CN102964149B - 一种畜禽养殖场污染治理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种畜禽养殖场污染治理方法，先在源头上使粪污与冲栏水及雨水分离；粪污以及各处理工序产生的污泥，进行固液分离；分离后的液体部分，送推流式厌氧发酵反应器或液体高温好氧发酵反应器进行液体生物处理，再经好氧发酵和过滤后，成为液体有机肥；分离后的固体部分送高温好氧发酵设备，发酵后再经陈化、深加工，成为固体有机肥。臭气经生物除臭滤塔处理后排放，生物除臭滤塔更换下来的老化生物滤料，作为碳源送固体好氧发酵设备进行处理。冲栏水先经格栅除杂设施处理，由SBR序批式生物反应器处理和加药凝絮沉淀后，或经湿地净化排放，或经好氧发酵反应和过滤后排放，沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理；本发明使所有污染物都得到了治理或资源化利用，为建设资源节省型、环境友好型社会贡献了力量。

Description

一种畜禽养殖场污染治理方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种规模化畜禽养殖场零排放、零污染、资源化治理方法，广泛应用于规模化畜禽养殖场的污染处理。
背景技术
2009年中国禽畜粪便排放量为32.64亿吨，是同期工业固体废物排放总量的1.6倍，其中BOD、COD含量分别为7273.95万吨、8039.96万吨，COD排放量已经远远超过工业废水与生活废水COD排放量之和的1277.54万吨。畜禽粪便中有害气体达到200多种，其中的氨气、硫化氢、甲基硫醇，二甲基二硫醚，甲硫醚，二甲胺、低级脂肪酸等有毒有害的恶臭气体，严重污染空气，造成空气中含氧量下降，危害人和动物的呼吸道和免疫力，使疾病频发，并影响畜禽产品质量。粪水含有氮、磷等有害物质，通过地表以及土壤渗入地下，污染水资源。水中过多的氮、磷会使水体富营养化，使水体变黑发臭，导致鱼类及水生物死亡，影响生态环境。大量的禽粪便无法及时清除，将通过蚊虫传播疾病，堆放占用和污染土地资源。粪便中含有大量的钠盐和钾盐，如果直接用于农田，过量的钠和钾通过反聚作用而造成某些土壤的微孔减少，使土壤的通透性降低，破坏土壤结构，危害植物。禽畜粪便已成为我国最主要的污染源，直接或间接地威胁着我们的生存环境与身体健康。
国家环境保护部通过对国内畜禽养殖行业生产现场调研，在摸清畜禽养殖污染防治工艺技术和设备水平、资源能源利用水平、污染物产生指标、废物回收利用指标和环境管理水平的基础上，经过进行技术经济比较分析，并充分借鉴发达国家(如美国、欧盟等)畜禽养殖污染防治管理体系的成功经验，于2011年5月发布了《畜禽养殖污染防治最佳可行技术指南（试行）》征求意见稿，对特大型及大型畜禽养殖场，推荐了污染防治最佳可行技术，其工艺流程见图1，最佳可行技术指标表见图2。
现有畜禽养殖场治理技术存在的问题：
1. 预处理的调浆、水解等工序，需要较大的场地和众多的容器，调节和水解处理需管理人员有较高的责任心和专业技能，调质搅拌能耗高。 
2. 中温厌氧发酵反应器（CSTR）搅拌及在冬天维持中温35℃需要较高的能耗。
3. 厌氧发酵反应器（CSTR）在35℃的中温下，发酵时间长达20~25天，而粪污每天都在产生，因此需要配套的设备多、设备的体积大，所以占地面积非常庞大。 
4. 沼液的浓度低（8%～12%），固液分离的处理量大，能耗高。
5. 沼液农用，需储存的时间不低于90天，需较大的场地和容器承接，沼液的浓度低，需浓缩后才能商业化销售，而浓缩还需较大的投入。
