畜禽養(yǎng)殖污染物控制系統(tǒng)設(shè)計與處理

文│鄧開美 姚蘭（四川省寧南縣生產(chǎn)力促進和學(xué)生資助服務(wù)中心）

在農(nóng)村國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中，畜禽養(yǎng)殖業(yè)是促進農(nóng)民收入穩(wěn)定增長的重要經(jīng)濟來源。然而，隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)營規(guī)模的不斷擴大，畜禽糞便、污水等污物的綜合治理受到社會廣泛關(guān)注。畜禽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的動物糞便、有毒氣體以及畜禽污水等，對農(nóng)村環(huán)境造成了嚴重污染。因此，提高農(nóng)村畜禽生產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境污染資源的綜合利用水平是十分必要的。

一、畜禽養(yǎng)殖污染物控制系統(tǒng)的概述

1.現(xiàn)有條件。經(jīng)過筆者前期的調(diào)查和分析研究，現(xiàn)代畜牧業(yè)養(yǎng)殖廢水越來越多，但由于養(yǎng)殖業(yè)畜禽廢棄物和畜禽廢水處理一直未能得到有效的改善，因此借助刮板式廢棄物厭氧發(fā)酵處理技術(shù)更好地服務(wù)畜禽產(chǎn)業(yè)，減少畜禽環(huán)境污染，可取得經(jīng)濟效益、自然生態(tài)效益及社會效益“雙贏”，本研究以推進大型畜禽廢水處理廠建設(shè)為主要研究重點，加快畜禽廢水處理關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用推廣。

2.預(yù)計目標。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化已成為當前農(nóng)村畜禽生產(chǎn)的趨勢。雖然集約化畜禽生產(chǎn)方式有利于提高農(nóng)村田間畜禽養(yǎng)殖管理技術(shù)、防疫管理和飼料綜合利用以及污染管理，但是由于畜禽養(yǎng)殖場處理的糞便和廢水是集中利用的，通過施肥直接進入農(nóng)村農(nóng)田，沒有經(jīng)過高溫分解，導(dǎo)致農(nóng)田環(huán)境遭受有害物質(zhì)的污染。采用新型刮板夾板畜禽厭氧發(fā)酵加工技術(shù)，對農(nóng)村現(xiàn)有大型畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)車間的廢棄物進行厭氧處理，不僅能有效地開發(fā)出新一代能源，而且能有效減少農(nóng)村環(huán)境污染，使農(nóng)村生態(tài)和社會效益實現(xiàn)“雙贏”。

二、畜禽養(yǎng)殖污染物控制系統(tǒng)的設(shè)計

1.選取反應(yīng)裝置。雙氧水厭氧生物廢棄物處理單元通常由厭氧生物反應(yīng)器、沼氣廢棄物收集及凈化處置處理系統(tǒng)、沼液等沼氣渣收集處置處理系統(tǒng)組成。在選擇正確的厭氧生物反應(yīng)器時，應(yīng)根據(jù)厭氧發(fā)酵原料的物理特性和工藝單元，綜合選擇合適的厭氧反應(yīng)消化池。一般情況下應(yīng)盡量選用溶解性好的有機化工廢水，如UASB、AF、UBF；對于固廢含量高或其他難以降解的有機化工廢水，盡量使用CSTR、AC和USR。養(yǎng)殖場沼氣生產(chǎn)項目主要包括采用全混合厭氧臭氧沼氣反應(yīng)器、推流式厭氧反應(yīng)器或其他組合生產(chǎn)工藝。通過對UASB、CSTR和USR三種常用反應(yīng)器的比較和選擇，進而選擇示范項目所需的厭氧生物反應(yīng)器。

2.設(shè)計控制系統(tǒng)。根據(jù)具體生產(chǎn)工藝規(guī)模、工藝技術(shù)特點、產(chǎn)品質(zhì)量及沼氣過程控制裝置的技術(shù)要求，以及國內(nèi)外同類工藝裝置的技術(shù)指南，進行集中過程監(jiān)控，大型沼氣設(shè)備制造廠的工藝裝置應(yīng)實施控制和監(jiān)督管理。設(shè)置中央控制室管理，主要負責完成厭氧處理控制系統(tǒng)的集中管理、調(diào)度、運行、監(jiān)控、內(nèi)部功能、系統(tǒng)配置、控制參數(shù)信息在線實時變化及自動設(shè)置、記錄、報表自動生成、故障檢測報警等功能。在中央控制室可以直接顯示全廠當前的動態(tài)生產(chǎn)流程，生產(chǎn)過程各階段的生產(chǎn)實時運行情況，以及各生產(chǎn)工藝參數(shù)的運行趨勢變化曲線，使生產(chǎn)操作人員和技術(shù)人員能夠及時、準確地掌握全廠的生產(chǎn)運行狀況。

