畜禽粪便处理处理技术
当前规模化、集约化的商品养殖生产占主要地位, 这些养殖场处理畜禽粪便时大多是水冲式清除畜禽粪便, 产生了大量的固体废弃物和有机废水。
一般畜禽养殖场处理畜禽粪便时都要先进行固液分离, 然后再单独对固体废弃物和有机废水进行处理。
这样, 集约化养殖场畜禽粪便的处理就包括了畜禽粪便处理和有机废水处理两个方面。
畜禽养殖场特别是大中型养猪场废水处理难度很大: 一是由于大多数猪场都是采用漏缝板式的栏舍, 水冲式清粪, 排水量大; 二是冲洗栏舍的时间相对集中, 冲击负荷很大; 三是粪便和污水量大且集中, 而农业生产是季节性的, 周围农田无法全部消纳; 四是废水固液混杂, 有机质浓度较高, 而且粘稠度很大; 五是养猪业属微利行业, 受到自然与市场的双重风险的影响, 不可能投入很多资金用于处理废水, 也难以承受过高的废水处理运行费用。
因此, 根据养殖场的水质特点, 选择经济合理, 处理后保证达标的工艺显得尤为重要。
一、水质水量
1、水质
畜禽养殖业产生的污染物主要有粪便、污水和恶臭三个方面。
畜禽粪便中含有大量的病原微生物、寄生虫卵以及孳生的蚊蝇, 会使环境中病原种类增多, 菌量增大, 出现病原菌和寄生虫大量繁殖,
造成人、畜传染病的蔓延; 畜禽养殖废水的高浓度有机废水, COD Cr、NH4+-N、SS含量都很高, 水量大且温度较低, 废水中固液混杂, 氮和磷的化合物有机物含量较高。
而粪污中的重金属则来自于饲料和饮水进入畜禽体内后排泄的, 因为含量低不做考虑。
表1国家环保总局推荐的排泄系数/[kg/(头•a)]
畜禽名称粪尿BOD5COD Cr NH3-N TP TN
牛猪羊家禽7300.00
398.00
950.00
26.30
3650.00
656.70
-
-
193.70
25.98
2.70
1.015
248.2
26.61
4.40
1.165
25.15
2.07
0.57
0.125
10.07
1.70
0.45
0.115
61.10
4.51
2.28
0.275
2、水量
尽管猪粪尿排泄量受到环境因子、饲养质量、饮用水量等的影响, 但能够根据下式计算:
Yf=0.530F-0.049 Yf—尿排泄量, kg; F—饲料采用量, kg Yu=0.205+0.438W Yu—粪便排泄量, kg; W—饲水量, kg;
表2 -1猪粪尿量
体重/kg 20 40 60 80 100 粪尿量/kg 2.88~3.14 3.36~3.58 3.84~4.03 4.32~4.47 4.79~4.92
表2-2畜禽粪尿排泄量
项目牛猪羊鸡鸭粪天排泄量/( kg·d-1) 20.0 2.0 2.6 0.12 0.13
年排泄量/( kg·a-1) 7300.0 398.0 950.0 25.2 27.3
尿天排泄量/( kg·d-1)
年排泄量/( kg·a-1) 10.0
3650
3.3
656.7
—
—
—
—
—
—
饲养周期/d 365 199 365 210 210
表3-规模化畜禽养殖场的单位用水系数和废水产生系数kg/(头或只•d-1)
种类清粪方式单位用水系数单位废水产生量
猪
肉牛奶牛蛋鸡鸭水冲粪
干捡粪
干捡粪
干捡粪
水冲粪
饮水槽
25
15
40
80
1
1.5
18
7.5
20
48
0.7
1.5
表3-2年出栏万头猪场粪污水排放量
项目饲养周期
/d 存栏数
量/头
平均排尿量
/( kg·头-1·d-1)
平均冲洗水量
/( kg·头-1·d-1)
产生污水量/
/( t·d-1)
母猪公猪仔猪育肥猪总排泄量365
365
49
105
—
500
25
1380
2920
—
6.72
6.41
2.91
5.95
—
30
26
10
20
—
18.36
0.81
17.82
75.77
112.8
二、养殖场清粪工艺
中国规模化养殖场当前主要清粪工艺有三种: 水冲粪、水泡粪
( 自流式) 和干清粪工艺。
以下简单介绍各工艺:
1、水冲粪工艺: 水冲粪的方法是粪尿污水混合进入缝隙地板下的粪沟, 每天数次从粪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。
