集約化規模養豬場高濃度污水處理


來源/作者:北京市農機試驗鑒定推廣站   禹振軍 蔣彬 熊波 高嬌 董建軍日期:2019-07-31【字體:    打印本頁 關閉本頁 分享

隨著我國經濟的發展、人民生活水平的提高,畜禽產品消費數量逐年上升,肉類、禽蛋和牛奶的消費量以平均每年近10%的速度增長,畜禽產品的需求越來越大。近年來養殖業快速發展,同時也帶來了嚴重的污染。據統計,農村環境污染的70%來自畜禽養殖廢水污染,有的污染已經深入到了地下水40m以下,特別是保護不到位、沒有糞污處理意識的地區,因為養殖糞污導致了河流變黑,環境變惡劣,嚴重影響到了人們的生活,養殖業也不能持續健康發展。隨著北京市農業結構調整和轉型,限養區、禁養區的劃定,如何在有限的資源條件下,做好養殖場糞污治理工作成為首要任務,這也是生豬養殖向規模化、無害化、綠色化方向轉型發展的必然趨勢。

一、集約化規模養豬場高濃度污水處理現狀

20世紀80年代后期,我國畜禽養殖業得到了迅速發展,養殖規模、養殖方式和分布區域發生了巨大的變化。畜禽養殖方式由最初的散養逐漸轉變為集約型、規模化養殖。近年來,規模化畜禽養殖業的環境污染問題日益突出。由于城市近郊無足夠的土地消納大量的畜禽糞便,加之監管不力,出現了畜禽糞便、污水隨意丟棄、排放的現象,成為城鎮周邊地帶和人口稠密地區環境的主要污染源,給大中城市帶來了巨大的環境壓力。

畜禽養殖業廢棄物主要由病死動物尸體、固體糞便、尿水、沖圈水等組成。而糞便、尿水、沖圈水混合在一起形成大量高濃度、高氨氮、高懸浮物、處理難度較大的畜禽糞水,成為污染水體的重要污染源。據權威部門統計,我國每年產生畜禽糞污38億噸,綜合利用率不到60%,糞污治理問題越發緊迫。北京市畜牧業發展迅速,2014年全市生豬存欄量180萬頭、年出欄量305萬頭,養殖業廢棄物中固體廢棄物收集利用,無害化處理利用率較高,而污水無害化處理率相對較低。

糞便排泄物及污水中含有大量的氮、磷等有機物,懸浮物和微生物致病菌。污染物數量大而且集中,并且污水和固體糞便經常混雜在一起,給集中治理帶來了較大難度。據調查,全國90%以上的規模化養殖場沒有經過環境影響評價,80%的畜禽養殖場沒有污水治理(處置)和綜合利用設施,大量畜禽糞便污水未經處理就地排放或間接排入水體,造成了嚴重的環境污染。據估計,目前畜禽糞便中氮、磷的流失量約為化肥流失量的122%和132%。

畜禽養殖場特別是大規模養豬場廢水處理難度很大,一是由于大多數豬場都是采用漏縫板式的欄舍,水沖式清糞,排水量大;二是沖洗欄舍的時間相對集中,沖擊負荷很大;三是糞便和污水量大且集中,而農業生產是季節性的,周圍農田無法全部消納;四是廢水固液混雜,有機質濃度較高,而且粘稠度很大。據相關數據表明:年出欄1萬頭育肥豬的豬場,每天產生的污水量為100噸;而飼養量為1000頭的奶牛場,年產鮮糞尿1.1萬噸;1個20萬只的蛋雞場,僅成年雞每日就要產生雞糞近50噸,如果加上相應的后備雞,則全場雞糞日產量可達近70噸。這些畜禽養殖場產生的污水排放到附近水溝,不同程度地污染了水體、空氣和土壤,而富含大量有機物和氮、磷營養元素的污水,流入河流和湖泊,造成水體富營養化;滲入地下,使地下水中硝態氮、硬度和細菌總數超標。五是污水處理工藝復雜,涉及到糞污收集、格柵分離、固液分離、氣浮分離、水解酸化、厭氧發酵、好氧發酵、消毒等工藝。六是機械裝備數量多,涉及污水提升泵、污泥提升泵、污泥回流泵等泵200多臺。七是污水厭氧發酵過程污泥馴化工藝難以掌握。污泥馴化需要根據水質來調節污水注入總量,同時還與溫度、pH值、營養物質、菌劑種類等參數有關。

