河南省现代农业设计有限公司 河南省 郑州市 450000
【摘 要】本文以典型的养殖场为例，着重从环保角度介绍了不同污水处理工艺的设计以及废水的消纳和控制。
【关键词】养殖场；污水；发酵；消化器；堆肥
前言：
畜禽粪便中含有多种污染因子对环境的危害极大，防治畜禽养殖污染刻不容缓。
（1）污染水质
粪便中的某些有害物质，如蛋白质、脂肪酸腐败的产物（也是粪便恶臭的构成物质）能溶解于水，使水具有臭味，从而恶化了水质，使之不适于人畜的饮用。这些腐败性有机物质进入水体，经微生物分解后，会释放氮、磷等富营养成分，促使水中藻类等水生生物大量繁殖，引起水质的富营养化。另外，粪便中的病原微生物（或寄生虫等）进入河道后，能够通过水体或水生动植物进行快速的扩散和传播，直接或间接的传染各种疾病。
据环保部门对河南省大型养殖场粪尿的检测情况表明，COD超标50-60倍、BOD超标70-80倍、固体悬污物超标12-20倍，大多数集约化养殖场的畜禽污水未经处理，随意排放。由于畜禽粪便的大量流入，目前全省很多地区的主要河流的有机污染指标（如CODCR、BOD5、NH3-N和溶解氧等）已远远超过国家标准，不仅严重污染水体和周边环境，而且直接影响畜禽养殖的防疫卫生，从而制约畜牧业的持续健康发展。
畜禽粪便造成水质污染的同时，还造成了杂草丛生、河床淤积，甚至堵塞了河道，妨碍了防洪和排涝，威胁着饮用水水源的安全。某些地区还发生过当地居民与畜禽场之间的矛盾冲突等严重事件。
（2）空气污染
畜禽粪便在厌氧的环境条件下，在某些微生物的作用下，碳水化合物分解为甲烷、有机酸和醇类的带酸臭味的气体；蛋白质和脂类分解为氨、硫化氢、甲硫醇和粪臭素等有恶臭的含氮和硫的化合物。大部分的规模化养殖场周围臭气冲天、蚊蝇成群，对养殖场周边的大气环境造成严重污染。挥发到大气中的氨气还可引起酸雨，影响农作物的生长。
1：技术条件
方案以处理存栏猪10000头的粪便及污水为例，对工艺进行介绍。日处理量粪便量20吨，日处理废水80吨，年处理粪便量7300吨，处理废水29200吨。粪污及冲洗水全部得到处理并实现综合化利用。
畜禽养殖废水的特点：1、排水量达、集中、水利冲击负荷强；2、有机质浓度高，水解酸化快，沉淀性能好；3、污水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体等污染物。
畜禽养殖废水处理是通过物理、化学、生物的方法，降低废水浓度、减少污染，变废为宝、综合利用。
方案畜禽养殖主要固体污染物产生量及其性质设计参考如下：
方案畜禽养殖废水产生量及其性质设计参考如下：
本方案无废水排放，CODcr去除率达100%，氨氮去除率达100%。按照养殖场年存栏猪10000头，出栏商品猪20000头计算，年消减COD量379.60吨/年，消减氨氮量22.63吨/年。
2：技术方案
2.1工艺技术选择
现今，处理畜禽粪便及废水的工艺有多种。在发酵工艺方面，生物厌氧发酵机理研究、不同粪便高效能发酵工艺（如CSTR、UASB、USR、HCPF）的制定、沼气工程产气率、COD去除率已居国际领先水平。根据工程的目的和周边环境条件的不同，选择不同的处理工艺。
升流式厌氧污泥床（UASB）是目前发展最快的消化器，其特征是自下而上的流动的污水流过膨胀的颗粒状的污泥床。消化器分为三个区，即污泥床、污泥层和气/固分离器，分离器将气体分流并阻止固体漂出和冲出，使MRT比HRT大大增长，产甲烷效率明显提高。该工艺将污泥的沉降和回流置于一个装置内，降低了造价。
该工艺的主要优点如下：
（1）除气/固分离器外消化器结构简单，没有搅拌装置及调料；
（2）长的SRT及MRT使其实现了很高的负荷率；
（3）颗粒污泥的形成使微生物天然固定化，增加了工艺的稳定性；
（4）出水SS含量低；
（5）适用于低SS含量废水的处理。
该工艺的缺点如下：
（1）需要安装三相（汽液固）分离器；
（2）需要有效的布水器，使进料能均匀布于消化器底部；
（3）进水要求低SS含量；
（4）在高水力负荷或高SS负荷时易流失固体和微生物，运行技术要求较高。
对于本方案而言，由于需将全部猪粪和部分冲洗水一起混合均匀后进入到厌氧罐进行厌氧发酵处理，其废水中含固量较低，考虑到综合效益，选择升流式厌氧污泥床反应器（UASB）是较为合适的。结合固体粪便无害化处理，本次设计采用“干清粪+UASB+有机肥加工”的模式。
2.2处理工艺的确定
根据废水水质及以上分析，经综合考虑确定本工程工艺流程图如下：
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图1 UASB厌氧发酵工艺流程示意图
工艺流程说明：
养殖场采用干清粪的收集方式，猪场的粪便收集后直接运至有机肥加工车间发酵，猪舍内的冲洗水等通过排污管道经格栅渠去除较大杂物，进入固液分离机，分离的液体进入集污池，固体渣掺进粪便进有机肥加工车间；集污池内的污水通过提升泵进入调节池，进在此调节水质水温，调节至15℃-25℃的污水，经过进料泵输送到UASB反应器，在反应器中，通过常温发酵，利用厌氧微生物新陈代谢作用，将大部分有机物去除，产生大量沼气、沼液。利用热水锅炉来保证调节池及厌氧反应器罐体内物料的发酵温度。厌氧发酵产生的沼液经自流进入沼液贮池存储，作为用于农田灌溉施肥或果树喷洒；产生的沼气经脱水脱硫并调节压力后储存至贮气柜，后经阻火器供养殖场内部用能（如猪舍供暖、沼气照明、炊事等）和向附近村民供气。
参考文献：
[1]《三废处理工程技术手册》－废水卷，化学工业出版社
[2]张全国主编，《沼气技术及其应用》，化学工业出版社
图1所示是一典型的污水处理厂污泥厌氧消化沼气利用系统的流程图。
论文作者:郑振洋
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/10/18
标签：粪便论文; 废水论文; 畜禽论文; 养殖场论文; 污泥论文; 工艺论文; 沼气论文; 《低碳地产》2016年13期论文;