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隨著生豬集約化養(yǎng)殖技術(shù)的進(jìn)步和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)造的調(diào)整，傳統(tǒng)的家庭作坊式圈養(yǎng)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉秶?、集約化消費(fèi)性養(yǎng)殖。范圍化養(yǎng)豬場廢水排放量大，污染物濃度高，且大多數(shù)都未經(jīng)處置直接排放，對區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生直接要挾和危害。這些環(huán)境污染問題惹起了各級人民政府的高度注重，國度環(huán)?？偩趾蛧荣|(zhì)量監(jiān)視檢驗(yàn)檢疫局公布了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放規(guī)范》(GB18596—2001)，對畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水、廢渣和惡臭氣體的排放實(shí)行了規(guī)則;福建省人民政府也積極響應(yīng)國度政策，進(jìn)一步加大范圍化養(yǎng)豬場的整治力度。

　　目前，國內(nèi)外主要采用自然處置、好氧處置、厭氧處置及混合處置等技術(shù)管理范圍化養(yǎng)豬場污水，但是由于能耗大、投資費(fèi)用高、維護(hù)管理技術(shù)請求多等緣由，致使這些辦法未能完整被各養(yǎng)殖場或農(nóng)戶接納，推行也遭到限制，因而養(yǎng)殖場糞污經(jīng)濟(jì)有效管理照舊是個(gè)難題。福建省永安市某養(yǎng)豬場改良傳統(tǒng)工藝形式，經(jīng)過應(yīng)用固液分離-厭氧生物發(fā)酵-生物氧化塘組合工藝處置污水，從糞污減量化到污水深度凈化處置使養(yǎng)豬場出水水質(zhì)到達(dá)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放規(guī)范(GB18596—2001)排放規(guī)范，處理養(yǎng)豬場糞便污染問題同時(shí)也可為同類養(yǎng)殖場提供一定參考。

　　1、資料與辦法

　　1.1 養(yǎng)豬場概略

　　該養(yǎng)豬場位于福建省三明市永安市某村鎮(zhèn)，年存欄3500~5000頭，出欄商品豬10000頭，采用干清糞工藝。按1頭豬日排糞2.2kg，排尿2.9kg計(jì)算，則該豬場日糞尿產(chǎn)生量17.85t，其中糞7.7t，尿10.15t，包括沖欄用水和職工的生活污水在內(nèi)，每天產(chǎn)生污水60~100t。對該養(yǎng)豬場排放的污水實(shí)行實(shí)地監(jiān)測，水質(zhì)狀況見表1。

　　1.2 處置工藝流程及簡介

　　1.2.1 處置工藝流程

　　經(jīng)過對該養(yǎng)豬場污水水質(zhì)剖析并分離該豬場的實(shí)踐狀況，最后采用固液分離-厭氧生物發(fā)酵-生物氧化塘組合工藝，以到達(dá)最佳的處置效果和經(jīng)濟(jì)效益(詳細(xì)工藝流程見圖1)。

　　1.2.2 主要單項(xiàng)技術(shù)簡介

　　(1)固液分離前處置技術(shù)。

　　糞便污水含有大量的有機(jī)污染物和懸浮物，需求經(jīng)過固液分離后再分別處置固形物和污水，從而有效降低污水中的污染物濃度，同時(shí)可確保后續(xù)的厭氧處置工藝穩(wěn)定、有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。選用本課題組研制60目的篩網(wǎng)的FZ12固液分離機(jī)，將污水中的大局部懸浮物別離出來，完成污水濃度減量化。該固液分離機(jī)的設(shè)計(jì)特性是集振動(dòng)系統(tǒng)、擠壓系統(tǒng)和自動(dòng)清洗系統(tǒng)于一體，污水處置效果較穩(wěn)定，不會(huì)形成沉渣梗塞，可縮短后續(xù)厭氧發(fā)酵處置水力停留時(shí)間。

　　(2)厭氧生物發(fā)酵處置技術(shù)。

　　污水經(jīng)過固液分離前處置后進(jìn)入?yún)捬跎锇l(fā)酵系統(tǒng)。本研討采用銘盛環(huán)境的ZWD型隧道式厭氧發(fā)酵池，是中國最先設(shè)計(jì)應(yīng)用的水壓式沼氣池型，內(nèi)設(shè)破殼網(wǎng)及布水器，保證池內(nèi)布水平均，進(jìn)步厭氧發(fā)酵效果。該沼氣池具有占空中積小、構(gòu)造簡單、操作便當(dāng)、產(chǎn)氣率高等優(yōu)點(diǎn)，克制了舊式的水壓式沼氣進(jìn)出料難，占用有效建造容積等缺陷。該單項(xiàng)技術(shù)是本工藝的中心，一方面可去除污水中大局部有機(jī)物，另一方面厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣可作為消費(fèi)生活用電，產(chǎn)生的沼液可作為液體肥料灌溉農(nóng)田，在去除污染物的同時(shí)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

