規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污水處理工程實(shí)例分析

吳曉梅， 葉美鋒， 吳飛龍， 林代炎

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所， 福建 福州 350003)

1 工程概況

1.1 養(yǎng)殖場(chǎng)情況

福建省九龍江流域龍巖漳平某規(guī)模化豬場(chǎng)目前存欄母豬550頭，年出欄商品豬5000頭。

1.2 廢水水量和水質(zhì)

養(yǎng)殖場(chǎng)采用干清糞和水沖洗方式進(jìn)行豬舍衛(wèi)生清潔，每天運(yùn)行20小時(shí)全場(chǎng)每日產(chǎn)生污水量(含養(yǎng)殖場(chǎng)工人生活污水)為200 m3。結(jié)合養(yǎng)殖場(chǎng)豬舍集中沖洗情況，設(shè)計(jì)平均流量為10 m3·h-1。

表1 養(yǎng)殖場(chǎng)污水水質(zhì) (mg·L-1)

1.3 監(jiān)測(cè)指標(biāo)及方法

2 處理工藝

2.1 工藝流程及說(shuō)明

圖1 工藝流程圖

(1)前處理：利用粗格柵攔截大顆粒雜物，為后續(xù)處理降低負(fù)荷同時(shí)維護(hù)設(shè)備設(shè)施。污水經(jīng)管道輸送至集污池，通過(guò)集污池將污水儲(chǔ)存起來(lái)并使其均質(zhì)均量，以保證污水處理設(shè)備和設(shè)施的正常運(yùn)行。

(2)固液分離：固液分離是養(yǎng)殖污水處理必不可少的環(huán)節(jié)，廢水經(jīng)固液分離后可以減輕后續(xù)的處理環(huán)節(jié)負(fù)擔(dān)，防止設(shè)備堵塞損壞。本項(xiàng)目選用60目振動(dòng)篩擠壓式固液分離機(jī)[15]，其處理能力達(dá)15 m3·h-1，將糞污減量至少50%。該固液分離機(jī)具有污水處理效果穩(wěn)定、分離出的糞渣含水率為50%左右，可直接裝袋，集中運(yùn)輸過(guò)程中不產(chǎn)生滲漏水，而且更有利于直接堆肥利用。

(3)完全混合式厭氧消化：養(yǎng)殖污水經(jīng)固液分離后進(jìn)入?yún)捬跎锇l(fā)酵系統(tǒng)，本項(xiàng)目采用完全混合式工藝進(jìn)行厭氧消化，在一個(gè)密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣。在消化器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料與微生物處于完全混合狀態(tài)，提高池內(nèi)發(fā)酵效率和產(chǎn)氣率。該工藝一方面可去除廢水中大部分有機(jī)污染；另一方面產(chǎn)生的沼氣也是一種清潔能源，可用于發(fā)電，產(chǎn)生的沼液也可作為肥料還田利用。

(4)A/O曝氣池：采用兩級(jí)A/O曝氣處理，對(duì)有機(jī)物濃度高的廢水，去除率高。A段是厭氧段，主要用于脫氮除磷；O段是好氧段，主要用于去除水中的有機(jī)物。它除了可去除污水中的有機(jī)污染物外，還可同時(shí)去除氮、磷，對(duì)于高濃度有機(jī)廢水及難降解廢水，在好氧段前設(shè)置水解酸化段，可顯著提高廢水可生化性。

(5)氧化塘：在塘中種植水生植物狐尾藻，同時(shí)進(jìn)行魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)，在太陽(yáng)能(日光輻射提供能量)作為初始能量的推動(dòng)下，通過(guò)塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級(jí)傳遞、轉(zhuǎn)化，將進(jìn)入塘中污水的有機(jī)污染物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化，最后不僅去除了污染物，而且以水生植物和水產(chǎn)、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用，使污水處理與利用結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)污水處理資源化[16]。狐尾藻根系具有較強(qiáng)的泌氧作用，可以改善水體環(huán)境，狐尾藻凈化水體的同時(shí)促進(jìn)自身生長(zhǎng)量的增加，收獲時(shí)可以作為青飼料供養(yǎng)殖場(chǎng)生豬、塘中魚(yú)類(lèi)食用[17]。