因此，现有大型畜禽养殖场污染治理技术存在投资巨大，能耗高、效益低下等问题。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的问题，提供一种畜禽养殖场污染治理方法，特别适用于污染物排放量巨大的规模化大型养猪场的污染处理，可使规模化畜禽养殖场的废弃物得到资源化治理，实现零污染、零排放。  
本发明所采用的技术方案包括下述步骤：
1. 通过使用漏缝地板、清粪装置或/和干清粪工艺，使粪污在源头上与冲栏水及雨水分离；
2. 将畜禽养殖场产生的粪污，以及各处理工序产生的污泥，送固液分离设备进行固液分离；
3. 固液分离产生的液体部分，送液体生物发酵反应器进行处理；
4. 固液分离产生的固体部分与部分含碳辅料混合后，送固体好氧发酵设备进行处理，再经陈化、深加工，成为固体有机肥；
5.畜禽养殖场产生的臭气以及粪污处理工序中产生的臭气，送生物除臭滤塔除臭后排放。
    上述技术方案中，液体生物发酵反应器可采用推流式厌氧发酵反应器，固液分离产生的液体部分，送推流式厌氧发酵反应器进行厌氧发酵处理，再经中温好氧发酵和过滤，有效去除有害物质后，成为液体有机肥。
上述技术方案中，液体生物发酵反应器或采用液体高温好氧发酵反应器，固液分离产生的液体部分，送液体高温好氧发酵反应器进行高温好氧发酵处理，再经中温好氧发酵和过滤，有效去除有害物质后，成为液体有机肥。
上述技术方案中，液体有机肥可再经过浓缩，成为浓缩液体有机肥。
上述技术方案中，固体好氧发酵设备是一种带有夹套的好氧发酵反应器，夹套中通过的热水或蒸汽被用来加热固体发酵物料，好氧发酵产生的部分热量通过循环水带走，从而使好氧发酵在恒定的温度下进行，好氧发酵产生的热量也可通过循环水向负载提供热量加以利用。
上述技术方案中，所述的固体好氧发酵反应器夹套中循环的热水被用于推流式厌氧发酵反应器的加热，好氧发酵产生的热量通过管道向推流式厌氧反应器提供热量，使厌氧发酵反应在高温下高速地进行；或所述的固体好氧发酵反应器夹套中循环的热水被用于液体高温好氧发酵反应器的加热，固体好氧发酵产生的热量通过管道向液体高温好氧发酵反应器提供热量，使液体的好氧发酵反应迅速进入高温发酵。
上述技术方案中，畜禽养殖场产生的臭气，以及粪污处理工序中产生的臭气，送生物除臭滤塔除臭后排放；生物除臭滤塔更换下来的老化生物滤料，作为碳源送固体好氧发酵设备进行处理。
上述技术方案中，冲栏水经格栅除杂设施处理后，集中送至SBR序批式生物反应器进行处理和加药凝絮沉淀，有效去除有机污染物后经湿地净化后排放；沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理。
上述技术方案中，如果养殖场没有通过湿地实施污水净化的条件，则冲栏水经格栅除杂设施处理后，集中送至SBR序批式生物反应器进行处理和加药凝絮沉淀，再经过中温好氧发酵反应和过滤，达标排放；沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理。
本发明的有益效果是：
1. 粪污在源头上与冲栏水和雨水分离，污水的治理量得以下降。
2. 首先对粪污和污泥进行固液分离，固体和液体分开进行处理，使设备低造价和小型化成为可能。
3. 粪污的固体部分送固体好氧发酵反应器进行好氧发酵处理，固体高温好氧发酵的速度快、时间短，可有效杀灭致病菌，密闭设备不泄露臭气，设备小型化，占地面积小。 
4. 好氧发酵的反应热为厌氧发酵反应器或液体高温好氧发酵反应器提供热量，使整套系统的能耗极低。
5. 液体推流式高温厌氧发酵反应器或液体高温好氧发酵反应器，无须高能耗的搅拌，来自于固体高温好氧发酵的热量使厌氧发酵或液体好氧发酵反应在高温下的反应速度得到加快，而污泥在生物发酵反应器内停留的时间远长于水力停留时间，因此反应器体积小、设备的造价低，而且高温发酵反应可有效杀灭致病菌。
