粪污处理工艺方案.doc
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畜禽粪便处理处置技术
目前规模化、集约化的商品养殖生产占主要地位，这些养殖场处理畜禽粪便时大多是水冲式清除畜禽粪便，产生了大量的固体废弃物和有机废水。
一般畜禽养殖场处理畜禽粪便时都要先进行固液分离，然后再单独对固体废弃物和有机废水进行处理。
这样，集约化养殖场畜禽粪便的处理就包括了畜禽粪便处理和有机废水处理两个方面。
畜禽养殖场特别是大中型养猪场废水处理难度很大：
一是由于大多数猪场都是采用漏缝板式的栏舍，水冲式清粪，排水量大；二是冲洗栏舍的时间相对集中，冲击负荷很大；三是粪便和污水量大且集中，而农业生产是季节性的，周围农田无法全部消纳；四是废水固液混杂，有机质浓度较高，而且粘稠度很大；五是养猪业属微利行业，受到自然与市场的双重风险的影响，不可能投入很多资金用于处理废水，也难以承受过高的废水处理运行费用。
因此，根据养殖场的水质特点，选择经济合理，处理后保证达标的工艺显得尤为重要。
一、水质水量
1、水质
畜禽养殖业产生的污染物主要有粪便、污水和恶臭三个方面。
畜禽粪便中含有大量的病原微生物、寄生虫卵以及孳生的蚊蝇，会使环境中病原种类增多，菌量增大，出现病原菌和寄生虫大量繁殖，造成人、畜传染病的蔓延；畜禽养殖废水的高浓度有机废水，CODCr、NH4+-N、SS含量都很高，水量大且温度较低，废水中固液混杂，氮和磷的化合物有机物含量较高。
而粪污中的重金属则来自于饲料和饮水进入畜禽体内后排泄的，因为含量低不做考虑。
表1国家环保总局推荐的排泄系数/[kg/（头•a）]
畜禽名称
粪
尿
BOD5
CODCr
NH3-N
TP
TN
牛
猪
羊
家禽
7300.00
398.00
950.00
26.30
3650.00
656.70
-
-
193.70
25.98
2.70
1.015
248.2
26.61
4.40
1.165
25.15
2.07
0.57
0.125
10.07
1.70
0.45
0.115
61.10
4.51
2.28
0.275
2、水量
尽管猪粪尿排泄量受到环境因子、饲养质量、饮用水量等的影响，但可以根据下式计算：
Yf=0.530F-0.049Yf—尿排泄量，kg；F—饲料采用量，kg
Yu=0.205+0.438WYu—粪便排泄量，kg；W—饲水量，kg；
表2-1猪粪尿量
体重/kg
20
40
60
80
100
粪尿量/kg
2.88~3.14
3.36~3.58
3.84~4.03
4.32~4.47
4.79~4.92
表2-2畜禽粪尿排泄量
项目
牛
猪
羊
鸡
鸭
粪
天排泄量/（kg·d-1）
年排泄量/（kg·a-1）
20.0
7300.0
2.0
398.0
2.6
950.0
0.12
25.2
0.13
27.3
尿
天排泄量/（kg·d-1）
年排泄量/（kg·a-1）
10.0
3650
3.3
656.7
—
—
—
—
—
—
饲养周期/d
365
199
365
210
210
表3-规模化畜禽养殖场的单位用水系数和废水产生系数kg/（头或只•d-1）
种类
清粪方式
单位用水系数
单位废水产生量
猪
肉牛
奶牛
蛋鸡
鸭
水冲粪
干捡粪
干捡粪
干捡粪
水冲粪
饮水槽
25
15
40
80
1
1.5
18
7.5
20
48
0.7
1.5
表3-2年出栏万头猪场粪污水排放量
项目
饲养周期/d
存栏数量/头
平均排尿量
/（kg·头-1·d-1）
平均冲洗水量
/（kg·头-1·d-1）
产生污水量/
/（t·d-1）
母猪
公猪
仔猪
育肥猪
总排泄量
365
365
49
105
—
500
25
1380
2920
—
6.72
6.41
2.91
5.95
—
30
26
10
20
—
18.36
0.81
17.82
75.77
112.8
二、养殖场清粪工艺
