3種豬場廢水收集方式在新型UBF綜合系統中的應用效果

白紅杰， 范 磊， 高彬文， 趙 博

(1.河南農業高新技術集團有限公司，河南鄭州 450002；2.河南省農業科學院畜牧獸醫研究所，河南鄭州 450002)

?

3種豬場廢水收集方式在新型UBF綜合系統中的應用效果

白紅杰1， 范 磊1， 高彬文2， 趙 博1

(1.河南農業高新技術集團有限公司，河南鄭州 450002；2.河南省農業科學院畜牧獸醫研究所，河南鄭州 450002)

摘要[目的] 探索適合規模化養豬場的糞污收集方式。[方法] 以規模化豬場清糞方式(水沖糞、水泡糞和干清糞)產生的廢水為研究對象，3家豬場都使用新型UBF綜合系統，對3家豬場廢水處理前后進出水量、CODCr、BOD5、SS、處理時間等進行對比。[結果] 與水沖糞、水泡糞相比，干清糞方式污水在新型UBF系統處理中的凈化效果更好， CODCr去除率為98.0%，BOD5去除率為98.9%，SS去除率為99.0%，達標處理時間7 d, 廢水排放量最小。干清糞方式是規模化豬場廢水收集的最佳選擇。[結論] 干清糞方式結合新型UBF養豬污水處理綜合系統是一項經濟、環保、可操作模式，適宜在規模化豬場中推廣使用，具有較高的推廣價值和應用前景。

關鍵詞豬場廢水；收集模式；新型UBF綜合系統

以萬頭豬場為例，存欄豬平均日產糞量10 t左右，日均排尿量約為16 t，日均糞尿量合計26 t，年排糞尿量約9 500 t。養豬廢水主要來自豬尿、糞便水、場地沖洗水及員工生活污水,廢水中含有大量的有機物、氨、磷、固體懸浮物和微生物病原體,是一種高濃度的有機廢水。目前，在規模化豬場中廢水收集方式還沒有固定模式、污水處理工藝不規范、處理技術不成熟，普遍存在處理效果不佳、出水水質不達標及處理費用高等問題[1]。為了探索適合規模化養豬的糞污收集方式，筆者自2013年9月開始在河南省3家養豬場處理使用新型UBF系統，為期進行2年的跟蹤對比試驗，并評價3種廢水收集方式在新型UBF系統中的使用效果，以期有效抑制養豬業對周圍環境的污染和降低防疫成本[2]。

1材料與方法

1.1試驗地點及時間試驗于2013年9月至2015年8月進行，3家豬場清糞方式為：河南大紅豬場為水沖糞、南陽常旭豬場為水泡糞、河南農科種豬場為干清糞。3家豬場污水處理工程均由河南林泉環保科技有限公司設計建造，并統一采用新型UBF工藝。

1.2試驗設計①以3種清糞方式污水處理達標為依據，試驗過程中保持每天測量2次，記錄處理過程中需要的不同處理時間和各種耗材、耗能；②采用3種廢水處理以第一個達標時間(10 d)為準的定時測定法，也采用每天測量3次各種試驗數據，10 d時對3種污水水質進行檢測。分析3種清糞方式污水處理效果的異同，分析清糞工藝對后期污水處理的影響。

1.3廢水收集方式豬場清糞方式的選擇要視當地和各場實際情況因地制宜確定。目前規模化豬場有3種主要清糞方式：干清糞、水沖糞和水泡糞(自流式)[3]。

1.3.1水沖糞。水沖糞是舍內用水沖洗使糞尿污水混合進入糞溝，糞水順糞溝流入糞便主干溝[4]，進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池。1個萬頭豬場每天需消耗水200～250 m3。水沖糞污水中污染物濃度高，固液分離后大部分可溶性有機質及微量元素等留在污水中，后期污水處理過程復雜而且費用很高。