　　(3)生物氧化塘處置技術(shù)。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液富含N、P、K和有機(jī)質(zhì)，若直接排放，將會(huì)形成下游河道水質(zhì)富營養(yǎng)化，可形成水體等環(huán)境污染。因而，對耕作區(qū)應(yīng)用不完的沼液采用水生物氧化塘處置技術(shù)實(shí)行深度脫氮除磷，可起到進(jìn)一步的凈化作用。共建立生物氧化塘3畝，蓄水才能為0.45萬m3，水深約為1m。為了保證耕作區(qū)需求施肥時(shí)有足夠的沼液能夠應(yīng)用和雨季沼液無法應(yīng)用時(shí)不會(huì)外排，調(diào)理沼液貯量在0.24~0.45萬m3。

　　1.3 各階段污水測試項(xiàng)目及剖析辦法

　　pH值用便攜式pH計(jì)(雷茲pHs-3E)丈量;SS的測定采用GB11901—1989重量法，CODcr的測定采用GB11914—1989重鉻酸鉀法;BOD5的測定采用HJ505—2009稀釋與接種法;NH3-N的測定采用HJ535—2009納氏試劑分光光度法。

　　2、結(jié)果與剖析

　　2.1 處置效果

　　分別對固液分離后沉淀出水、厭氧消化池、氧化塘最終出水水質(zhì)實(shí)行取樣剖析，每個(gè)采樣點(diǎn)每日上午9點(diǎn)取樣，取樣3次，最終以均勻值作圖討論。詳細(xì)測定結(jié)果見圖2。

　　養(yǎng)豬場污水含有大量的有機(jī)污染物和懸浮物，先經(jīng)過固液分離處置可確保后續(xù)厭氧處置工藝穩(wěn)定、有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)可節(jié)約工業(yè)污水處理費(fèi)用。本項(xiàng)目應(yīng)用本課題組研制的固液分離機(jī)FZ12對福建永安某養(yǎng)豬場廢水實(shí)行固液分離前處置，再經(jīng)初沉池處置后，pH值為6.50，SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP濃度分別為4436.2、5666.2、3434.9、322.4、38.4mg/L，對SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除效果分別到達(dá)75.7%、65.7%、51.7%、17.9%和12%，污水中的污染物得到了快速的去除。然后，應(yīng)用厭氧微生物發(fā)酵技術(shù)(本項(xiàng)目采用的反響器為UASB反響器)對沉淀池出水實(shí)行進(jìn)一步的處置。厭氧消化池出水pH值為6.68，SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP濃度分別為381.5、730.9、218.8、311、35mg/L。SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP這4種污染物都得到了一定水平的去除(去除率分別為97.9%、95.5%、96.9%、20.87%和19.9%)，氨氮和總磷的去除率不高，可能是由于厭氧消化對氨氮去除效果不佳，主要是依托局部硝化及反硝化作用;總磷的去除需求經(jīng)過好氧處置去除，在缺氧條件下對總磷的去除難度較大。另外，經(jīng)過計(jì)算BOD5和CODcr的比值還能夠看出，經(jīng)過厭氧發(fā)酵處置后的養(yǎng)豬場污水BOD5與CODcr的比值較小(30%)，闡明該工藝的生物發(fā)酵曾經(jīng)比擬徹底，厭氧發(fā)酵難以繼續(xù)實(shí)行，但各項(xiàng)污染物濃度依然達(dá)不到GB18596—2001排放規(guī)范，因而需實(shí)行后續(xù)的氧化塘生化處置。生物氧化塘具有基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、耐沖擊負(fù)荷才能強(qiáng)、能有效去除污水中的氮磷以及可美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。養(yǎng)豬場污水經(jīng)過厭氧處置后氨氮含量高，將生物氧化塘作為生豬養(yǎng)殖廢水的后續(xù)處置工藝，可對污水起到進(jìn)一步的脫氮效果。監(jiān)測結(jié)果標(biāo)明，經(jīng)過后續(xù)的氧化塘處置，出水pH值為7.48，SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP濃度分別為48.0、138.0、37.3、41.6、2.02mg/L，對SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率可分別到達(dá)99.7%、99.1%、99.5%、89.4%和95.4%，完整可到達(dá)GB18596—2001的排放規(guī)范(表2)。

　　2.2 去除單位COD的投資與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用剖析

　　2.2.1 前處置階段投資與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用剖析

　　(1)設(shè)備、設(shè)備投資費(fèi)用。

　　本項(xiàng)目的前處置采用固液分離機(jī)和初沉池，該階段的設(shè)備、設(shè)備總投資為7.3萬元，其中固液分離機(jī)4.8萬元，初沉池2.5萬元。日污水處置量為100m3。依據(jù)表2的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，經(jīng)過固液分離處置后沉淀，每天可去除COD總量為1061.6kg，則前處置階段每去除1kgCOD的設(shè)備、設(shè)備投資費(fèi)用為68.8元/天。

　　(2)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

　　該階段每天耗電30度，按1元/度計(jì)，則所需電費(fèi)為30元;另外，運(yùn)轉(zhuǎn)過程還需1個(gè)人看守，工人工資以50元/天計(jì)，則總運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)為80元/天，去除1kgCOD需0.075元/天運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)。