我国规模化养殖场目前主要清粪工艺有三种：
水冲粪、水泡粪（自流式）和干清粪工艺。
以下简单介绍各工艺：
1、水冲粪工艺：
水冲粪的方法是粪尿污水混合进入缝隙地板下的粪沟，每天数次从粪沟端的水喷头放水冲洗。
粪水顺粪沟流入粪便主干沟，进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池。
该工艺对于泵和喷头及后续的粪污处理费用较高，运行费用和维护费用相对较高，后续的污染物浓度也想度较高。
2、水泡粪工艺：
是水冲粪工艺的改进，在此不做介绍。
3、干清粪工艺：
该工艺利用劳动力或机械清扫粪便，再进行冲洗，使粪便固体和冲洗水、粪尿大部分分离，减少粪污清理过程中的用水、用电，保持固体粪便的营养物，提高有机肥肥效，降低后续粪尿处理的成本。
干清粪工艺的主要方法是，粪便一经产生便分流，干粪由机械或人工进行清扫、收集、运走，尿及冲洗水则从下水道流出，分别进行处理。
该工艺技术上不复杂，不受气候变化影响，污水处理部分基建投资比前两者工艺大大降低，后续处理负荷减轻。
表4养猪场三种清粪工艺水量消耗和水质情况
项目
水冲粪
水泡粪
干清粪
水量
平均每头/（L/d）
万头猪场/（m3/d）
35~40
210~240
20~25
120~150
10~15
60~90
水质指标
（mg/L）
BOD5
CODCr
SS
7700~8800
1700~19500
1030~11700
1230~15300
2720~31000
164~20500
3960~5940
8790~13200
3790~5680
注：
1.水冲和水泡清粪的污水水质按每日每头排放COD量为448g，BOD量为200g，悬浮固体为700g计算得出；2.干清粪的3组数据为3个猪场的实测结果。
与水冲式和水泡式清粪工艺相比，干清粪工艺固态粪污含量低，粪中营养成分损失小，肥料价值高，便于高温堆肥或其他方式的处理利用，后续处理难度减轻，所以优先选用干清粪工艺。
三、好氧堆肥技术
畜禽粪便通过好氧堆肥处理，使堆肥原料中不稳定的有机物，经过一定时间的氧化和腐熟，形成性质稳定、对农作物无害、可作为土壤改良剂的堆肥产品。
堆肥可以分为升温、高温、降温和腐熟四个阶段。
而影响堆肥的因素包括：
含水量、通气状况、C/N和C/P比、温度、接种剂和酸碱度。
因此，在工艺上要对这些因素进行考虑。
1、堆肥设备工艺
畜禽粪便处理设备可以在短期内，将畜禽粪便处理成有机肥，主要由五部分组成：
混合搅拌料机、螺旋输送机、加压混练机、粉碎机、电气控制系统。
表5畜禽粪便处理设备个部分功能与作用
名称
功能与作用
备注
混合搅拌料机
使畜禽粪便与配料混合均匀
搅拌轴只准正转其上的输送器起混合、输送作用
螺旋输送机
把搅拌混合后的送进加压混炼机中
一般情况只准正转
加压混炼机
挤压摩擦混炼内部混合物使其升温，杀死或抑制低温菌等
正常处于正转工作状态
粉碎机
粉碎混炼机处理后的物料
电气控制系统
控制系统中各部件动作
设有加压电源
（1）工艺流程：
该设备系统工作时，把畜禽粪便与配料按规定的比例送入混合搅拌料机，进行搅拌混合均匀，通过螺旋输送机进一步搅拌并送入主机—加压混炼机，通过加压混炼机的加压摩擦，使该机体内的混合物温度自行升高，杀死蛔虫卵和有害菌，然后提供适应的空气和水分，为高温菌发酵创造适宜的条件，完成快速发酵，再通过粉碎机粉碎松散，最后送入堆置场堆放8~10d，即可成为有机肥。
原料
混合搅拌
加压混炼
入库（水分≦30%）
堆置发酵场
粉碎
加入配料
含60%~70%水
定量输送
物料
50%左右水
8~10d
图1畜禽粪便生产生物有机肥的发酵工艺流程
（2）特点：
①不受季节限制，一次性投资小，占地面积小，运行管理费用低。
②立即转成好氧发酵，没有臭味，是无害化处理。
③畜禽粪便从被处理到有机肥产生仅需10d左右，生产周期短。
④操作简单，维护方便。
（3）生物有机肥标准
