規模化豬場糞污水處理和資源化綜合利用技術

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(1.浙江美保龍種豬育種有限公司，浙江 金華 321000；2.婺城區白龍橋鎮365便民服務中心；3.婺城區農林局)

1 引言

近年來, 隨著我國農業結構的調整和農業產業化的推進,規模化、集約化的畜禽養殖業得以迅猛發展,與此同時，由農業畜牧養殖引發的環保問題也日益嚴重。目前,我國每年約產生畜禽糞便45億t,其化學需氧量(COD)遠遠超過我國工業廢水和生活污水之和。畜禽養殖污染己成為繼工業污染、生活污染之后的第三大污染源，成為我國農村污染的主要原因之一。其中,養殖廢水所造成的污染尤為突出。因此,開發研究高效、低成本的處理技術,加強對畜禽養殖廢水的處理,是確保養殖業穩健發展和保護生態環境的重點工作。

養殖場污染物主要來源于豬只糞便、污水、有害氣體及死亡豬只等，其中最主要的污染是豬場糞污水，豬場糞污水主要由尿液、飼料殘渣、夾雜糞便及圈舍沖洗水組成，其中沖洗水及尿液占了絕大部分。未經處理的畜禽廢水中含有大量的有機污染物以及 N、P 等營養物質，污染負荷高，若直接排入江、河、湖，廢水中的大量有機物質進入水體后，將大量消耗水中的溶解氧，使水體發臭，造成硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度過高，人畜若長期飲用會引起中毒。未經處理的廢水直接、連續、過量的排入農田，可能導致土壤空氣堵塞，造成土壤透氣、透水性下降及板結、鹽化等，嚴重影響土壤質量和農作物的生長。廢水中的大量病原微生物、寄生蟲卵一旦進入環境，不僅直接威脅畜禽自身的安全，還會嚴重危害人體健康，造成人、畜傳染病的蔓延，導致疫情發生，給人畜帶來嚴重危害。

廢水的生物處理主要為厭氧處理和好氧處理，近年來，隨著生物技術的發展、監測手段的增強，人們對厭氧和好氧生物處理工藝進行了更進一步的研究和發現，發明了更多的、更先進的處理工藝，在畜禽養殖廢水處理領域，通常采用的厭氧處理有水壓式沼氣池，黑膜厭氧系統，塔式結構厭氧發酵系統等；而采用好氧處理畜禽廢水的工藝通常有SBR系統，氧化塘曝氣生化等。受技術條件、土地承載力等因素的影響，過去傳統的處理工藝已經難以達到理想效果，本項目以UASB厭氧發酵及二級聯合生化處理方法對糞污水進行處理，有效解決了糞污水污染問題，并充分發揮當地特色，將養豬業和種植業有機結合，建成一套資源循環利用和環保健康的“養-種”示范模式，為保護農村生態環境起到良好示范推動作用。

2 項目概況

浙江美保龍種豬育種有限公司占地面積360畝，配套種植基地312畝,總投資1.2億元人民幣。公司基礎母豬存欄2000頭，每年向社會提供精品種豬1.6萬頭，優質商品豬3.2萬頭。公司以高標準、高規格、高投入、高產出為規劃理念，豬舍建筑新穎，吸收歐美莊園風格。場內有現代化豬舍、科研中心等附屬用房4.5萬m2，場內綠化面積達到65%以上。豬場建設以“環境友好型、資源節約型、生態效益型”為指導原則，導入全程環保控制理念，從規劃設計、生產工藝、污水處理、循環利用四個維度著手，按照環保節能減排的模式來建設。公司污水處理中心共投入1200多萬元，污水處理設計規模為360 m3/d，工藝技術可靠合理、操作方便、投資較低、運行成本較低。

3 工藝流程

本工程主要分為三個部分處理糞污水，主要工藝流程為：預處理+UASB厭氧發酵+二級聯合生化(A/O+A2/O，接觸氧化+BAF)的處理工藝(如圖1所示)。

圖1 豬場糞污水處理工藝流程圖

4 工藝技術

4.1 預處理 廢水處理中的預處理主要是為了改善廢水水質，去除糞渣、懸浮物和可直接沉降的雜質，利用固液分離器分離難降解的物體，調節廢水水質及水量等，提高廢水處理的整體效果，改善廢水水質，提供后續處理單元的處理效果，確保整個處理系統的穩定運行和達標，同時也涉及到運行成本的高低，廢水進行預處理后可大大改善廢水水質，有利于廢水進行進一步處理，最終達到去除污染物目的。因此預處理工藝在本項目廢水處理中是必不可少的關鍵技術之一。

其主要步驟有：

1. 格柵：糞污水懸浮物顆粒均較多，設置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物，為防止堵塞，選用細格柵，本工程采用格柵間隙為1 mm。

