畜禽养殖废水处理与利用技术 3页

畜禽养殖废水处理与利用技术一、基本原则畜禽养殖废水既是严重的污染源，也是宝贵的资源，因此要按照减量化、无害化、资源化的处理原则，以环境质量为基准，从实际出发，合理规划、防治结合、综合管理。1、减量化：猪场实行干清粪工艺，采取雨污分离、干湿分离等技术措施，保证固体粪便和雨水不进废水处理设施，从而大大降低污染负荷，有效削减污染总量。2、无害化：建厌氧发酵池对粪污进行处理，在去除其中大部分有机质的同时，病毒菌杀灭率96%以上，出水无毒无味，达到粪便无害化卫生标准。3、资源化：经过厌氧发酵后的沼液富含氮、磷、钾等营养物质，用于农田、鱼塘、果园等作肥料，节省农药和化肥，增产增收，达到变废为宝的目的，实现粪污资源化利用。二、技术模式畜禽养殖废水的处理首先应考虑种养结合，尽量做到污染物资源化利用。我国现阶段畜禽养殖场废水处理技术主要有三种处理模式，分别为“畜地平衡”模式、“达标排放”模式和“综合利用”模式。1、畜地平衡技术模式遵循生态学的原则，根据畜禽粪污排放量和作物生长需要，将畜禽养殖场产生的废水和粪便无害化处理后施用于农田、果园、菜园和花卉种植园，实现种养平衡。畜地平衡技术模式适用于远离城市、土地宽广、有足够的农田消纳养殖场粪污的地区，特别是种植常年施肥的作物，如蔬菜、花卉等经济类作物的地区。该模式主要适用于小型养殖场。2、达标排放技术模式在土地较少、环境容量较小的地区，通过对畜禽养殖废水进行厌氧和好养处理，达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）的相关规定。该模式是将畜禽养殖废水经固液分离后，进行厌氧发酵（沼气池）处理，使70%以上有机质得到降解，厌氧发酵后的出水（俗称沼液、沼肥）经沉淀后再好氧处理，如活性污泥法、生物滤池等方法使出水达到排放标准。同时，对厌氧发酵过程中产生的沼气加以利用，用于养殖场生产和生活用地需要。该模式包括预处理、厌氧、沼气输配、沼液后处理等，经过多年攻关，成套技术日趋成熟，某些单项技术和指标已达到国际先进水平，一些专业设计、施工单位已建成大量成功的示范工程。达标排放技术模式适用于地处大城市近郊、经济发达、土地紧张、没有足够的农田来消纳粪污或进行自然处理的地区。该模式主要适用于大中型养殖场。3、综合利用技术模式遵循循环经济理念，通过对畜禽养殖废水的生物发酵处理，生产制备固体和液体的有机肥料，净化后的水回用于场区冲洗圈舍和绿地灌溉，实现区域内的废弃物循环利用。综合利用技术模式适用于离城市较远、土地宽广、气候温和，有绿地、滩涂、荒地、林地可利用废水或对废水进行自然处理的地区。三、各工艺单元技术要求1、格栅畜禽场废水中通常含有大量的残余饲料、粪渣及杂物等悬浮物，浓度非常高。这些悬浮物不仅可导致水泵、阀门等管道等机械设备损坏，而且可以导致管道堵塞、在厌氧器内发生淤积，减小有效容积，甚至严重影响后续处理工艺的处理效果。当废水中含有较多漂浮物时，需设置格栅，以去除废水中大的悬浮固体，达到去除杂质的目的。2、固液分离通过固液分离可将养殖废水中的大量悬浮物SS以及BOD5、COD等分离出来，大大减轻废水的有机负荷，有利于缩短废水处理时间，减少粪污处理设施的投资费用，降低水处理设施的运行费用。目前，我国固液分离设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。固液分离机的选用应考虑被分离物料的性质、流量、脱水要求，经技术经济比较后确定，用于固液分离机处理的污水含水率一般不应小于98%。3、调节池n厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，相对稳定的水质、水量是厌氧反应器稳定运行的保证，因此厌氧反应器前应设置适当尺寸的调节池。由于养殖场一般每天上下午各冲水一次，因而其最小容积宜为每日废水产生量的50%。且因养殖废水中通常掺杂有较多的粪渣，因此调节池一般应设置去除浮渣装置和水下搅拌混合装置防止沉淀的发生。4、厌氧处理畜禽养殖废水属于高浓度有机废水，厌氧技术是养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术，经厌氧处理后废水中的COD去除率达70%至85%，且运行成本相对较低。废水经厌氧处理后既可以实现无害化，同时还可以回收沼气和有机肥料，是解决养殖废水无害化和资源化问题的最有效的技术方案，是规模化畜禽场粪便污水治理的最佳选择。目前用于畜禽养殖粪污处理的较为成熟的厌氧工艺主要有全混合厌氧反应器（CSTR）、升流式固体反应器（USR）、折流式反应器（ABR）、升流式厌氧污泥床（UASB）等。