我国于2002年12月颁布了有机肥料国家行业标准（NY525-2002），适用于以畜禽粪便、动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料，经发酵腐熟制成的有机肥料，具体要求如下。
①外观有机肥料为褐色或灰褐色，粒状或粉状，无机械杂质，无恶臭。
②有机肥料的技术指标应符合表6的要求。
表6有机肥料的技术指标
项目
指标
有机质含量（以干基计）/%≥
总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）含量（以干基计）/%≥
水分（游离水）含量/%≥
酸碱度（pH值）
30
4.0
20
5.5~8.0
③有机-无机复混肥料中重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠菌指标应符合GB8127-87的要求。
四、固液分离技术
1、固液分离工艺的特点
采用固液分离技术可以降低粪污中SS的含量，经固液分离后，污水中的COD可下降40%左右，为高效的厌氧工艺创造了条件，若COD（或SS）过高，则可能堵塞高效过滤器或污泥床。
由于COD的降低，减轻了厌氧处理的负荷，减少了污泥的产生量，缩小了厌氧处理装置的容积和占地面积，降低了造价。
2、固液分离设备
目前养殖业粪污处理主要采用机械物理分离，而研究资料表明，采用XJG-25型斜板挤压分离机是目前比较好的粪污固液分离设备。
已在养殖场推广使用，分离后粪渣含水率65%~70%。
例如：
广东省板岭原种猪场首先采用简单的斜板挤压式固液分离机去除较大的粪渣，再利用沉淀去除细小粪泥。
这种方式降低污水中的有机物含量十分有效，无需添加任何絮凝剂，又为下一步采用先进、高效的厌氧装置提供了良好的条件。
但是设备价格比较昂贵。
因此可以选用一般的固液分离技术，如：
筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。
五、微生物处理技术
由于经过固液分离后，粪污中的有机物含量高，在畜禽养殖场中多用厌氧-好氧的处理工艺，先通过厌氧的处理工艺除去大部分的有机物，去除率为60%~80%。
再通过好氧处理工艺，可使有机物含量进一步降低，在经过生物塘的降解，可使处理过的废水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），表7为《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）及《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）的比较。
表7：
废水污染物排放标准与灌溉标准（旱作）的比较
控制项目
BOD（mg/l）
COD（mg/l）
SS（mg/l）
氨氮（mg/l）
总磷（mg/l）
粪大肠菌群数（个／ml）
蛔虫卵（个／l）
排放准值
灌溉标准
150
150
400
300
200
200
80
30
8.0
10
10000
10000
2
2
下图为两个典型畜禽养殖业废水处理的工艺流程图
·
厌氧
好氧生物处理
污泥作为肥料或改良土壤
沼气利用
出水用于养鱼或灌溉
出水
进水
沼气利用
出水用于养鱼或灌溉
厌氧生物处理
稳定塘（湿地、土地处理）
污泥作为肥料或改良土壤
进水
出水
1、厌氧处理工艺
（1）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
UASB反应器由三个功能区组成，即底部的布水区、中部的污泥反应区、顶部的气液固三相分离区（包括沉淀区）。
废水从厌氧污泥床底部流入与污泥进行混合接触，污泥中的微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中
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