认识畜禽废水

认识畜禽废水

从原始的农耕经济自给自足到现在的开放性的市场经济,从农耕时代家家户户自养畜禽到如今畜禽养殖的规模化,不得不说社会在发展,生活在进步。所谓福兮祸之所伏,大量的畜禽养殖基地排放的污水也渐渐占据了江河的一席之地。如今有限的耕地再也无法容忍日益壮大的畜禽废水,于是乎它就融入了城市,造成城市污水的污染。

1993年美国经历了近代史上规模最大的突发蔓延的腹泻症,受感染者超过了40万人,起因是威斯康星州密尔沃基市的城市供水受到了农村动物粪便原生寄生物的污染。美国素有最洁净州之称的卡罗莱纳州,近20年来就因为养猪业大发展且粪便没有得到应有处理,变成美国污染最严重的州之一。

目前,我国已成为世界上最大的肉蛋生产国,猪肉、禽肉、鸡蛋产量均位居世界第一。2002年,我国畜禽粪便产生总量约41亿吨,我国当前主要是尾端治理模式,60%的养殖场缺少干湿分离这一关键的处理设施。集约化养殖场污染治理设施建成率不到30%,以致大量的畜禽粪便及冲洗混合物直接排入自然环境,我国80%以上的规模化养殖场没有足够数量配套耕地来消纳其产生的粪便。昔日分散的畜禽废弃物如今已成为巨大的集中污染物来源,年产粪便已数倍于城市居民的粪便排放总量,这种污染所产生的环境污染问题和影响范围、深刻程度已经远远超过了工业污染和城市扩张的影响。而长江三角洲地区的集约化畜禽养殖业污染最为突出。长三角地区是我国经济持续快速发展的地区,但土壤、水域都受到严重污染。自20世纪80年代末,长江三角洲地区各城市实施菜篮子工程以来,大量畜禽废水未经处理直接排入水体,成为本地区强大污染源,粪尿的露天放置,导致95%的氮以NH3的形式流失。

2007528,太湖蓝藻大爆发,无锡市70%自来水厂水质污染,影响了200万人口的生活用水。自来水恶臭难当,不仅不能饮用,连洗浴都不行。农业面源污染是太湖NP的主要来源,由此造成水体富营养化,导致蓝藻大爆发。

畜禽废水的治理已不容忽视。大面积的粪便产生,如果不即时的清理掉,会滋生各种病菌、发出恶气,并且会占用大量的空间;即时清粪可以避免有害病菌的滋生并有利环境整洁,并避免畜禽生病。然而,不同的清理方式所产生的废水还有各自的特点。目前的粪便处理工艺主要有水冲洗清粪、水泡清粪及干清粪等。

1、  水冲洗清粪工艺

 水冲粪工艺是20世纪80年代中国从国外引进规模化养猪技术和管理方法时采用的主要清粪模式。 该工艺的主要目的是及时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液,保持畜舍环境卫生,减少粪污清理过程中的劳动力投入,提高养殖场自动化管理水平。 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。

 优点:水冲粪方式可保持猪舍内的环境清洁,有利于动物健康。劳动强度小,劳动效率高,有利于养殖场工人健康,在劳动力缺乏的地区较为适用。

 缺点:耗水量大,一头每天需消耗大量的水(3540L)来冲洗猪舍的粪便。污染物浓度高,COD1100013000 mg/LBOD50006000 mg/LSS1700020000 mg/L。固液分离后,大部分可溶性有机质及微量元素等留在污水中,污水中的污染物浓度仍然很高,而分离出的固体物养分含量低,肥料价值低。 该工艺技术上不复杂,不受气候变化影响,但污水处理部分基建投资及动力消耗很高。

2、  水泡清粪

该工艺的主要目的是定时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液,减少粪污清理过程中的劳动力投入,减少冲洗用水,提高养殖场自动化管理水平。 水泡粪清粪工艺是在水冲粪工艺的基础上改造而来的。工艺流程是在猪舍内的排粪沟中注入一定量的水,粪尿、冲洗和饲养管理用水一并排放缝隙地板下的粪沟中,储存一定时间后(一般为12个月),待粪沟装满后,打开出口的闸门,将沟中粪水排出。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。

    优点:比水冲粪工艺节省用水, 一头每天需消耗大量的水(2025L)。

   缺点:由于粪便长时间在猪舍中停留,形成厌氧发酵,产生大量的有害气体,如H2S(硫化氢),CH4(甲烷)等,恶化舍内空气环境,危及动物和饲养人员的健康。粪水混合物的污染物浓度更高,后处理也更加困难。 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及动力消耗较高。污染物含量BOD800010000mg/L,COD:800024000mg/LSS2800035000mg/L

