畜禽養殖污染源綜合整治工藝參數確定探究

梁賢軍

(四川化工職業技術學院，四川瀘州 646000)

1 項目概述

1.1 建設單位基本情況

瀘州市某農業有限公司常年存欄約2000頭(其中存欄150余頭各種優質母豬、50余頭種公豬、1800頭仔豬及商品豬);常年出欄量4000頭(其中常年出欄二雜種母豬1000頭，商品豬3000頭)。現公司總用地892畝，公司豬場用地5500m2(約8畝)，其中豬舍用地2000m2。其余884畝土地均用于豬糞及沼液消納用。

1.2 養殖場污染現狀

養殖場污染主要表現在以下幾個方面:

1.2.1 糞便污染

按公司常年存欄量2000頭生豬計，按照《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》［1］(HJ497-2009)中附錄A確定豬糞產生量，每頭豬每天產生豬糞2kg，則日產生豬糞4t(全年產生1460t)。目前，糞尿混合后供周邊農戶農用，畜禽糞便中含有很多的有機污染物，其氮、磷含量高，水沖式清糞易造成畜禽糞便流失，進入周圍環境造成面源污染，對區域地表水環境造成了一定的影響。

1.2.2 水質污染

按存欄量2000頭計，根據《畜禽養殖業污染排放標準》［2］(GB18596-2001)確定廢水產生量，冬季排放的廢水量約1.2m3/(百頭·d)，夏季排放的廢水量為1.8m3/(百頭·d)(本規定中廢水排放量中已包括員工生活污水)，則按照夏季排放量計算，排放的廢水量為36m3/d。按照《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》(HJ497-2009)中附錄A水沖式進行核定該豬場的污染物濃度，水沖式清糞豬場CODcr:1560～4680mg/L(取均值3120mg/L)、NH3-N:127～178(取均值150mg/L)、TP:32.1 ～ 29.3(取均值 30.7mg/L)、TN:140 ～197(取均值 168.5mg/L)、pH:6.3 ～ 7.5。畜禽糞尿、畜禽場排出的污水中含有大量的污染物質。高濃度的污水排入區域環境，造成水質不斷惡化，日排CODcr:0.112t/d(40.88t/a)、NH3-N:0.0054t/d(1.97t/a)。

1.2.3 大氣污染

畜禽糞便發酵后會產生大量的NH3、H2S、糞臭素、CH4、CO2等有害氣體，這些氣體不但會導致動物應激，還影響人類健康。在規模化養殖過程中，由于對糞便沒有進行有效處理，養殖場散發出非常難聞的氣味，嚴重地污染了周圍居民的生活環境。

2 設計原始資料

2.1 設計規模

設計處理養豬干糞便為:4t/d;設計處理養豬排放的廢水為:36m3/d。

2.2 設計進水水質

本方案設計廢水處理設施進水水質數據根據《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》(HJ497-2009)中附錄A中表A.1畜禽養殖場廢水中的污染物濃度和pH值(干清糞方式)確定。見表1。

表1 進水水質數據表(單位:mg/L)

2.3 設計排放標準

本方案設計處理后的廢水用于自身林地的灌溉，故設計出水水質執行《農田灌溉水質標準》［3］(GB5084-2005)中表1中的旱作用水水質標準;廢渣執行《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB18596-2001)中表6的標準。

表2 出水水質數據表(單位:mg/L)

表3 畜禽養殖業廢渣無害化環境標準

3 工藝流程及參數確定

3.1 工藝選擇

3.1.1 工藝流程圖

根據《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》(HJ497-2009)的規定和養殖場現場具體情況，確定本項目工藝路線如圖1所示。

3.1.2 工藝流程說明

(1)清糞方式。采用干清糞方式。

(2)豬糞處理。糞便農業綜合利用。根據《“十二五主要污染物總量核處細則”》［4］，“糞便農業利用的，必須配備固定的防雨防滲糞便堆放場，并定期清運，一般情況下，每10頭豬(出欄)糞便堆場所需容積約1m3。養殖場需提供明確的糞便去向或用戶使用證明。一般情況下，每畝土地年消納糞便不超過5頭豬(出欄)”。因此本養殖場糞便消納需土地為800畝;糞便堆場所需容積400m3。

豬的糞便首先經過干濕分離工藝，可有效地清除畜舍內的糞便、尿液，保持畜舍環境衛生，減少糞污清理過程中的用水、用電，保持固體糞便的營養物，提高有機肥肥效，降低后續糞尿處理的成本;干糞便經人工定期定時清理進行堆肥，按照無害化堆肥處理可有效地消滅畜禽糞便中各種病原體和寄生蟲卵的存活，產生一些有利于植物生長的物質，從而防止農作物生物生育障礙，殺滅畜禽糞便中雜草的種子，避免施用以后雜草的孳生;減輕糞便的惡臭對空氣的污染，并且便于長途運輸和儲存，降低施用后對地下水所造成的污染，本工藝采用條垛式堆肥，發酵溫度45℃以上不少于14d，糞便經堆肥處理后達到《畜禽無害化處理技術規范》(NYT 1168-2006)中表1標準后，作為業主自有870畝林地、菜地施肥。

