畜禽养殖场污染治理技术研究

畜禽养殖场污染治理技术研究

徐天勇󰀁

(安徽省滁州市环境保护局,安徽滁州239000)

摘要󰀁畜禽养殖场采用厌氧消化、生物滤池、氧化塘工艺处理污水,具有处理效果好、投资少、动力消耗低、管理方便等特点,该技术适用于农村经济条件较差的畜禽养殖场的污水处理。关键词󰀁畜禽养殖;污染治理;厌氧消化;生物滤池

中图分类号󰀁S815󰀁󰀁文献标识码󰀁A󰀁󰀁文章编号󰀁0517-6611(2004)01-0135-02

󰀁󰀁随着畜禽养殖业的迅猛发展,畜禽养殖产生的粪便由于未作有效利用和妥善处理,造成了污染,已成为阻碍畜禽养殖业持续稳定发展的重要因素,解决畜禽养殖业污染问题已显得非常突出和迫切。而要解决畜禽养殖业污染,必须根据我国国情及畜禽养殖业的实际,开发投资少、能耗低、操作简便的污染治理适用技术,才能推动畜禽养殖业污染治理的全面铺开。1󰀁畜禽粪便对环境的影响

(1)污染土壤和地下水。在畜禽粪便堆放或流经的地点,有大量高浓度粪水渗入土壤,可造成植物一时疯长,或使植物根系受损伤,乃至引起植物死亡。粪水渗入地下水,还会使地下水中硝态氮、硬度和细菌总数严重超标。(2)污染地表水,破坏水生态系统,甚至影响饮用水源,危及人类健康。大量畜禽粪便直接或随雨水流入水体,可使水体严重富营养化,水质腐败,水生生物死亡。据测定,当畜禽粪水流入池塘而使水中氨含量达到或超过0.2mg/L时,就会对鱼产生毒性。此外,畜禽粪便中可能存在的肠道传染病菌和人畜共患的病原体,都会对环境和人体健康造成严重威胁。

(3)粪便恶臭的污染。刚排出的畜禽粪便含有NH3、H2S和胺等有害气体,在未能及时清除或清除后不能及时处理时臭味将成倍增加,产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及低级脂肪酸等恶臭气体。恶臭气体会对现场及周围人们的健康产生不良影响,如引起精神不振、烦躁、记忆力下降和心理状况不良,也会使畜禽的抗病力和生产力降低。

2󰀁畜禽粪便处理适用技术的要求

由于畜禽粪便的有机物浓度高,氨氮浓度高,恶臭严重,因此治理难度较大。近年来,人们从治理畜禽粪便污染的实践中,认识到套用污水生化处理或物化处理技术企图直接处理达标,并不是合理有效的方法。例如,采用厌氧(UASB)󰀂好氧(SBR)高效污水处理技术,或采用水解(酸化)󰀂两段接触氧化󰀂混凝工艺处理技术等,都有很好的处理效果,能做到达标排放,但难以在实践中推广应用,投资大,能耗高,运行费用高是重要原因。根据我国

作者简介:徐天勇(1966-),男,安徽省滁州市人,在读硕士,高级工

程师,从事污染控制管理和研究。

收稿日期:2003󰀁11󰀁07国情及畜禽养殖业的实际,畜禽粪便处理的适用技术应具备以下要求:

(1)资源化,有效益。畜禽粪便自古以来都被作为优质有机肥而通过自然生态系统得到转化、利用。如今,由于大规模、集约化养殖业产生的粪便量大,往往难以还田,必须借助设备,才能把畜禽粪便转化成可用的资源。例如,通过干湿分开、固液分离得到干粪,可应用高效菌种发酵转变成饲料(鸡粪)或肥料(猪粪);高浓度粪水可采用厌氧处理技术产生沼气、回收利用能源。

(2)因地制宜。畜禽粪便的有机物浓度高、氨氮浓度高、恶臭严重,若要直接处理达标,不仅投资大,而且运行成本相当高,实际上难以实施。因此,要结合当地地理环境情况,对经处理不能达标的污水,可在后续处理中因地制宜配以氧化塘,采用水生植物生态工程技术,以达到排放标准所要求的指标。

(3)以生物处理为核心。对于处理难度高的畜禽粪便治理,必须依据实际条件,合理选择多项生物技术,组合成一个有机的系统。如经固形物分离后的粪水,可应用厌氧发酵技术产沼气,回收生物能,沼液、沼渣则可作肥料;也可通过多级反应槽进行兼氧处理(不加人工曝气),使粪污水中的各种污染物得以大幅度降解、转化、去除。3󰀁污染治理工程实例

3.1󰀁干湿分开工程󰀁某奶牛养殖场按现存栏400头计算,将粪与尿、污水、冲棚水进行干湿分开,减少污水中固形物,减轻后处理负担,降低处理费用。主要内容是对养殖场的干粪便堆场进行改造,每个畜禽场建造1个干粪堆棚,干粪堆棚的设计有防雨措施,做到上有顶、下有底,四周设挡墙防止干粪流失,内设渗滤水的收集、排水系统,并与污水处理系统相连。干粪经生物发酵后转化成饲料或肥料。3.2󰀁污水处理工程

3.2.1󰀁工艺流程见图1。畜禽粪水经格栅、沉砂池分离出固形物后,沿导管进入厌氧消化池下部的污泥床,由于间断脉冲式进水,污泥床被搅动,与水混合,有机质被大量吸附降解。污泥床上方,微生物吸附在胶体上,形成悬浮活性污泥层。沼气以微小气泡不断析出,逐渐合并形成较大气泡,在沼气的搅动和水力冲击下,悬浮污泥层与有机质充136

󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁安徽农业科学󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2004年

分接触,使之消化降解。沼液经沉淀池泥水分离后,上清液进入生物滤池。

图1󰀁污水处理工艺流程

󰀁󰀁在生物滤池内设置填料,微生物附着在填料表面生长。污水在滤池内流速小,且以横向流为主,污水通过填料时,有机质被微生物吸附降解。当生物膜达到一定厚度,造成内层厌氧状态,使生物膜的附着力减弱,在水流的冲刷下,生物膜开始脱落,随后又在填料上生长出新的生物膜,脱落的生物膜经沉淀与水分离。

经生物滤池处理后污水再进入氧化塘,利用水生动植物进行深度处理。3.2.2󰀁设计参数。

(1)水量、水质。粪水、牛尿、冲洗水收集后其水量每天约70t,水质指标CODcr1500~2000mg/L,BOD5620~850mg/L,NH3-N350~500mg/L。

(2)厌氧消化池。厌氧消化池2座,采用二级厌氧,每座长5m、宽4m、高2.5m,厌氧消化池容积负荷3.0kg(COD)/(m d),水力停留时间48h。

3

平均。监测结果见表1。

󰀁󰀁表1󰀁󰀁污水处理各段处理前后污染物浓度及去除效率

CODcr!mg/L工艺过程

进水出水

去除率

BOD5!mg/L进水出水

379

13233

去除率%66.165.275.0

NH3-N!mg/L进水出水23517454

1745412

去除率%26.068.977.8

厌氧消化池1832617生物滤池617234氧化塘23465

%

66.3111862.137972.2132

󰀁󰀁该污水处理工艺具有以下特点:

(1)处理效果较好。CODcr去除效率达96.5%,BOD5去除效率达97.0%,NH3-N去除效率达94.9%,处理后出水符合∀污水综合排放标准#一级标准。

(2)工程投资少。污水处理工程全部为土建结构,没有设备,投资较少,适用于农村经济条件较差的规模化畜禽养殖场的污染治理。

(3)动力消耗低。污水处理过程利用重力流,不需动力提升;生物滤池中设有填料,其上的生物膜增进了微生物的处理效果,不需曝气。如采用常规的活性污泥法处理工艺,能耗就较高。

(4)日常运行管理方便。污水处理工程为地下式构筑物,平时只需作常规的进、出水水质监测,污泥、沼渣清

掏一般2~3个月1次。

(5)有一定的经济效益。该养殖场年产干粪400t,以100元/t的价格计算,年收益约4万元;年产沼气约2万m3,价值约2万元;沼渣及沼液的综合利用,也可产生一定的经济效益。4󰀁结论

(1)畜禽养殖场污水采用厌氧消化、生物滤池、氧化塘的工艺是可行的,特别适用于农村经济条件较差的畜禽养殖场。

(2)该污水处理工艺具有处理效果好、投资少、动力消耗低、日常运行管理方便等优点,是技术可行,经济、环保效益皆佳的处理工艺。

(3)该污水处理技术应进一步做更多的研究和定量分析,以逐步做到标准化,促进该技术推广。5󰀁参考文献

1󰀁贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京:中国轻工业出版社,1998.2󰀁徐亚同,史家梁,张明.污染控制微生物工程[M].北京:化学工业出版社,2001.

3󰀁马文漪,杨柳燕.环境微生物工程[M].南京:南京大学出版社,1998.4󰀁张自杰.环境工程手册(水污染防治卷)[M].北京:高等教育出版社,1996.

(3)生物滤池。生物滤池2座,采用二级过滤,每座长6m、宽4m、高2.5m,容积负荷2.0kg(COD)/(m d),采用

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浸没式碎石填料滤池,分工作层和承托层两层,填料总厚度1.8m,工作层厚1.5m,粒径介于30~50mm,承托层厚0.3m,粒径介于60~100mm。布水系统采用浸没式。

(4)沉淀池。长4m、宽2m、高2m,池内设多个挡墙,表面负荷2.0m/(m h),沉淀时间4h。

(5)氧化塘。1.3hm的氧化塘1个,塘深0.5~1.5m,水力停留时间30d,塘内种植水生植物及用于水产养殖。

各构筑物的布置根据功能和流程的水力要求,组合在一起,确定好各构筑物合适标高,使污水能自然流经全流程。各构筑物根据要求,分别设有清淤口和通风口。整个构筑物采用砖和混凝土结构,建于地下,建成后用土覆盖。

3.2.3󰀁调试及运行效果。工程建成后,厌氧消化池启动,取其他正在运行的厌氧消化池的污泥进行接种,接种量为池容的30%,采用连续进水方式驯化污泥,驯化过程中逐渐加大废水的比例,最后完全进入废水。生物滤池接种污泥,取其他污水处理设施的曝气池的混合液,放入沉淀池内,用泵抽入滤池内,使混合液在滤池内反复循环。这时混合液中微生物粘附在填料上,然后,开始逐步加入厌氧消化池出水进行驯化,并随生物膜的增长而提高进水比例,经运行半年后,设施基本运行正常。

设施运行正常后,开展监测。因该养殖场废水为24h连续不稳定排放,监测周期48h,采样频次为8次,等时间间隔采样,样品分别分析,废水中污染物浓度取流量加权2

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(责任编辑:孙红忠󰀁责任校对:孙红忠)