二、集約化規模養豬場高濃度污水處理存在的問題

1.政策管理執行難度較大?目前,盡管制定了《畜禽養殖污染防治管理辦法》、《畜禽養殖業污染物排放標準》等規定、標準,但由于畜禽養殖業污染防治涉及農業、畜牧、環保、衛生等多個部門,行政主管部門之間存在職能交叉重復,使監督管理的力度減弱。同時,由于規模化畜禽飼養場的建設是各地作為市政府“菜籃子”工程的重要組成部分,對于保障城市副食品供應意義重大,不可簡單地實施“關、停、并、轉”,環保部門對其監督管理相當困難。因此,畜禽養殖業的污染防治與環境管理相當薄弱,執行難度較大。

2.污水治理投資少、缺乏實用的污水處理技術?從規模化禽畜養殖業糞尿治理投資情況來看,治理設施投資少,養殖企業環境保護意識薄弱,對投資興建治理設施的重要性和必要性缺乏認識。同時,由于缺乏各種實用、低成本、處理效果好的畜禽糞污處理技術,尤其是治理污水的設施需要大量的資金投入,致使許多規模化養殖場治理設施不齊,污染問題未能得到有效解決。

3.農牧脫節,污水得不到充分利用?隨著規模化畜禽養殖業的發展及畜禽養殖業向城市周邊的轉移,受畜禽糞便使用不方便、勞動強度大、見效慢、產品價值不能體現,加上目前種植業分戶經營、勞動力不足等因素的影響,使畜禽糞便在種植業上利用率低,造成了嚴重的農牧脫節,最終導致了養殖業與種植業的分離,畜禽糞便這一寶貴的農業資源得不到及時利用和消納。同時,由于化肥生產的發展,種地者逐漸用化肥取代了畜禽糞肥,也使畜禽糞便失去了應用價值。

三、集約化規模養豬場高濃度污水處理方法

污水處理基本方法有物理法、化學法、生物法,或幾種方法組合使用來去除污水中的有害物質,按照水質狀況及處理后出水的去向確定其處理程度,污水處理一般可分為一級、二級和三級處理。一級處理采用物理處理法,即用格柵、篩網、沉沙池、沉淀池、隔油池等構筑物,去除污水中的固體懸浮物、浮油,初步調整pH值,減輕污水的腐化程度。污水經一級處理后,一般達不到排放標準(BOD去除率僅25%~40%)。故通常為預處理階段,以減輕后續處理工序的負荷和提高處理效果。二級處理是采用生物處理方法及某些化學方法來去除污水中的可降解有機物和部分膠體污染物。經過二級處理后,污水中BOD的去除率可達80%~90%,即BOD含量可低于30mg/L。經過二級處理后的污水,一般可達到農灌標準和污水排放標準,故二級處理是污水處理的主體。但經過二級處理的污水中還存留一定量的懸浮物、生物不能分解的溶解性有機物、溶解性無機物和氮磷等藻類增值營養物,并含有病毒和細菌。因而不能滿足要求較高的排放標準,如處理后排入流量較小、稀釋能力較差的河流就可能引起污染,也不能直接用作自來水、工業用水和地下水的補給水源。三級處理是進一步去除二級處理未能去除的污染物,如磷、氮及生物難以降解的有機污染物、無機污染物、病原體等。污水的三級處理是在二級處理的基礎上,進一步采用化學法(化學氧化、化學沉淀等)、物理化學法(吸附、離子交換、膜分離技術等)以除去某些特定污染物的一種“深度處理”方法。顯然,污水的三級處理耗資巨大,但能充分利用水資源。

