广东天泽环保科技有限公司
摘要：根据规模化养猪场猪粪污水量大、达标难、未综合利用的问题，对猪场污水分离处理系统、工艺进行总结，分析国内外分离技术与设备现状，分析了常用固液分离机械的处理效果。对猪场污水进行分离处理可降低污水排放浓度、后续处理压力，又可收集猪粪有机资源，生产有机肥，增加养猪专业户的经济收入。提出了猪场污水处理的研究方向。
关键词：猪场粪便污水；固液分离；综合利用
引言
目前全国范围内存在大量规模化养猪场，但仅有部分养猪场建设了污水处理系统。由于养猪场污水的水质的特殊性，猪场废水处理排放出水大部分没有达到相应的排放标准。据统计，目前全国鲜猪粪量约为9.22亿吨／年，粪便污水年排放量60多亿吨。环保部门对北京市大型养猪场排放的污水进行检测，结果表明北京市养猪场排放废水CODCr、BOD5、SS平均超标倍数分别达到53倍、76倍、14倍。养猪场一般建设在城市周边，如此大量超标的养猪场粪便污水，对城市产生了极大的环境压力，制约了城市环境的可持续发展。虽然猪粪污水会产生极大的环境问题，同时其又是一种有较高利用价值的生态资源。科学的处理、利用猪场粪便污水是一个急需解决的问题。
一、猪场污水分离处理的必要性
目前国内外规模化养猪场使用的主要清粪工艺有3种：水冲式、水泡粪和干清粪工艺。我国大部分养猪场都采用水冲式工艺。水冲式工艺方便快捷，但会把猪粪、散落的饲料末连同猪尿一起全部冲洗到废水中，使废水中含有大量的固体悬浮物。
可以看出，养猪场产生的废水一般包括猪尿、猪粪、饲料末和猪舍冲洗水，其中的饲料末和猪粪等固体污染物使得养猪场废水的TS(总固体物质)含量高达20000mg／L以上，SS(悬浮固体物)含量高达10000mg／L以上。而这类固体物质很难被生化处理系统中的微生物利用降解，含量过高会导致生化系统中活性成分降低或中毒，甚至导致系统崩溃。因此要在提高猪场粪便污水处理效率，或者对其进行发酵、综合利用，必须在猪场粪便污水进入生化处理系统前进行固液分离的预处理，降低污水中固体物质的浓度。
同时，采用固液分离预处理有以下几个优点：
(1)经固液分离预处理所分离出的固体物质，可用来生产优质肥料，在改善猪场环境的同时，降低了粪便污水中CODCr、BOD5、SS的含量，并且能提供农用有机肥，给猪场带来可观的经济效益，缩短猪场粪便污水处理设施的投资收回周期。
(2)若粪便污水后续处理工艺采用高效过滤器或污泥床，进水中SS过高可能堵塞设备，降低处理效果。同时对于UASB反应器，进水中的SS易形成浮渣并且占据反应器有效容积，极易导致颗粒污泥的解体，降低厌氧污泥活性，甚至阻塞管路，损坏设备。经固液分离预处理可去除污水中30％～40％的SS，提高后续污水处理工艺的处理效率，同时起到保护设备的作用。
(3)经固液分离预处理后，可去除污水中40％左右的CODCr，减轻后续污水处理的负荷，减少污泥产生量，减少处理装置的容积、占地面积，降低投资。若经预处理后的污水采用厌氧+好氧的污水处理工艺进行后续处理，则厌氧出水中的CODCr可以达到1000mg／L以下，提高后续好氧处理的效率，更易做到达标排放。
因此，研究固液分离预处理技术对规模化猪场粪的污水处理达标排放，以及对猪粪进行综合利用都极为重要。
二、猪场污水分离处理工艺
2.1猪场排污系统优化
养猪小区的总体设计首先要尽量做到猪粪与尿液分离，污水与雨水分离，这样不仅可以大大降低污水处理规模，并且便于资源和能源的回收利用。粪便在粪发酵车间做发酵处理，最终产物为发酵成熟的有机肥，尿液及污水通过管道输送到污水处理装置，经处理后分离出的固形物运到粪发酵车间处理，液体处理后达标排放。
2.2分离处理工艺
国外对畜禽粪便固液分离通常采取以下三种工艺：①若粪便污水浓度、成分适宜，直接进行分离，不经任何预处理；②若粪便污水浓度较低，为提高分离效率，先经过预沉降，再进行分离；③若粪便污水中猪毛含量较多，为防止堵塞设备，先对污水进行去毛处理后，再行分离。必要时可将以上三种方法组合使用，以达到最好的分离效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
在猪场粪便污水处理中应用固液分离处理工艺需注意以下几个方面：
(1)粪便污水进入贮粪池前需设置粗格栅。由于猪场粪便污水中一般会带入一定的漂浮物或体积较大的杂质，利用粗格栅清除大体积杂物，防止堵塞进料泵。贮粪池底部设计为倾斜式，进料泵置于低端，提高池中污水流动性，防止出现死角。
(2) 分离机进料管需设置溢流管。由于粪便污水的流动性高低直接影响分离机的分离效果，为了提高分离效率，一般设计进料量需大于分离机的处理量，加大粪便污水的流动性，提高处理效率，进料管上必须设计溢流管。