1.3.2水泡糞。水泡糞清糞工藝是在水沖糞工藝的基礎上改造而成。在豬舍內的排糞溝中注入一定量的水，糞尿、沖洗和飼養管理用水一并排放縫隙地板下的糞溝中，并保持一定的深度，貯存一定時間后(一般為1～2個月)，待糞溝裝滿后，打開出口的閘門，將溝中糞水排出。糞水順糞溝流入糞便主干溝，進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池。水泡糞中的有機可溶化經過長時間的浸泡后，便于后期污水處理。與水沖糞相比，水泡糞這種廢水收集方式節約了用水，降低勞動強度，但是豬舍內有害氣體會影響豬只和飼養人員健康[5]。

1.3.3干清糞。干清糞主要工藝是糞尿一經產生就分離出來，糞便在地板上，尿液進入尿溝后經下水道流出。這種廢水收集方式能滿足清污分流、糞尿分離、干濕分離，減少廢水中污染物濃度[6]。干清糞工藝分為人工清糞和機械清糞2種。

1.4新型UBF處理工藝新型UBF反應器2座并聯運行，每套系統設施(每套250 m3/d)；設計污水停留時間為6～10 d。污水量少時可使用1臺UBF，單體結構形式為改進型的強化鋼板圓柱體，高度10 m，直徑12 m，有效容積660 m3，底部為配水系統，上部為厭氧過濾填料層。改進后的新型UBF集生物反應與沉淀于一體，借鑒流態化技術處理生物的一種改進反應器，以設備內的軟性填料為流化載體。污水作為流水介質，厭氧微生物以生物膜形式結在砂和軟性填料表面，在循環泵或污水處理過程中產甲烷氣時自行混合，使污水成流動狀態。污水以升流式通過床體時，與床中附著有厭氧生物膜的載體不斷接觸反應，達到厭氧反應分解、吸附污水中有機物。新型UBF綜合系統內污泥床內生物量多，折合濃度計算可達20～30 g/L；容積負荷率高，在中溫發酵條件下高達15～40 kg COD/(m3·d)，反應器積累微生物能力增強，廢水在反應器內的水力停留時間縮短。它將出水時間從過去的幾十天或幾天縮短到幾天，改進后的新型UBF反應器具有啟動速度快、處理效果高、不易堵塞、運行穩定等優點[7]。因此，新型UBF處理工藝是處理高濃度有機廢水的一種有效、經濟的技術。

2結果與分析

2.1水質指標比較由表1可知，水沖糞方式需水量大，水質指標最差；水泡糞次之，而干清糞方式用水量最小，且CODCr、BOD5和SS含量均比水泡糞和水沖糞方式明顯降低。

表1　3種清糞工藝的用水量和水質指標的比較

2.2水質達標試驗由表2可知，達標排放時干清糞方式污水處理耗時最短，其處理時間分別為水沖糞的33.33%、水泡糞的43.75%；與水沖糞和水泡糞方式相比，干清糞廢水收集方式的耗電量、菌種和藥劑費用均有大幅度降低。

表2　3種污水處理達標的時間和費用比較

2.3定時處理試驗由表3可知，處理10 d時，3種污水收集方式各種指標差異較大，干清糞方式污水能達標排放，而水沖糞污水和水泡糞污水均不能達標排放。

表3　3種收集方式污水處理10 d后各種水質指標的變化

3結論與討論

3種廢水收集方式對規模化養豬生產及后期污水處理有明顯影響。科學合理的廢水收集方式能夠達到廢物排放減量化、無害化和資源利用化[8]。該試驗中水沖糞方式表現出能及時去除豬舍內的糞尿，保持環境衛生，但用水量大，且污水中可溶性有機物高，增加了廢水后期處理難度；與水沖糞方式相比，水泡糞方式的用水量顯著降低，但其缺點是糞便長時間在豬舍內停留，經厭氧發酵后產生濃烈的NH3、H2S、CH4等有害氣體[9]，會危及豬群和飼養人員的健康。干清糞工藝固態糞污含水量低，廢水中污染物含量低，易于凈化處理，處理費用比水沖糞降低50%，是一種較為理想的清糞工藝。