　　2.2.2 厭氧發(fā)酵階段投資與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用剖析

　　(1)設(shè)備投資費(fèi)用。

　　厭氧發(fā)酵系統(tǒng)總投資為44.0萬元，日處置污水量為100m3。依據(jù)表2的檢測數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，厭氧生化階段的COD去除量為493.5kg，則其厭氧發(fā)酵階段的COD容積負(fù)荷為0.45kg/(m3?d)，則該階段去除1kgCOD設(shè)備投資為891.6元/天。

　　(2)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

　　厭氧發(fā)酵階段除了清池，平常沒有運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，因而其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)可疏忽不計(jì)。

　　2.2.3 生物氧化塘基建投資與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用剖析

　　(1)基建投資費(fèi)用。

　　該項(xiàng)目設(shè)立三級跌水式生物氧化塘(共0.20hm2)，按30元/m2計(jì)算，則該階段需求9.0萬元基建投資費(fèi)用。應(yīng)用生物氧化塘每天可去除COD總量為59.3kg，則該階段去除1kgCOD基建投資為1517.8元/天。

　　(2)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

　　生物氧化塘在處置污水的過程中平常無運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。該豬場應(yīng)用氧化塘出水灌溉四周農(nóng)田(46.9hm2)，需求1個(gè)人看守，所需人工費(fèi)為50元/天，沼液灌溉均勻每天耗電20度，需求電費(fèi)20元/天，則應(yīng)用氧化塘出水灌溉農(nóng)田需求總運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用70元/天。

　　從固液分離機(jī)、厭氧發(fā)酵以及生物氧化塘去除單位COD的投資剖析結(jié)果能夠看出：

　　①應(yīng)用固液分離機(jī)對范圍化養(yǎng)豬場污水實(shí)行前處置，能夠快速、有效地降低污水中的COD濃度，還可顯著減少投資費(fèi)用;

　　②應(yīng)用該組合工藝處置養(yǎng)豬場污水具有投資省、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.3 污水管理經(jīng)濟(jì)效益剖析

　　2.3.1 固液分離階段經(jīng)濟(jì)效益剖析

　　對固液分離機(jī)的去渣量實(shí)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯現(xiàn)其每個(gè)消費(fèi)周期糞渣均勻產(chǎn)量為2275kg/天(含水率55%~66%)，將產(chǎn)生的糞渣賣給有機(jī)肥料廠，價(jià)錢為100元/t，該豬場回收糞渣的產(chǎn)值為227.5元/天，扣除運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用80元/天，則在固液分離機(jī)處置階段其凈回收為147.5元/天，投資回收期為495天。

　　2.3.2 厭氧發(fā)酵階段經(jīng)濟(jì)效益剖析

　　對厭氧發(fā)酵池的日沼氣實(shí)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯現(xiàn)其均勻產(chǎn)氣量為699.8m3/天，則該階段每去除1kgCOD可產(chǎn)生約0.45m3沼氣，產(chǎn)氣率為0.64m3/(m3?d)。這些沼氣可用于發(fā)電，提供豬場的消費(fèi)生活用電，假如能全部得到有效應(yīng)用，可發(fā)電1050度/天，節(jié)約電費(fèi)1050元/天，其投資回收期為419天。

　　2.3.3 生物氧化塘階段經(jīng)濟(jì)效益剖析

　　應(yīng)用氧化塘出水灌溉農(nóng)田46.67hm2，每公頃年節(jié)約肥料本錢6000元，則該階段可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為28萬元/年，扣除灌溉農(nóng)田運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用70元/天，凈回收為697元/天，其投資回收期為129天。

　　經(jīng)過剖析3個(gè)處置階段產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)果標(biāo)明應(yīng)用該組合工藝處置養(yǎng)豬場廢水，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，且投資回收期較短。

　　3、結(jié)論

　　應(yīng)用固液分離-厭氧消化-生物氧化塘組合工藝處置養(yǎng)豬場污水，對SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除效果顯著，最終出水可到達(dá)GB18596—2001排放規(guī)范。其中，應(yīng)用固液分離機(jī)對污水實(shí)行前處置，是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，可大大縮短污水的處置周期并節(jié)約處置費(fèi)用。該組合工藝能充沛應(yīng)用豬場環(huán)境條件對糞污處置各階段產(chǎn)生的錯(cuò)位資源實(shí)行有效應(yīng)用，在消納污染物的同時(shí)還可節(jié)約消費(fèi)本錢產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益：固液分離的豬糞渣可銷售給有機(jī)肥廠，經(jīng)過495天可回收投資資金；厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣可滿足豬場日常的消費(fèi)生活用電，經(jīng)過419天可回收投資資金；生物氧化塘出水可作為液體肥料灌溉豬場周邊的農(nóng)田，經(jīng)過129天可回收投資資金。該組合工藝對處置養(yǎng)豬場污水經(jīng)濟(jì)、有效，具有較好順應(yīng)性和針對性，對其他養(yǎng)豬場的污水處置工程具有一定的參考價(jià)值。