3、干清粪

该工艺的主要目的是及时、有效地清除畜舍内的粪便、尿液,保持畜舍环境卫生,充分利用劳动力资源丰富的优势,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,干粪由机械或人工收集、清扫、运走,尿及冲洗水则从下水道流出,分别进行处理。 干清粪工艺分为人工清粪和机械清粪两种。人工清粪只需用一些清扫工具、人工清粪车等。设备简单,不用电力,一次性投资少,还可以做到粪尿分离,便于后面的粪尿处理。其缺点是劳动量大,生产率低。 机械清粪包括铲式清粪和刮板清粪。机械清粪的优点是可以减轻劳动强度,节约劳动力,提高工效。

缺点是一次性投资较大,还要花费一定的运行维护费用。而且中国目前生产的清粪机在使用可靠性方面还存在欠缺,故障发生率较高,由于工作部件上粘满粪便,维修困难。此外,清粪机工作时噪声较大,不利于畜禽生长,因此中国的养猪场很少使用机械清粪。

 该工艺技术上不复杂,不受气候变化影响,一头猪每天需用水1015L左右,污染物含量:BOD≤1000mg/LCOD: ≤2000mg/LSS≤1000mg/L。污水处理部分基建投资比水冲粪和水泡粪工艺大大降低。

畜禽养殖废水主要特点是排放时间相对集中,水质变化大,有机物含量高,可生化性好,悬浮物含量高,有臭味儿,含大量的病菌。

目前养殖废水主要处理工艺固液分离、厌氧处理、好氧处理。

固液分离主要是利用格栅、筛滤及沉淀池来达到去除悬浮粪便、杂质的目的,以减小后续处理的负荷,防止管道堵塞磨损。

厌氧处理主要是针对养殖废水高有机物、高NP等特点,厌氧发酵使不溶性有机物转为溶解性有机物,使复杂物质转为简单的物质,去除CODBOD,提高废水的可生化性,并避免病原菌滋生。厌氧常用工艺:厌氧折流池、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧硝化等,近年来,厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废水处理中,到2002年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到2000余处,是世界上拥有沼气装置数量最多的国家之一。

好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法,亦称自然生物处理法,主要有水体净化和土壤净化两种。前者主要有氧化塘(好氧塘、兼性塘、厌氧塘)和养殖塘等;后者主要有土地处理(慢速渗滤、快速渗滤、地面漫流)和人工湿地等。自然生物处理法不仅基建费用低,动力消耗少,该法对难生化降解的有机物、氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理,部分可达到三级处理的效果。此外,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和处理效果易受季节影响等。但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时,应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法(SBR)、厌氧/好氧(A/O)及氧化沟法等。由于土地资源的有限性,故多采用人工好氧生物处理,并针对不同的污水水质、处理要求及经济水平等选用不同的好氧工艺。

纵使有万千的处理技术,选择高效经济的工艺才是更道理。

全国农业产业化重点龙头企业广东温氏集团是一家以养鸡业、养猪业为主导、兼营食品加工的现代大型畜牧企业集团,福建省新科环保技术有限公司对其畜禽废水的有效治理经验值得我们借鉴。

温氏揭东龙尾养殖场日排量450t/d,污水主要由猪厂的粪便(以固体形式为主)和清洗养猪厂形成的污水(包括残留猪粪尿液)两个方面组成,污水中污染物浓度跟猪厂管理有直接关系,温氏公司广东龙尾养猪厂,对干粪便先清理后才进行清洗,这样进入污水中的污染物浓度低,根据同类厂家的水质,其污水水质预估如下:

单位:mg/L

项目

CODcr

BOD5

SS

氨氮

参数

35004000

20003000

20003000

300450

 

目前广东省对于养殖业管理比较严格,特别是养猪业,其各项污染指标均非常高。由于此污水氨氮含量高且处理难度大,所以大部分厂家污水处理设施出水氨氮均不达标,针对养猪废水高氨氮的特点,根据温氏厂方提供的有关资料,参照其他类似养殖企业综合污水的水质情况,福建省新科环保技术有限公司采用两相厌氧、结合该公司的高效微生物及I-BAF等技术,可使其污水达到理想的处理效果。

福建省新科环保技术有限公司的专利技术——I-BAF为一种完全生物脱氮技术,相对于其它脱氮技术(如吹脱法、加氯法等)其运行最稳定,费用最低,是目前国内外的主流工艺之一。

其工艺流程如下图:

固液分离池

集水井

初沉池

厌氧折流池

I-BAF曝气池

二沉池

消毒池

浮渣

肥料

废水

甲烷

储泥池

脱水

外运

达标外排

污水

污泥

产气

本工程的处理后出水指标达畜牧养殖污染物排放标准》GB18596-2001)排放标准。处理成本远比传统工艺低,且占地面积少,受到温氏集团的肯定,之后温氏的多个畜禽分公司均采用福建省新科环保技术有限公司的专利技术,此技术值得借鉴。

注:本文由福建省新科环保技术有限公司编辑修改,转载请注明出处。