四、集約化規模養豬場高濃度污水處理工藝

1.自然處理工藝?自然處理工藝主要包括氧化塘、土地處理系統、污水灌溉系統和人工濕地等。

(1)氧化塘處理工藝?氧化塘又稱為生物穩定塘,它是一種利用天然的或者人工整修過的池塘進行污水生物處理的方法。常用的穩定塘有兼性塘、好氧塘、厭氧塘、水生植物塘等。它對污水的凈化過程和天然水體的自凈過程相似。當污水在塘內停留較長時間時,其中含有的有機污染物就會被水中微生物的代謝活動降解,其中所需的溶解氧可以由藻類通過光合作用和塘面的復氧作用提供,也可以由人工曝氣法提供。

(2)人工濕地處理工藝?人工濕地就是通過沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途徑以去除廢水中懸浮物、有機物、氮、磷和重金屬等物質。人工濕地技術實質上就是模擬和強化自然濕地功能的技術。在人工濕地污水處理系統中,起凈化作用的是植物、基質和微生物。

2.生化處理工藝?生化處理工藝主要包括厭氧處理、好氧處理以及厭氧-好氧處理等不同處理組合工藝。另外還有11種變形工藝,如:活性污泥處理工藝、生物濾池處理工藝、生物轉盤處理工藝、生物接觸氧化處理工藝、SBR活性污泥處理工藝、氧化溝處理工藝、生物除磷工藝、生物脫氮工藝、吸附再生(接觸穩定)工藝、連續進水周期循環延時曝氣活性污泥工藝(ICEAS)、MBR膜生物處理工藝等。

3.光合細菌和EM制劑凈化工藝?EM菌即指有效微生物菌群,而光合細菌就是其中有代表性的菌種,此外,EM菌還包括放線菌、醋酸桿菌、乳酸桿菌、酵母菌、芽抱桿菌等菌種。光合細菌和EM制劑在我國自20世紀90年代以來,作為一種具有特殊營養、促生長、抗病因子和高效率凈化養殖污水及對環境和水產動物無毒無害的特殊細菌,在水處理和動物養殖等領域中被廣泛應用。

五、集約化規模養豬場高濃度污水處理建議

1.科學規劃?集約化規模養豬場高濃度污水處理首先要確定養殖品種、養殖工藝流程、污水總量、污水水質、污水使用方向、污水處理場地、污水處理排放條件;其次根據養殖場區建設情況進行污水處理場區設計規劃,根據污水濃度制定合理的污水處理工藝,使污水處理實現真環保。

2. 合理布局?合理規劃集約化規模養豬場布局,針對地方環境特點,對集約化規模養豬場的發展進行合理規劃、合理布局,合理劃定適養區、限養區、禁養區,確保生產與環境質量提高的協調發展。根據養殖階段特點、飼料成份、污水養分決定種植業品種。通過農牧結合,以農養牧的方式來解決污水處理問題,使高濃度污水處理后得到真利用。

3.制定合理的污水機械化處理補貼?整合資源,增加集約化規模養豬場污水治理資金投入力度,建議在農機購置補貼資金中安排補助資金,用于集約化規模養豬場高濃度污水無害化處理,主要進行固液分離后的污水處理作業補助。污水處理成本主要由基建投資、設備投資、運行費用三個部分組成,每一環節成本都很高,企業難以承受。以萬頭商品豬場每天產生污水100m3測算,如實現達標排放前期投資需要450萬元~500萬元(不包括建筑物征地費用),后期運行費用70萬元~100萬元。通過政府污水處理作業補助政策的實施,使集約化規模養豬場高濃度污水實現真處理。

4.加強監管?聯合環保部門將集約化規模養豬場納入日常監管范圍,使監管成為常態化,不斷加大集約化規模養豬場污水處理監管力度。通過現代傳感技術對污水排放量、進水COD、BOD等指標、出水COD、BOD等指標實現遠程監測,確保高濃度污水處理設施設備正常有效運行,實現真監管。

5.加強宣傳?加強集約化規模養豬場污水治理意識的宣傳與教育,有利于形成全社會共同參與的防治和監督氛圍。通過電視、網絡、宣傳欄、培訓班等方式,大力宣傳和推廣集約化規模養豬場高濃度污水治理機械化技術,實現集約化規模養豬場的可持續發展。

 

添加人:袁玉菲 內容審核:袁玉菲
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