养猪场污水处理设备

养猪场污水处理设备养猪场废水处理设备
随着我国农业改革进程的加快,养猪业的经营模式趋于规模化,在带动了经济发展的同时,规模化猪场带来了巨大的环境风险。

养猪废水主要是饲养过程中生猪排放的尿液和清洗猪圈产生的高浓度有机废水,含有高浓度的 COD,TN(主要以氨氮形式存在) 和 TP,如果不加处理钟排入环境中,会造成水体的富营养化,地下水污染,空气中的氨氮和硫化物污染以及土壤板结等诸多环境问题。2015年,52家规模化畜禽养殖场成为最严环保法的首批监控对象;同时,近几年生猪养殖业利润较低,在巨大的环保压力和市场压力下,如何经济有效的处理养猪废水,由原来的负效益向正效益转变,成为我国养猪业可持续发展需要解决的重要问题。下面针对养殖业的问题作一番简述

1 规模化养猪废水处理现状

规模化养猪废水处理主要有还田,自然处理和生物处理三种模式。

1.1还田模式

还田模式是一种传统的农业处理方法,在土壤微生物的作用下将养殖废水中的有机物质和氮磷营养盐分解转化为供植物生长利用的有机小分子和营养盐。该模式在一定程度上极大地减少了猪场粪便废水的排放,减免了处理过程中的费用,实现了植物营养盐的废物利用;但这种处理模式需要有足够宽广的消纳土地;未经过处理的猪场粪便废水的有机物浓度较高,容易导致植物烧苗和土壤板结;且猪粪废水中的致病微生物钟进入环境,污染土壤和水体。

1.2自然处理模式

自然处理模式一般是利用滩涂,荒地及低洼地带作为稳定塘和人工湿地等的自然处理系统。最初由江西,福建和广东等地规模化猪场采用,主要是进行废水厌氧消化后的处理。该模式总体投资省,运行费用低,但占地面积大,处理效果受季节,温度变化的影响,同时也容易导致地下水的污染。
1、 格  栅：近日，龙岩长汀县公安局河田派出所结合二维码门牌清查，联合县环保局查获一起涉嫌环境污染案，违法人员王某被警方作出行政拘留7日的处罚。
经查，河田镇蔡坊村王坊新村一养猪场在养殖过程中，违法人员王某在没有对排污设施进行整改的情况下，擅自将养殖场内的污水排放至旁边的水沟里，因此导致水沟内臭气熏天，对附近的环境造成严重污染，给周边居民生活带来恶劣影响。根据相关法律规定，长汀县公安局依法对王某作出了上述处罚。
用于保证后续管路的畅通，拦截污水中的颗粒和纤维状的物质。所拦截的栅渣定期由人工清除。格栅采用细一道，置于调节池进水口。
2、污水调节池：
      用于调节水量和均匀水质，使污水能比较均匀进入后续处理单元。污水池内设置潜污泵，用以将污水提升送至后续处理单元。
3、缺氧池：
将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。
4、氧化池
该池为本污水处理的一部分，前段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。
5、消毒装置
消毒方式采用JHY二氧化氯发生器，彻底杀灭各种病菌。二氧化氯是一种强氧化剂，不仅能杀灭水中的微生物，还可以降解水中残余的有机物，降低水中CODcr、BOD5指标，并且具有脱色、脱臭功能。除对水体杀菌消毒外，对管网及水池中的藻类、粘泥及寄生虫、游虫等也有很强的杀灭和剥离作用，有利于水处理设施的运行和维护。
6、污泥消化：
膜生物反应池所排放剩余污泥在池中进行好氧消化处理，以减少污泥的体积和提高污泥的稳定性。好氧消化后的污泥量较少，定时采用污泥回流泵至缺氧池。
7、风机：
用于膜生物反应器、预曝气及污泥消化池的好氧消化处理等。
养猪场污水处理设备——产品特点：
    1、埋设于地表以下，设备上面的地表可作为绿化或其他用地，不需要建房及采暖、保温。
    2、二级生物接触氧化处理工艺均采用推流式生物接触氧化，其处理效果优于完全混合式或二级串联完全混合式生物接触氧化池。并比活性污泥池体积小，对水质的适应性强，耐冲击负荷性能好，出水水质稳定，不会产生污泥膨胀。池中采用新型弹性立体填料，比表面积大，微生物易挂膜，脱膜，在同样有机物负荷条件下，对有机物去除率高，能提高空气中的氧在水中溶解度。 
    3、生化池采用生物接触氧化法，其填料的体积负荷比较低，微生物处于自身氧化阶断，产泥量少，仅需三个月（90天）以上排一次泥（用粪车抽吸或脱水成泥饼外运）。
    4、该地埋式生活污水处理设备的除臭方式除采用常规高空排气，另配有土壤脱臭措施。
    5、整个设备处理系统配有全自动电气控制系统和设备故障报警系统，运行安全可靠，平时一般不需要专人管理，只需适时地对设备进行维护和保养。
1.3生物处理模式