配備整套遠程控制管理系統(tǒng)和監(jiān)控儀表，并具有與其他相關(guān)設(shè)備實時通信的控制能力。整套系統(tǒng)提供的崗控管理系統(tǒng)原則上應(yīng)直接安裝在企業(yè)中央控制室的控制裝置內(nèi)。在監(jiān)控過程中裝置的主要功能是將電力設(shè)備的正常運行和工作狀態(tài)直接導(dǎo)入系統(tǒng)的中央控制室進行全程監(jiān)控。該監(jiān)控裝置顯示要求不經(jīng)常觀察非關(guān)鍵過程變量，使用現(xiàn)場監(jiān)控顯示和現(xiàn)場控制；顯示要求不需要監(jiān)控或不需要現(xiàn)場觀察的關(guān)鍵工藝變量由現(xiàn)場監(jiān)控顯示。對于必須現(xiàn)場操作的監(jiān)控設(shè)備，可安裝在現(xiàn)場附近的移動儀表盤或控制箱遠程監(jiān)控其操作。設(shè)置必要的專用計量精密儀器，對能耗、原材料、中間部件和其他最終產(chǎn)品進行計量。計量精度必須滿足能源行業(yè)相關(guān)國家標準的計量要求。對整個設(shè)備的控制可以在管理室內(nèi)進行遠程控制，也可以在現(xiàn)場進行控制。

三、畜禽養(yǎng)殖污染物控制系統(tǒng)的處理

1.自然處理技術(shù)。自然生態(tài)污水處理方法主要是對污水的凈化。其凈水機理主要包括水的過濾、封閉、沉淀、物理和其他化學(xué)物質(zhì)的吸附、化學(xué)或物理分解、氧化和其他生化吸收等。自然處理方法主要用于氧化池、土地污水處理系統(tǒng)、人工濕地污水處理系統(tǒng)中畜禽養(yǎng)殖廢水資源的自然處理。目前，國外對自然濕地處理人類畜禽養(yǎng)殖廢水的研究主要集中在三個方面：技術(shù)數(shù)據(jù)庫和工程設(shè)計技術(shù)指南的研究與開發(fā)，機理的分析與研究，以及采用改良的人工濕地處理廢水技術(shù)。

2.肥料處理技術(shù)。該技術(shù)是將畜禽糞便集體與農(nóng)作物秸稈等肥料進行堆肥，將其變廢為寶。以牛廢物處理為例，可以將牛糞、稻草和污泥組合，然后將其作為污水生物處理，利用蚯蚓堆肥，肥料的pH值、總磷、氮和有機質(zhì)在平均值中均降低，而速效磷和氮、速效氮和磷、速效氮和鉀、全氮含磷、全鉀含氮量和可溶性磷的濃度在平均值中所占比例顯著增加。在養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展中，可以考慮生物發(fā)酵和臨床育種模式。發(fā)酵和臨床育種模式是將動物糞便回收利用，實現(xiàn)綜合利用。在生豬有機養(yǎng)殖中，可采用生化肥料進行利用，將豬的糞便收集起來，將豬糞回收利用整合到有機堆肥再運用到作物種植中。豬用發(fā)酵溫床的生產(chǎn)方法也有許多新的優(yōu)點，不僅可以充分利用污染物，還可以節(jié)省養(yǎng)殖地和新建養(yǎng)殖場的成本，提高豬肉的營養(yǎng)質(zhì)量，采用這種方法的當?shù)剞r(nóng)民應(yīng)特別注意不斷提高農(nóng)業(yè)技術(shù)水平，加強污染物的排放管理。

3.還田處理技術(shù)。該技術(shù)是比較傳統(tǒng)的處理方法，在我國應(yīng)用已有很長的時間。該技術(shù)不僅能有效實現(xiàn)對各類畜禽工業(yè)污染物的高效利用，而且在一定程度上也減少化學(xué)和生物肥料的大規(guī)模使用，對于促進我國土壤結(jié)構(gòu)的改善具有十分重要的作用。目前，農(nóng)村大型零售企業(yè)畜禽生產(chǎn)環(huán)境污染物的綜合治理多采用這種方式，具有技術(shù)投資低、能耗低等一系列優(yōu)勢。然而，在利用廢水的過程中，一些畜禽養(yǎng)殖場的廢水中仍然存在大量的致病菌和微生物，無法得到有效的處理，因此存在潛在的危害。此外，由于當?shù)匦笄蒺B(yǎng)殖廢水可能含有高濃度的氮、磷以及重金屬硒等化學(xué)污染物，在長期使用過程中容易造成地表水和地下水的污染。

4.生物處理技術(shù)。厭氧生物處理技術(shù)主要是指利用多種厭氧微生物處理活動將厭氧有機物和水分解成氯仿、二氧化碳和濃氨水。一般來說，大型畜禽廢水養(yǎng)殖生產(chǎn)企業(yè)會投資建設(shè)厭氧臭氧廢水消化處理工藝，集中處理高濃度污水和廢氣，這種處理方法一般不需要額外的能源消耗，而且處理的廢水不僅可以滿足排放標準，也可以有效地實現(xiàn)效率和綜合利用，從而避免浪費。此外，該技術(shù)每年可去除大量含磷有機物，同時獲得一定量的清潔沼氣，沼液磷肥也是一種優(yōu)質(zhì)磷肥，可廣泛應(yīng)用到各種綠色食品農(nóng)場專用有機肥中。

四、總結(jié)

總而言之，養(yǎng)殖會污染地下水和地表水，而且導(dǎo)致周圍空氣污染嚴重。解決農(nóng)村牲畜和家禽飼養(yǎng)造成的污染問題迫在眉睫，需要及時處理。因此，應(yīng)根據(jù)實際情況，制訂不同規(guī)模的養(yǎng)殖和飼養(yǎng)的管理方法，并采取厭氧生物處理、空氣凈化等技術(shù)，從根本上降低畜禽污染物造成的危害。