6. 粪污、臭气零排放，污染物分别被转换为固体有机肥和液体有机肥，实现了资源化利用。
7. 本发明使所有污染物都得到了治理或资源化利用，为建设资源节省型、环境友好型社会贡献了力量。
附图说明
图1为现有特大型及大型畜禽养殖场污染防治最佳可行技术工艺流程图；
图2为现有特大型及大型畜禽养殖场污染防治最佳可行技术指标表；
图3为本发明畜禽养殖场污染治理方法实施方式一的工艺流程图；
图4为本发明畜禽养殖场污染治理方法实施方式二的工艺流程图。
具体实施方式
下面根据附图3对本发明实施方式一进行说明，实施方式一液体生物反应器采用推流式厌氧发酵反应器。
1. 在规模化养猪场猪舍中设置漏缝地板、清粪装置或/和干清粪工艺，使粪污（包括粪便+尿液）在源头上与冲栏水分离，使之可分别进行处理。 
2. 畜禽养殖场产生的粪污，以及各处理工序产生的污泥，通过螺旋挤压式固液分离机进行固液分离，固液分离所得的固体部分，其优化的含水量应：50%<含水量< 60% 。
3. 固液分离产生的液体部分，送推流式厌氧发酵反应器进行厌氧发酵处理，所述推流式厌氧发酵反应器，是具有加热保温功能的ABR、SUR、UASB等推流式厌氧发酵反应器，污水经过推流式厌氧发酵反应器的高温厌氧发酵处理后，再经好氧发酵及过滤，成为液体有机肥。再经过有机浓缩设备进行浓缩，生成浓缩液体有机肥。 
4. 固液分离产生的固体部分，送固体高温好氧发酵设备进行处理。
5. 固体高温好氧发酵设备是一种带有夹套的卧式圆筒，有机物在圆筒中被抄板反复抄起跌落，与氧气充分接触发生好氧反应。夹套中通过的热水或蒸汽用来加热物料，使好氧发酵恒定在高温下（≥60℃）进行，好氧发酵反应产生的热量通过管道向厌氧反应器提供热量，为使厌氧发酵反应不受环境的影响，厌氧发酵反应器带有加热及精确控温设备，使厌氧发酵反应恒定在高温下（优化温度为 ≥53℃）下高速地进行。
6.  固体部分经高温好氧发酵处理后，再经陈化、深加工，成为固体有机肥。
7. 畜禽养殖场产生的臭气，以及粪污处理工序中产生的臭气，送生物除臭滤塔处理，经生物降解和过滤，有效去除有害物质后排放。
8. 生物除臭滤塔具有自动更换生物滤料的装置，更换下来的老化生物滤料作为碳源与螺旋挤压式固液分离机分离出来的固体物质混合，送固体高温好氧发酵设备进行处理。
9. 冲栏水先经格栅去除杂质后送至SBR序批式生物反应器进行处理，经生物降解和加药凝絮沉淀有效去除有机污染物后，SBR序批式生物反应器排出的上清液送往湿地，经湿地净化后排放；如果规模化养猪场不具备通过湿地净化污水的条件，则SBR序批式生物反应器排出的上清液再经过液体中温好氧发酵反应和过滤达标后排放；沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理。
下面根据附图4对本发明实施方式二进行说明，实施方式二液体生物反应器采用液体高温好氧发酵反应器。
1. 在规模化养猪场猪舍中设置漏缝地板、清粪装置或/和干清粪工艺，使粪污（包括粪便+尿液）在源头上与冲栏水分离，使之可分别进行处理。 
2. 畜禽养殖场产生的粪污，以及各处理工序产生的污泥，通过螺旋挤压式固液分离机进行固液分离，固液分离所得的固体部分，其优化的含水量应：50%<含水量< 60% 。
3. 固液分离产生的液体部分，送液体高温好氧发酵反应器进行高温好氧发酵处理，污水经过高温好氧处理后，再经中温好氧发酵及过滤，成为液体有机肥。再经过有机浓缩设备进行浓缩，生成浓缩液体有机肥。 
4. 固液分离产生的固体部分，送固体高温好氧发酵设备进行处理。
5. 固体高温好氧发酵设备是一种带有夹套的卧式圆筒，有机物在圆筒中被抄板反复抄起跌落，与氧气充分接触发生好氧反应。夹套中通过的热水或蒸汽用来加热物料，使好氧发酵恒定在高温下（≥60℃）进行，固体好氧发酵反应产生的热量通过管道向液体高温好氧发酵反应器提供热量，使液体的好氧发酵反应迅速进入高温发酵，当液体高温发酵产生的热量高于设定温度时，管道中的循环水将热量带走用于加热其它负载，使好氧发酵的温度，基本恒定在设定温度。