(3)尿液(廢水)處理。污水(尿液)農業綜合利用。根據《“十二五主要污染物總量核算細則”》，“污水(尿液)農業綜合利用，應建有固定防雨防滲污水/尿液儲存池，一般情況下，儲存池體積不低于2個月以上的污水/尿液產生量(每出欄一頭生豬需儲存池體積不少于0.3m3)，且必須提供明確的污水(尿液)去向或用戶使用證明，一般情況下，每畝土地年消納污水(尿液)不超過5頭豬(出欄)”，按此計算，本豬場污水(尿液)經沼氣池處理后，需要消納的土地為800畝;沼液池及田間儲存池總容積應大于2160m3。

豬糞便經過干濕分離后，尿液、沖洗廢水及養殖場員工生活廢水通過收集管網進入沉砂井去除大顆粒物，再通過污水管網進入沼氣池，通過厭氧發酵處理污水中的CODcr、氨氮等有機物(沼氣池利用常溫發酵，有機物去除率可達到80%以上)。沼氣池處理后的沼液通過管網進入氧化塘，利用氧化塘中的微生物來處理廢水中的有機物，氧化塘處理后的廢水用于養魚和園林景觀樹林地、菜地灌溉。

(4)沼氣利用。類比同行業數據，每千克CODcr產生沼氣0.35m3，廢水源強 CODcr按3120mg/L，處理后沼液按200mg/L計，則日產沼氣量約為37m3，產生的沼氣作為養殖場生活自用。

3.2 工藝參數選取說明

3.2.1 土地消納能力分析

本項目占地面積為892畝，建筑面積為5500m2(約8畝)，其余為蔬菜、林地、水塘等綠化用地，面積約為884畝。根據《“十二五”主要污染物總量減排核算細則》(2011年12月)中畜禽養殖業氨氮總量減排核算參數選取原則，五類畜禽養殖場(小區)建設治污設施的，無污水排放口，且所生產的廢棄物綜合利用產品(有機肥、沼渣、沼液及經處理后的污水等)經現場認定完全農田利用(需配備與養殖規模相適應的消納土地，原則上以生豬計每出欄5頭不少于1畝土地，治污設施完全滿足養殖規模需求，須提供詳實的證明材料)，可以認定氨氮去除率100%。本項目年出欄生豬數為4000頭(其中二雜種母豬1000頭，3000頭優質商品豬)，糞便和污水/尿液總計所需消納土地800畝。本項目蔬菜、樹木等綠化用地面積約為870畝，完全可以消納。

表4 土地消納能力分析

3.2.2 沼氣池

按照 《沼氣工程技術規范》［5］(NY/T 1220.3-2006)，完全混合式厭氧消化器(CSTR)適合處理高固體含量或其他難降解的有機廢水，豬糞水為高固體含量有機廢水，因此本項目采用完全混合式厭氧消化器(CSTR)處理污水。按照完全混合式厭氧消化器(CSTR)主要設計參數，常溫(15～25℃)水力滯留時間為20～40d，此處取20d。本項目廢水按照夏季排放量計算，排放的廢水量為36m3/d。則須沼氣池總有效容積為720m3。根據豬舍分布情況確定建3座沼氣池，基本情況見表5。

3.2.3 豬糞堆肥場

根據《“十二五”主要污染物總量減排核算細則》(2011年12月)，畜禽養殖業COD總量減排核算方法中參數選取原則:糞便農業利用的，必須配備固定的防雨防滲糞便堆放場，并定期清運，一般情況下，每10頭豬(出欄)糞便堆場所需容積約1m3。本項目年出欄生豬數為4000頭(其中二雜種母豬1000頭，3000頭優質商品豬)，共需堆放場容積約400m3。

4 研究小結

第一，畜禽養殖污染源綜合整治工程盡可能采用循環經濟模式，采用豬-沼-林(菜、果)，實現零排放。

第二，新鮮豬糞不可直接施用，必須經無害化堆肥處理有效地消滅糞便中各種病原體和寄生蟲卵以后才能施用于農田。

［1］中華人民共和國環境保護部.《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》(HJ497-2009)［S］.

［2］中華人民共和國環境保護部.《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB18596-2001)［S］.

［3］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.《農田灌溉水質標準》(GB5084-2005)［S］.

［4］中華人民共和國環境保護部.《“十二五”主要污染物總量減排核算細則》(2011，12)［R］.

［5］中華人民共和國農業部.《沼氣工程技術規范》(NY/T 1220.3-2006)［S］.