猪场 污水 处理与综合利用技术

ScienceandPractice·科技与实践2015年第51卷第10期猪场粪便污水属于中高浓度有机废水，富含碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机污染物质，氮磷物质浓度高，并常含有各种病原微生物，对环境污染危害比较大。粪污能否得到妥善、有效处理利用是制约猪场持续健康发展的重要因素之一。猪场污水处理利用涉及的方法种类繁多，包括物理法、生化法和物化等，而生化法又包括厌氧处理、好氧处理以及自然生态处理三大类。几种处理利用方法的组合，可以形成不同的工艺路线或模式。作为猪场业主及生猪饲养管理的专业人员，很难也没必要对每种具体处理利用工艺技术进行深入全面的了解与掌握。而了解猪场粪污处理利用的模式则更为重要，也更简单实用。因此，本团队将猪场粪污处理归纳为3种模式：沼气（厌氧）-还田利用模式、沼气（厌氧）-自然处理模式和沼气（厌氧）-好氧处理模式[1]。本文根据多年试验研究及工程应用经验，对3种模式的功能定位、关键技术、制约因素以及最新研究进展做一总结与梳理，希望对猪场粪污处理与利用模式及技术选择有所裨益。1沼气(厌氧)-还田利用模式猪场粪污经过调配、沼气发酵后，沼气用作生活燃气或发电、沼渣沼液储存于沼渣沼液储存池内，根据作物需要还田利用，其工艺流程如图1所示。猪场污水处理与综合利用技术宋立，刘刈，王智勇，蒲小东，邓良伟*（农业部沼气科学研究所，四川成都610041）摘要：猪场污水处理与综合利用可分为沼气（厌氧）-还田利用、沼气（厌氧）-自然处理、沼气（厌氧）-好氧处理3个模式。本文对各个模式的功能定位、关键技术环节及制约因素进行了分析。3个模式的核心是沼气发酵，主要问题是升温困难，冬季处理和产气效率低。其中，沼气（厌氧）-还田利用模式的关键是土地承载能力、沼渣沼液的储存、运行距离和适用标准；沼气（厌氧）-自然处理的关键是所需的面积和越冬；沼气（厌氧）-好氧处理模式的关键问题是沼液好氧处理效果差，针对这个问题，目前开发了“厌氧-加原水、间歇曝气工艺”和“基于浓稀分流的猪场粪污处理工艺”，前者解决了沼液好氧处理效果差的问题，后者不仅解决了沼液好氧处理效果差的问题，而且可以提高猪场污水沼气发酵冬季产气效率。猪场污水处理利用首先应因地制宜选择合适的模式，其次应准确把握不同模式的关键技术、管理环节，寻找合理的解决办法与措施。关键词：猪场污水；厌氧发酵；自然处理；好氧处理中图分类号：S210.3文献标识码：A基金项目：现代农业产业技术体系专项资金（CASR-36）作者简介：宋立（1980—），男，高级工程师，研究方向为畜禽粪污处理与利用技术，Email：56938659＠qq．com*通讯作者：邓良伟（1966—），男，博士，研究员，研究方向为畜禽粪污处理与利用技术，Email：dlwbrtc＠yahoo．com．cn国家生猪产业技术体系NATIONALSWINEINDUSTRYTEHCHNOLOGYSYSTEM专栏51科技与实践·ScienceandPractice2015年第51卷第10期图1沼气（厌氧）-还田利用模式工艺流程图1.1功能定位该模式适用于离大中城市较远、经济欠发达、周围可利用土地宽广的规模化猪场。猪场周围必须要有足够的农田消纳、利用沼渣沼液。猪场的饲养规模不大，一般出栏规模在2万头以下，采用水泡粪或干清粪工艺清粪，冲洗水量少。1.2关键技术环节该模式要达到沼渣沼液完全利用、污染物零排放，必须解决好以下4个关键环节。1.2.1土地承载力猪场周围要有足够的土地用于沼渣沼液的消纳利用。在猪场规划时，应根据周围可利用土地面积、种植作物养分需求、每头猪排放的养分量确定猪场饲养规模。对于已经建好的猪场，应根据粪污处理沼气工程排出的沼渣沼液养分含量，种植作物养分需求确定沼渣沼液还田需要的土地面积。沼渣沼液养分含量和可利用性因沼气工程不同而不同，即使同一沼气工程也会因不同季节猪场用水量的不同而有差异。因此，沼渣沼液还田利用之前，应根据测试养分含量确定还田面积，为了确保数据的可靠性，取样和分析的频次和方法应按相关规范执行。我国种植作物养分需求通常以氮移走量为计算依据[2]，部分作物氮移走量如表1所示。另外，根据《畜禽粪便还田技术规范》GB/T25246-2010、《畜禽粪便安全使用准则》NY/T1334-2007以及现有大量数据推算，在不施用化肥的情况下，我国小麦、水稻氮施用限量为140~220kg/（hm2·茬），果园氮施用限量为200~290kg/（hm2·年），菜地氮施用限量为160~350kg/（hm2·茬）。上述种植作物养分需求量与标准推算出的氮营养限量与欧盟《硝酸盐法案》[theNitrateDirective（91/676/EEC）]规定的农田氮的最大输入量[170kg/（hm2·年）]接近。根据猪的氮排放量和作物对氮的需求量估算，