污水中有機(jī)污染物得以降解凈化的處理系統(tǒng)。適用于遠(yuǎn)離城市、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、土地寬廣、地價(jià)低廉、氣候溫和地區(qū)的規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)，特別是以灘涂、荒地、林地或低洼地作為污水自然處理系統(tǒng)的豬場(chǎng)。

利用自然處理豬場(chǎng)污水不需要復(fù)雜設(shè)備的投入，其管理方便、對(duì)周圍環(huán)境影響小，處理后的中水可用作肥水還田、肥塘養(yǎng)魚(yú)，或進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)排放。其缺點(diǎn)是需要一定的土地面積、凈化效果易受季節(jié)和溫度變化的影響，并且對(duì)地下水會(huì)產(chǎn)生一定程度的污染。此外，如利用人工濕地處理系統(tǒng)，由于懸浮物過(guò)多則極容易產(chǎn)生堵塞，從而抑制微生物的生長(zhǎng)。此外，養(yǎng)豬場(chǎng)的清糞方式和周邊的環(huán)境狀況也影響該種處理工藝的選擇和處理效果，所以，除在我國(guó)南方和溫暖地區(qū)較大型的豬場(chǎng)有應(yīng)用外，尚未大面積推廣。

1.3厭氧消化

厭氧消化是微生物在厭氧條件下，利用自然微生物或接種微生物，將有機(jī)質(zhì)通過(guò)復(fù)雜的分解代謝，終產(chǎn)生沼氣和沼肥的過(guò)程。厭氧消化不僅可以除去豬糞便的臭味，還能殺滅大部分的寄生蟲(chóng)及有害微生物。與其他處理技術(shù)相比，厭氧消化技術(shù)具備能耗低、二次污染少、可產(chǎn)生清潔的生物能源等優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的環(huán)境優(yōu)勢(shì)和更高的投入產(chǎn)出效益，是一種可持續(xù)的處理方法。隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展以及世界能源枯竭進(jìn)程的加快，采用厭氧消化工藝處理規(guī)?；i場(chǎng)大量的高濃度污水，就更賦予了現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)意義，因此，得到了國(guó)家和各級(jí)政府的大力*和資金支持。根據(jù)對(duì)厭氧消化處理的產(chǎn)物沼氣、沼液和沼渣利用目的的不同，厭氧消化工藝可分為集中供氣、沼氣發(fā)電和以沼氣為紐帶的物質(zhì)資源多級(jí)利用這3種模式。沼氣主要成分是CH4，含量約60%，熱值較高，是一種優(yōu)質(zhì)綠色能源，我國(guó)沼氣的發(fā)展已經(jīng)開(kāi)始注重集中供氣系統(tǒng)的建設(shè)。集中供氣系統(tǒng)是采用增加和減壓的調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)輸送管網(wǎng)將沼氣配送到用戶，形成區(qū)域性的供氣網(wǎng)絡(luò)，為用戶供應(yīng)沼氣。對(duì)于養(yǎng)豬場(chǎng)而言，沼氣也可用于消毒、照明、爐灶、冬季供暖等的能源。沼氣鍋爐、沼氣飯煲、沼氣燈等各類設(shè)備的開(kāi)發(fā)，都為沼氣的利用提供了很好的條件，為沼氣在養(yǎng)豬場(chǎng)的使用拓寬了范圍，替代豬場(chǎng)日常消耗的一部分商品能源，大程度地降低了日常運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、資源循環(huán)利用，在解決環(huán)境污染問(wèn)題的同時(shí)也提高了糞污水處理的經(jīng)濟(jì)效益。

沼氣發(fā)電技術(shù)是隨著沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項(xiàng)新型沼氣利用技術(shù)，它是將沼氣和發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，配備綜合發(fā)電裝置，從而產(chǎn)生電能和熱能雙重成果。國(guó)外沼氣發(fā)電技術(shù)較為*，如德國(guó)已經(jīng)把沼氣發(fā)電連入*，使之成為一個(gè)盈利性的新興行業(yè)，而我國(guó)現(xiàn)有養(yǎng)豬場(chǎng)所建的沼氣工程規(guī)模相對(duì)較小，沼氣發(fā)電多為豬場(chǎng)自用，如用來(lái)飼料加工和供水動(dòng)力、豬場(chǎng)電動(dòng)設(shè)備（通風(fēng)、降溫、供暖等）、電器和照明以及火焰消毒等。隨著沼氣技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，新的利用設(shè)備會(huì)不斷地創(chuàng)新，整個(gè)沼氣技術(shù)勢(shì)必日臻完善，推動(dòng)養(yǎng)豬場(chǎng)糞污水處理、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)健康發(fā)展。

以沼氣為紐帶的物質(zhì)資源多級(jí)利用技術(shù)具有我國(guó)鮮明的農(nóng)業(yè)特色。沼氣發(fā)酵不僅是一個(gè)生產(chǎn)沼氣的過(guò)程，也是一個(gè)造肥的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，可被作物利用的氮、磷、鉀和微量元素基本都保留下來(lái)，同時(shí)存留了豐富的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、生長(zhǎng)素、對(duì)病蟲(chóng)害有抑制作用的物質(zhì)或因子，所以沼肥是一種高效的有機(jī)肥料。以沼氣為紐帶的物質(zhì)資源多級(jí)利用還可以建立多環(huán)節(jié)的復(fù)雜食物鏈系統(tǒng)，將沼氣和沼肥進(jìn)行多級(jí)綜合利用，使能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)更加合理。我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“豬—沼—果”、“豬—沼—魚(yú)”、“豬—沼—菜—豬”等多種良性循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，一些規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)也把經(jīng)厭氧處理后的沼液用于場(chǎng)區(qū)的綠化和林地灌溉，實(shí)現(xiàn)了良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。

經(jīng)過(guò)幾十年的研究和應(yīng)用，豬場(chǎng)污水厭氧消化生產(chǎn)沼氣的工藝已經(jīng)比較成熟，特別是近年來(lái)國(guó)家在養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程建設(shè)方面給予了很大的資金支持，加快了厭氧生物技術(shù)在養(yǎng)殖污水處理方面的應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍存在一些需要解決的問(wèn)題，一是沼氣工程設(shè)計(jì)必須請(qǐng)專業(yè)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)，處理工藝與方案選擇的合理性和適宜性能否滿足項(xiàng)目單位的需要，設(shè)計(jì)合理與否，都關(guān)系運(yùn)行效果；二是厭氧消化物能轉(zhuǎn)換率不高，厭氧消化有機(jī)物去除率不能達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)；三是沼液的合理施用以及非灌水用肥季節(jié)沼液的儲(chǔ)存與消納。這些問(wèn)題都迫切需要探討。此外，對(duì)于厭氧消化罐的啟動(dòng)階段是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，但初次啟動(dòng)是一個(gè)十分復(fù)雜和緩慢的過(guò)程，所以接種比例十分重要，其技術(shù)含量要求較高，沼氣站的建設(shè)、運(yùn)行和日常管理都對(duì)糞污水處理的效果和經(jīng)濟(jì)效益起到了至關(guān)重要的影響，所以對(duì)于沼氣站管理人員的專業(yè)技能有一定的要求。