2. 沉渣池：由于糞污水中含有大量的糞渣，從而大大增高了SS的值，糞渣比重較大，易沉降，可利用沉渣池沉降。

3. 水力篩網：混合后的污水通過水泵提升至水力篩網。把液體中存在的微小懸浮物質(毛發、纖維)最大限度地分離出來。

4. 調節酸化池：設置調節池對廢水進行調節，均衡水質，使其能夠均勻進入后續處理單元，提高處理效果。

4.2 UASB厭氧發酵 預處理后的污水由提升泵提升至UASB反應器中，通過反應器中的高污泥濃度作用將污水中大分子有機物污染物降解為小分子有機污染物，同時降解大部分有機污染物產生沼氣，其出水進入到中沉池中固液分離，上清液進入到A/O池中，A/O池分為厭氧池、好氧池。

4.3 A/O+A2/O+接觸氧化+BAF處理工藝 氣浮處理完成的廢水直接進入一級聯合生化系統，一級生化系統由“A/O+A2/O”池串聯組成，A/O池分為除磷的厭氧池和脫氮的好氧池，A/O池出水進入一級沉淀池。經沉淀后的上清液進入到A2/O池中，A2/O池分為除磷的厭氧池、脫氮的缺氧池、降解有機污染物的好氧池，通過“A/O+A2/O” 的作用使廢水中的磷、氮等有機物都得到充分降解。A2/O池出水進入到二沉池，經沉淀后的上清液進入到二級生化系統進一步去除污水中的有機污染物。二級聯合生化采用“生物接觸氧化+BAF”工藝來進一步去除廢水的有機物。經過一級生化處理后的廢水的上清液首先進入到接觸氧化池中，進一步去除污水中的有機污染物，其出水進入到混凝沉淀池中，進一步去除污水中懸浮物和顆粒物，然后進入BAF曝氣生物濾池，使得最終出水達標。

4.4 污泥處理 初沉池、一沉池、二沉池、混凝沉淀池、UASB底泥、氣浮池底泥等各個沉淀池中產生的剩余污泥，采用一體化疊螺壓濾脫水機，脫水后的污泥和柵渣一起處理。

5 結 果

在本工程穩定運行以后，其出水水質指標達到《污水綜合排放標準 》(GB8978-1996)要求。

表1 廢水進水水質和排放標準

注：CODCr=化學需氧量，BOD5=五日生化需氧量，NH3-N=氨氮，SS=懸浮物

6 綜合利用

6.1 沼氣發電 在UASB厭氧反應器中產生的沼氣從分離器中與出水分離，而排入儲氣柜中，經純化后引入到沼氣發電系統。 用于發電，平均每天可發電1200 KW，基本滿足養殖場污水處理用電需要。

6.2 回水循環利用 由于處理完后的水中仍含有一定量的N、P成分，對作物的生長具有一定的施肥效果。豬場周邊地勢錯落有致，園林花卉環繞，配套綠化種植達312畝地，鋪設回用水管近1萬m，配備自動噴灌設施2000多套，每小時可噴灌處理水100 t以上，為提升豬場生態循環系統，公司建設智能玻璃溫室及植物工廠、人工生態濕地。其中濕地公園建設面積50畝，進一步凈化水質用于養魚，提升和美化豬場整體環境。智能玻璃溫室及植物工廠培育水生蔬菜，可年產有機蔬菜3萬kg，提高企業經濟效益。實現了生產用水的自我生態循環，打造出真正沒有排污管道的綠色生產模式，為養殖場節能減排和生態循環做出良好示范。

6.3 豬糞做成有機肥 豬糞經添加微生物、堆積發酵等工藝后，制成新型活性肥，應用于苗木、蔬菜種植基地，減少化肥用量，改善土質，提高農作物品質和產量。

7 小結

該工程投入使用后現運行穩定。公司污水處理中心設計處理污水為360 m3/d，實際日污水約為200 t，處理工藝流程為：“預處理+UASB+A/O+A2/O+接觸氧化+BAF+消毒→達標循環利用”，工藝技術可靠合理、操作方便、投資較低、運行成本較低，產水在水質抽樣檢測中，經過處理后糞污水的水質已完全達到《污水綜合排放標準 》(GB8978-1996)中的排放標準(如表1所示)。該工程不僅解決了規模化豬場的糞污水的處理問題，保護了生態環境，還產生了一定的經濟效益。

在生豬產業發展面臨疫情與市場雙重風險，資源與環境雙重瓶頸下，必須在經濟效益、環境效益和社會效益中謀求平衡，尋找一條和諧發展，可持續發展的長遠道路。增加科技投入，不僅僅是為了提高規模化豬場的生產水平，更使有限的資源高效、循環利用，在保護環境的前提下，創造出經濟效益，同時也為周邊的農戶節約成本，增加經濟收入，為企業樹立了良好的形象。