(6)豬糞渣堆肥：采用本團(tuán)隊(duì)研制的堆肥發(fā)酵塔進(jìn)行豬糞渣堆肥發(fā)酵。堆肥物料由塔頂進(jìn)入塔內(nèi)，在塔內(nèi)堆肥物通過(guò)翻轉(zhuǎn)隔層板，使堆料一層一層自上而下每天降一層，起到翻料供氧作用。一個(gè)發(fā)酵塔可根據(jù)需要，分5～6層。一般經(jīng)過(guò)5～8天的好氧發(fā)酵，堆肥物即由塔頂移動(dòng)至塔底而完成一次發(fā)酵。立式堆肥發(fā)酵塔為半密閉結(jié)構(gòu)，塔邊留有通氣管，塔內(nèi)溫度分布從上層到下層逐漸升高。

2.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

該處理工藝設(shè)計(jì)的主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示。

表2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

3 運(yùn)行效果

3.1 糞便污水處理結(jié)果

表3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì) (mg·L-1)

3.2 豬糞渣堆肥結(jié)果

對(duì)豬糞渣進(jìn)入堆肥發(fā)酵塔堆肥前后的理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，具體結(jié)果見(jiàn)表4。檢測(cè)結(jié)果表明，堆肥后豬糞渣的含水率下降了5.9%，全氮含量增加了0.79%，全磷含量增加了1.19%，全鉀含量增加了0.20%，而pH值則下降了0.5，有機(jī)質(zhì)增加了4.4%。通過(guò)發(fā)酵塔發(fā)酵后，除水分含量外，總養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)和pH值等指標(biāo)均達(dá)到了《有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)》(NY525-2012)[19]。

表4 發(fā)酵塔豬糞渣堆肥前后理化性質(zhì)變化表 (%)

4 效益分析

該豬場(chǎng)日產(chǎn)糞便污水200 m3，項(xiàng)目設(shè)施設(shè)備投資100萬(wàn)元，該工藝日處理耗電量60度，按每度1元計(jì)，則所需電費(fèi)60元；另外，運(yùn)行過(guò)程還需1個(gè)人看管，工人工資以100元·d-1計(jì)，則日總運(yùn)行費(fèi)用為160元，每噸污水處理需0.8元·d-1。

因豬場(chǎng)周邊沒(méi)有果園田地，沼液主要通過(guò)沉淀池,A/O曝氣池，氧化塘等工藝處理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，對(duì)于處理后的污水也可以將中水回用部分用于豬舍清洗、周邊綠地澆灌等，以每日中水回用率40%計(jì)算，每日回用80噸，每噸按照2元 (商業(yè)用水)計(jì)，則每日可節(jié)約水費(fèi)160元。產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電，滿(mǎn)足養(yǎng)殖場(chǎng)日常的生產(chǎn)生活用電，日可節(jié)約電費(fèi)60元，則日可共節(jié)約費(fèi)用220元，每噸污水處理可節(jié)約費(fèi)用1.1元。與養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理系統(tǒng)改造前相比，年可節(jié)約運(yùn)行支出10萬(wàn)元。

經(jīng)糞便廢水經(jīng)固液分離后的豬糞渣堆肥發(fā)酵年可產(chǎn)有機(jī)肥900噸，按照每噸有機(jī)肥500元計(jì)，則可為養(yǎng)殖場(chǎng)增收45萬(wàn)元·年-1，扣除人工、生產(chǎn)等費(fèi)用，每年有機(jī)肥凈收入為30萬(wàn)元。本項(xiàng)目實(shí)施后，年可節(jié)約環(huán)保處理費(fèi)用10萬(wàn)元、年新增產(chǎn)值30萬(wàn)元，新增利稅40萬(wàn)元，并有效解決豬場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中的糞污排放問(wèn)題，降低了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，因此具有顯著的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益。

5 結(jié)論