該試驗結果表明不同清糞方式的選擇對后期污水處理效果起重要影響作用。雖然改進后新型UBF系統具有污染物去除率高、出水水質優和運行費用低等優點，但仍無法徹底處理水沖糞方式和水泡糞方式收集的廢水。該試驗結果表明干清糞方式是規模化豬場廢水收集的最佳選擇，干清糞方式結合新型UBF養豬污水處理綜合系統是一種經濟、環保、具有可操作性的模式，適宜在規模化豬場中推廣使用，具有較高的推廣價值和應用前景。

參考文獻

[1] 王子源，劉振鴻，楊韜，等.高濃度畜禽養殖污水循環利用系統的工程實例[J].安徽農業科學，2013(14)：6297-6299.

[2] 蔡飛林， 林婭.“豬—排泄物—牧草”干清糞工藝生態養豬技術研究[J].現代農業科技，2010(4)：334-336.

[3] 祝其麗, 李清,胡啟春,等.豬場清糞方式調查與沼氣工程適用性分析[J].中國沼氣，2011(1)：26-28.

[4] 成冰,陳剛,李保明.規模化養豬業糞污治理與清糞工藝[J].世界農業，2006(5)：50-51.

[5] 張慶東,耿如林,戴曄.規模化豬場清糞工藝比選分析[J].中國畜牧獸醫，2013(1)：232-235.

[6] 黃洪華.豬場糞污清理技術[J].中國畜禽種業，2014(10)：70.

[7] 孫根行，王丹.新型厭氧反應器UBF的發展及應用[J].安徽農業科學,2011(28)：17420-17422.

[8] 高孟起，施正香，白琳，等.水泡糞妊娠豬舍冬季有害氣體含量影響因素分析[J].豬業科學，2015(5)：90-93.

[9] 劉秀婷，楊亮，趙許可，等.不同清糞模式對保育豬生產性能和舍內環境指標的影響[J].中國畜牧雜志，2013(6)：45-50.

Application Effects of Three Collection Ways of Wastewater in New-type UBF Comprehensive System in Pig Farm

BAI Hong-jie1，FAN Lei1，GAO Bin-wen2et al (1.Henan Agricultural High Tech Group Co., Ltd，Zhengzhou, Henan 450002；2. Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science, Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou, Henan 450002)

Abstract[Objective] To explore suitable sewage collection ways for large-scale pig farm. [Method] The wastewater produced by different sewage collection ways (flushing manure with water, soaking manure with water, cleaning dry dung) in large-scale pig farms was taken as research objects. New-type UBF comprehensive system was used in three pig farms. The water inflow, water discharge, CODCr, BOD5, SS, treatment time and other data before and after wastewater treatment in three pig farms were compared. [Result] Compared with flushing manure with water and soaking manure with water, the collection way of cleaning dry dung had better purification effect in new-type UBF comprehensive system. Its removal rate of CODCr, BOD5and SS was 98.0%, 98.9% and 99.0% respectively, the standard treatment time was 7 d, and its wastewater discharge amount was the minimum. The best way of wastewater collection in large-scale pig farm was to clean dry dung. [Conclusion] New-type UBF comprehensive system combined with the wastewater collection way of cleaning dry dung is an economical and operational model with higher popularization value and application prospect, so it is suitable to be applied and popularized in large-scale pig farm.

Key wordsWastewater in pig farm; Collection ways; New-type UBF comprehensive system

收稿日期2015-11-20

作者簡介白紅杰(1978- )，男，河南舞陽人，助理研究員，碩士，從事規模化豬場環境控制和資源利用研究。

中圖分類號S 851.2

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)36-102-02