该工艺对于泵和喷头及后续的粪污处理费用较高, 运行费用和维护费用相对较高, 后续的污染物浓度也想度较高。
2、水泡粪工艺: 是水冲粪工艺的改进, 在此不做介绍。
3、干清粪工艺: 该工艺利用劳动力或机械清扫粪便, 再进行冲洗, 使粪便固体和冲洗水、粪尿大部分分离, 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, 干粪由机械或人工进行清扫、收集、运走, 尿及冲洗水则从下水道流出, 分别进行处理。
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比前两者工艺大大降低, 后续处理负荷减轻。
表4养猪场三种清粪工艺水量消耗和水质情况
项目水冲粪水泡粪干清粪
水量平均每头/(L/d)
万头猪场/(m3/d)
35~40
210~240
20~25
120~150
10~15
60~90
水质指标( mg/L) BOD5
CODCr
SS
7700~8800
1700~19500
1030~11700
1230~15300
2720~31000
164~20500
3960~5940
8790~13200
3790~5680
注: 1.水冲和水泡清粪的污水水质按每日每头排放COD量为448g, BOD量为200g, 悬浮固体为700g计算得出; 2.干清粪的3组数据为3个猪场的实测结果。
与水冲式和水泡式清粪工艺相比, 干清粪工艺固态粪污含量低, 粪中营养成分损失小, 肥料价值高, 便于高温堆肥或其它方式的处理利用, 后续处理难度减轻, 因此优先选用干清粪工艺。
三、好氧堆肥技术
畜禽粪便经过好氧堆肥处理, 使堆肥原料中不稳定的有机物, 经过一定时间的氧化和腐熟, 形成性质稳定、对农作物无害、可作为土壤改良剂的堆肥产品。
堆肥能够分为升温、高温、降温和腐熟四个阶段。
而影响堆肥的因素包括: 含水量、通气状况、C/N 和C/P比、温度、接种剂和酸碱度。
因此, 在工艺上要对这些因素进行考虑。
1、堆肥设备工艺
畜禽粪便处理设备能够在短期内, 将畜禽粪便处理成有机肥, 主要由五部分组成: 混合搅拌料机、螺旋输送机、加压混练机、粉碎机、电气控制系统。
表5畜禽粪便处理设备个部分功能与作用名称功能与作用备注
混合搅拌料机使畜禽粪便与配料混合均匀搅拌轴只准正转其上的
用
螺旋输送机 把搅拌混合后的送进加压混炼机
中 一般情况只准正转 加压混炼机 挤压摩擦混炼内部混合物使其升
温, 杀死或抑制低温菌等 正常处于正转工作状态
粉碎机 粉碎混炼机处理后的物料 电气控制系统
控制系统中各部件动作
设有加压电源
( 1) 工艺流程: 该设备系统工作时, 把畜禽粪便与配料按规定的比例送入混合搅拌料机, 进行搅拌混合均匀, 经过螺旋输送机进一步搅拌并送入主机—加压混炼机, 经过加压混炼机的加压摩擦, 使该机体内的混合物温度自行升高, 杀死蛔虫卵和有害菌, 然后提供适应的空气和水分, 为高温菌发酵创造适宜的条件, 完成快速发酵, 再经过粉碎机粉碎松散, 最后送入堆置场堆放8~10d, 即可成为有机肥。
图1 畜禽粪便生产生物有机肥的发酵工艺流程 ( 2) 特点:
①不受季节限制, 一次性投资小, 占地面积小, 运行管理费用
低。
②立即转成好氧发酵, 没有臭味, 是无害化处理。
③畜禽粪便从被处理到有机肥产生仅需10d左右, 生产周期短。
④操作简单, 维护方便。
( 3) 生物有机肥标准
中国于12月颁布了有机肥料国家行业标准( NY 525- ) , 适用于以畜禽粪便、动植物残体等富含有机质的副产品资源为主要原料, 经发酵腐熟制成的有机肥料, 具体要求如下。
①外观有机肥料为褐色或灰褐色, 粒状或粉状, 无机械杂质, 无恶臭。
②有机肥料的技术指标应符合表6的要求。
表6 有机肥料的技术指标
项目指标
有机质含量( 以干基计) / % ≥总养分( 氮+五氧化二磷+氧化钾) 含量( 以干基计) / % ≥水分( 游离水) 含量/ % ≥酸碱度( pH值)
30 4.0 20 5.5~8.0
③有机-无机复混肥料中重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠菌指标应符合GB 8127-87的要求。
四、固液分离技术。