由于厌氧发酵处理能够耐受较高的有机物负荷,并可产生清洁可再生的气体能源——甲烷,其成为了目前规模化猪场主要的废水处理方法。猪场粪便污水厌氧发酵生产沼气的工艺已经比较成熟,国际上常用的工艺有：厌氧挡板反应器 (ABR),持续搅拌厌氧反应器(CSTR),厌氧序批式反应器(ASBR),上流式厌氧污泥床反应器(UASB)等。厌氧反应器运行的温度范围在25～60℃之间,处理效率能达到 2.9 kg COD/m3·天,在全世界被广泛应用。在我国,除上述反应器外,半地埋式推流折返反应器也有一定范围的应用。

好氧处理猪场废水是早期规模化猪场采用的一种处理方法,主要包括：活性污泥法,氧化沟活性污泥法和序批式活性污泥法(SBR)等。但因简单的好氧处理无法解决猪场废水中极高的有机物浓度,对高浓度的氮磷去除效果也不理想,应用并不广泛。研究者采用间歇曝气和高温好氧生物处理来提高好氧法的处理效果,尤其是猪场污水中TN的去除,如 Beline等采用间接曝气的方法去除了 53%的 TN。目前,好氧处理主要用于对厌氧发酵之后的出水进行进一步处理,使污水能够达标排放。

2 规模化养猪废水处理存在的突出问题

从猪场废水处理的三种本模式可以看出,还田模式和自然处理模式是靠自然生态循环和大量的土地来消纳污染物,不适用于大规模养殖场,特别是随着经济的发展,土地资源日益紧张,养猪场更趋于规模化,生物处理模式受到大家的关注。目前国内外所用的生物处理工艺流程大致相同,都是固液分离 厌氧消化 好氧处理。有些治污企业不切实际地追求处理设施的机械化和现代化,导致处理工程投资大,运行费用高,致使微利运营的养殖企业难以承受,即使建有处理设施,也可能只是作摆设。因此,有必要对养猪废水生物处理方法及过程进行调查研究和技术经济评价,找出废水处理存在的问题,探寻设施投资少,运行费用低和处理高效稳定的养殖业污水处理方法,进行污染物的减量化,无害化,资源化处理与合理利用,才是治理养殖业污染的最佳途径。以下是两个对生物处理模式有突出影响的因素。

2.1高氨氮导致碳氮比失衡,抑制微生物生长

氨氮主要来源于猪场废水中尿素和蛋白质的分解作用。尽管氨氮是微生物生长所必需的营养物质,但当其浓度超过了一定范围时,会对微生物产生抑制作用。大部分猪场废水中所含的氨氮在 500～1 000 mg/L 之间,当氨氮浓度超过一定数值时就会减少甲烷产量。氨氮会改变xi胞内的 pH值,抑制相关酶的活性,从而对厌氧产甲烷的菌群产生影响。