(3) 需及时清除分离机产生的固体废渣。由于每台分离机每小时排出的干物质量可达到1200－1800公斤，要使分离机连续正常工作，必须及时清除其产生的分离废渣。由于分离机产生的干物质量较大，完全采用人工清理废渣，劳动强度过高，尤其因此在采用多台分离机同时进行固液分离时，一般在分离机出渣口处设置输送带，输送分离废渣，降低工人的劳动强度。
(4) 分离液排放管道需设置足够的坡度与管径。由于分离处理所得到的分离液需通过管道输送至沉淀池，再进入后续厌氧、好氧处理，最终排放，为保证管道通畅，以及输送效果，需设置足够的坡度与管径。
三、分离技术与设备现状
3.1国内外处理技术现状
(1)国外的固液分离设备定型产品种类繁多，总体上可分为：筛分；离心分离；过滤三大类。这三类分离设备均采用机械物理分离方法，较少分离设备采用化学和生物法。
(2)“七五”期间，农业部规划设计研究院研制了一种斜板筛，具有成本低，运行费用低，结构简单，维修方便等优点。但斜板筛有较大的缺点：分离后固形物含水率高达90％左右，运输和深加工较为困难：同时，很难分离放置时间在1个月以上的猪粪便污水。
(3)农业部规划设计研究院结合国内规模化养猪场情况，研制了螺旋挤压式固液分离机。该种设备主要特点有：连续自动进料、出料：进料泵的进料口带有切割刀头，可将杂物切碎，降低杂质颗粒粒径，提高可流动性，并且可保护分离机筛网和搅笼；采用浮动式筛网，使物料在机体内分布均匀，降低搅笼磨损，保护设备。
该种分离机处理量为10～18m3／h，去除率高，分离后干物质含水率65～73％，Ts去除率达40％左右，可以达到后续UASB发酵工艺处理污水和生产有机复合肥的工艺要求。
(4)用1mm筛网
过滤粪便污水后，再用离心机进行固液分离，分离出的废水TOC降至5860mg／L，SS降低至2840～3960mg／L，使其后续好氧反应器的污泥增加量大为减少，提高了处理效率。但在实际工程中应用离心分离机存在设备造价高，能耗大，设备容易磨损老化的缺点，尤其对废水量较大的规模化养猪场，利用离心分离的经济可行性不高。
(5)通过混凝过滤法进行固液分离，所采用的工艺为：初沉格栅酸化筛滤混凝过滤。处理效果如下：TSS降至960mg／L，去除率75～80％；CODcr降至4400mg／L，去除率63～66％；BOD5降至2609mg／L，去除率55～57％。此水质特点的废水用UASB进行处理是可行的，后期采用的SBR可以达到80％左右的处理效率，使出水CODcr降低至200mg／L以下，可达到国家三级排放标准。
(6)对Fz－12固液分离机进行空载和试运行检验，采用该种分离机对三个猪场的粪便污水进行固液分离的应用结果表明，该分离机用了较密的筛网，对猪粪污水处理效果较稳定，对Ts、COD和BOD去除率分别达到78.6％～85.8％，73.8％～79.2％和70.9％～76.4％，各项指标平均出水效果为：0.34％、4449mg／L、2027mg／L。该设备显著降低了猪粪便污水的浓度，减轻后处理的压力；分离出的粪渣含水率较低，都在60％以内。
3.2不同设备的分离处理效果
猪场粪便污水分离处理常用的固液分离机械有以下4种：板框压滤机、离心机、格栅式斜板筛分离机、振动式固液分离机。各类分离机械的处理效果及优缺点。
不同的猪场应根据自身特点选择适宜的猪粪污水分离工艺，降低污水排放浓度，减轻污水后续处理压力；同时可收集猪粪有机资源，生产有机肥，增加养猪专业户的经济收入。
四、猪场污水处理研究方向
(1 )猪场排污系统的优化设计。研究如何从源头上避免雨污水混合、浓稀废水混合等，减轻后续污水处理的负担，并且根据资源回收利用的要求进行排污系统的优化设计。
(2 )研究选择更加适合于猪场粪便污水固液分离的设备和组合工艺。从国内外现有的分离设备和工艺中进一步进行优化选择，并且对选择出的工艺和设备的工作参数进行优化，选择适合于我国猪场粪便污水现状的处理措施。
(2)根据猪场粪便污水的特性，研究新型高效的固液分离设备和方法。
(3)总结现有的研究成果，研制一体化的猪场粪便污水处理设备。
结束语
固液分离技术和设备是一项非常重要现代技术，国内外的固液分离技术都在发展和进步，很多厂家也正在研发新产品，然而，同国际上相比，我国的固液分离技术设备都还有待发展和提高。
参考文献：
[1] 王红梅．浅谈养殖污染及其治理．广西畜牧兽医，2016．
[2] 袁 明．养殖污水处理新工艺及运营操作．价值工程，2015．
[3] 伍文彬．规模猪场粪污处理浅谈．广西畜牧兽医，2016．
论文作者:李辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/29
标签：污水论文; 猪场论文; 粪便论文; 养猪场论文; 污水处理论文; 工艺论文; 设备论文; 《防护工程》2018年第19期论文;