厌氧反应器的选择和设计应根据粪污种类、工程类型和工艺路线确定。CSTR、USR等适用于高悬浮物（SS）浓度的废水处理，适用于生猪粪污综合利用处理工艺；UASB则要求进水的SS浓度较低，是粪污达标排放处理工艺推荐采用的厌氧反应器类型。ABR介于两者之间。5、好氧处理畜禽养殖废水中含有氮、磷浓度较高，一般应采用具有脱氮除磷功能的工艺，如活性污泥法（SBR）、氧化沟等处理技术。本手册推荐采用稳定塘处理（包括好氧塘、兼性塘和水生植物塘等）、土地处理（包括慢速渗滤、快速渗滤、地面漫流）和人工湿地等自然生物处理。自然生物处理法基建费用低，动力消耗少，在一定条件下，该法配合污水灌溉可实现污水资源化利用。该法的缺点主要是占地面积大、处理效果易受季节影响、易影响环境卫生等。6、消毒回用由于畜禽养殖用水量较大，从节水减排的角度，积极鼓励废水的循环利用，例如处理出水经深度处理（砂滤、活性炭吸附等等）和消毒处理后，可考虑作为畜舍等的冲洗水源。根据《畜禽养殖污染防治技术规范》（HJ/T81）的有关规定，为防止产生氯代有机物或其他的二次污染物对环境及畜禽的影响，废水的消毒处理宜采用紫外线、臭氧、双氧水等非氯化消毒措施。四、沼液的处置与利用1、沼液的有效成分畜禽养殖废水经过厌氧发酵后，排出的沼液养分浓度和一些有害物质浓度均比较高，且不同沼气池排出的沼液浓度差别很大，有的甚至相差几倍。一般发酵充分猪场沼液的有效成分可参照表3-1的数据。2、沼液的使用方法厌氧发酵产生的沼液是一种优质的有机肥料。经过充分发酵后的沼液可直接存入贮粪池中用做洒施、喷施和浇施。沼液中含有三大类生物活性物质。第一类是氮、磷、钾等主要营养元素；第二类是钙、铁、铜、锌、锰、钼等多种作物生长所必需的微量元素，他们在浸种过程中可以渗透到种子细胞内，能够刺激种子发芽和生长；第三类物质相当复杂，已测出这类物质有氨基酸、生长素、赤酶素、水解酶、单糖、腐殖酸、B族维生素以及某些抗生素等，这些活性物质对作物生长发育具有重要的调控作用。（1）洒施：将沼液在耕地前均匀洒入土壤表面，并立即翻耕，以利于沼液与土壤结合，使养分吸附在土壤中防止养分损失。洒施一般做底肥。（2）浇施：结合农田灌溉浇施沼液，使肥料中的养分与水结合在一起，均匀施到土壤中，有利于作物吸收，并节省施肥用工。浇施沼液的土壤，要求平整，施肥时在水渠口将沼液均匀地浇到灌溉水中，浇施的数量与流速要配合好，以达到所要求的施肥量。浇施一般做追肥。（3）喷施：沼液是沼气发酵的副产物，是一种很好的液体肥料。不仅含有较丰富的可溶性无机盐类，同时还含有多种沼气发酵的生化产物，其含有的水溶性的多种营养成分是一种速效肥料，具有易被作物直接吸收及营养、抑菌、刺激、抗逆等效果。沼液喷洒在农作物上可以被叶面直接吸收利用，能加快叶绿素的生成，提高光合效率，促进农作物体内物质和能量的代谢，提高蔬菜吸收肥水的能力、抗逆性及抗病能力，使农作物生n长健壮旺盛，有利于干物质的积累，从而产生明显的增产作用和抗病虫害能力。（4）沼液浸种：①沼液内含有水溶性氮、磷、钾等微量元素，浸种时随水分进入种子内促进秧苗生长。②沼液内含有刺激素类物质，能刺激作物生长。③沼液具有抑制细菌作用，能够抑制病虫害的发生。沼液浸种方法简单，不需增加投入。3、沼液施用技术沼液肥料是一种速效性肥料，施用合理可以显著提高沼液养分的利用率，根据沼液的一般养分状况和多年试验研究结果，再根据沼液有害物质含量低的特点，给出江西省主要作物沼液推荐施用量与施用技术（见表3-2）。沼液养鱼：沼液进入鱼塘增加鱼塘浮游生物量，加强光合作用，增加产氧量，减少鱼病、节约化肥、饵料等优点。养鱼的沼液不必进行固液分离处理，一般鱼塘每亩每次沼液用量不超过300公斤，每周施用不超过3次。选用晴天，采用洒泼方式施用，可使鱼产量平均增加16%。4、沼液施用注意事项（1）沼液肥出池后不能马上施用。因为沼液肥的还原性较强，如将刚出池的沼液肥立即施用，它会与作物争夺土壤中的氧气，影响种子发芽和根系发育，导致作物叶片发黄、凋萎。因此，沼液肥出池后，应先在沼液储存池中放置3至7天再施用。（2）沼液肥不能不兑水直接施用。如不兑水直接施在作物上，尤其是用来追施幼苗，会使作物出现灼伤现象。沼液肥做追肥时，要先兑水，一般兑水量为沼液的1倍。（表3-2）（3）沼液肥不宜表土撒施。沼液肥施于旱地作物宜采用沟施、穴施，然后盖土，施于水田可随灌溉时顺水均匀施入田间。（4）沼液肥不能与草木灰、石灰等碱性肥料混施。草木灰、石灰等碱性较强，与沼液肥混合，会造成氮肥的损失，降低肥效。（5）沼液肥不能过量使用。使用沼液肥的量不能太多，一般施用总养分要比施用化肥的量少20%至30%。若盲目大量施用沼液肥，会导致作物徒长，造成减产，或利用不充分，污染环境。