2.2抗生素的影响

为了达到治疗疾病或是促进生猪生长发育的目的,养殖场每年会使用大量抗生素,仅用于养猪业的抗生素就多达数十种。在中国,抗生素每年有 21万吨的生产总量,其中 48%被用于农业和养殖业。一旦这些抗生素被猪摄入体内,其代谢途径虽有不同,但最终会以原始结构或同分异构体的形式排出体外。按照抗生素的种类,占摄入量17%～67%的抗生素完全没有改变就被排出体外,并随着粪便尿液进入厌氧反应器,依旧保持原本的抗菌活性,甚至有一部分抗生素的代谢产物比其本身的生物毒性更强。

3 优化废水生物处理模式的对策

从以上论述可以看出,养猪废水生物处理模式存在的突出问题是高氨氮和抗生素,因此,针对这两个问题,在减量化,资源化,无害化及生态化的原则下,提出如下对策。

3.1引入高效脱氮菌

高效脱氮菌强化技术是将带有特定脱氮功能的一类菌或菌群重新引入受污染环境中,促进目标污染物的降解和转化,该类具有脱氮功能的菌或菌群应分离筛选自相同或相似的生长环境。将高效脱氮菌强化技术应用到养猪废水厌氧-好氧处理系统中,可以通过提高处理系统整体微生物的活性来实现受污染水环境的污染物降解,是一种成本相对较低而环境生态效益显著的技术手段。

3.2抗生素的预处理

抗生素主要在养猪废水厌氧处理中引起相关变化,因此,针对具体养猪企业使用抗生素的不同,以及对微生物厌氧发酵过程产生沼气和好氧过程的抑制状况,研究抗生素的衰减规律及其物理化学预处理方法,降低其对水处理微生物的影响,为猪场废水生物处理模式的安全性提供参考。

3.3生物自动化控制技术的应用

从环保角度来看,养猪废水处理主要使用生物处理模式,而在实际运行中,影响生物活性的因素很多,因此,针对以上培养的高效脱氮菌,可以通过生物自动化控制系统强化污水处理系统,根据实际水质的变化,实时在线培养高活性的厌氧和好氧微生物(猪都要注意什么

    1.选好猪种

    初学养猪的养猪新手，首先要选好猪种。选什么猪要根据当地的饲养环境而定。养猪要养良种猪。良种猪就是一代杂交猪，用长白或大约克夏公猪与当地母猪或苏太猪母猪进行杂交所产生的仔猪，生命力强、吃料广、生长快、瘦肉多。

    2.选好场地

    猪场建设选址要选择地势高燥而平坦，阳光充足，通风、排水良好，有利于猪圈内外控制的场地。水源一定要充足良好，不要含有病菌和毒物。

    养猪新手忌用沥青铺猪舍地面：沥青是一种烃类混合物，受外界条件影响，如遇热、受外力后易裂成小的颗粒，这些小颗粒被猪采食后可引起胃肠出血、肠黏膜脱落。建议用水泥地面或者砖地面。

    3.适当规模

    初学养猪的养猪新手，建议饲养的数量在50～100只左右。养猪要精青饲料相结合。养猪不能单一喂精料，单一精料营养不全，成本高，猪成长慢。精青结合营养全面，粗纤维、维生素、矿物质多，成本低，长得快。

4 结论

规模化养猪废水是一种高浓度有机废水,含氮量高,碳氮比失调,处理难度大。本文结合目前规模化猪场废水处理现状,对不同处理模式进行总结和分析;针对目前生物处理模式所存在的问题,结合国内外研究现状,找出适合规模化养猪废水处理设备的模式和对策。在生物处理模式下,笔者认为通过引入高效脱氮菌和抗生素的预处理,解决高氨氮和抗生素对微生物毒害的影响,研发针对生物处理系统中厌氧阶段,好氧阶段与生物自动化控制系统的组合,根据实时水质情况培养高活性微生物投加到生物处理系统中,提高甲烷产量,增强系统处理效率,将有望解决规模化养猪废水处理存在的问题。