6.  固体部分经高温好氧发酵处理后，再经陈化、深加工，成为固体有机肥。
7. 畜禽养殖场产生的臭气，以及粪污处理工序中产生的臭气，送生物除臭滤塔处理，经生物降解和过滤，有效去除有害物质后排放。
8. 生物除臭滤塔具有自动更换生物滤料的装置，更换下来的老化生物滤料作为碳源与螺旋挤压式固液分离机分离出来的固体物质混合，送固体高温好氧发酵设备进行处理。
9. 冲栏水先经格栅去除杂质后送至SBR序批式生物反应器进行处理，经生物降解和加药凝絮沉淀有效去除有机污染物后，SBR序批式生物反应器排出的上清液送往湿地，经湿地净化后排放；如果规模化养猪场不具备通过湿地净化污水的条件，则SBR序批式生物反应器排出的上清液再经过液体中温好氧发酵反应和过滤达标后排放；沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理。

Claims (6)

1.一种畜禽养殖场污染治理方法，包括下述步骤：
（1）通过使用漏缝地板、清粪装置或/和干清粪工艺，使粪污在源头上与冲栏水及雨水分离；
（2）将畜禽养殖场产生的粪污，以及各处理工序产生的污泥，送固液分离设备进行固液分离；
（3）畜禽养殖场产生的臭气以及粪污处理工序中产生的臭气，送生物除臭滤塔除臭后排放；
其特征在于，还包括下述步骤：
（4）固液分离产生的液体部分，送液体生物发酵反应器进行处理；所述液体生物发酵反应器采用推流式厌氧发酵反应器，固液分离产生的液体部分，送推流式厌氧发酵反应器进行厌氧发酵处理，再经中温好氧发酵和过滤，有效去除有害物质后，成为液体有机肥；液体生物发酵反应器或采用液体高温好氧发酵反应器，固液分离产生的液体部分，送液体高温好氧发酵反应器进行高温好氧发酵处理，再经中温好氧发酵和过滤，有效去除有害物质后，成为液体有机肥；所述的液体有机肥再经过浓缩，成为浓缩液体有机肥；
（5）固液分离产生的固体部分与部分含碳辅料混合后，送固体好氧发酵设备进行处理，再经陈化、深加工，成为固体有机肥；所述的固体好氧发酵设备是一种带有夹套的好氧发酵反应器，夹套中通过的热水或蒸汽被用来加热固体发酵物料，好氧发酵产生的部分热量通过循环水带走，从而使好氧发酵反应在恒定的温度下进行。
2.根据权利要求1所述的畜禽养殖场污染治理方法，其特征在于：好氧发酵产生的热量通过循环水向负载提供热量加以利用。
3.根据权利要求1所述的畜禽养殖场污染治理方法，其特征在于：所述的固体好氧发酵反应器夹套中循环的热水被用于推流式厌氧发酵反应器的加热，好氧发酵产生的热量通过管道向推流式厌氧反应器提供热量，使厌氧发酵反应在高温下高速地进行；或所述的固体好氧发酵反应器夹套中循环的热水被用于液体高温好氧发酵反应器的加热，固体好氧发酵产生的热量通过管道向液体高温好氧发酵反应器提供热量，使液体的好氧发酵反应迅速进入高温发酵。
4.根据权利要求1所述的畜禽养殖场污染治理方法，其特征在于：畜禽养殖场产生的臭气，以及粪污处理工序中产生的臭气，送生物除臭滤塔除臭后排放；生物除臭滤塔更换下来的老化生物滤料，作为碳源送固体好氧发酵设备进行处理。
5.根据权利要求1所述的畜禽养殖场污染治理方法，其特征在于：冲栏水经格栅除杂设施处理后，集中送至SBR序批式生物反应器进行处理和加药凝絮沉淀，有效去除有机污染物后经湿地净化后排放；沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理。
6.根据权利要求1所述的畜禽养殖场污染治理方法，其特征在于：冲栏水经格栅除杂设施处理后，集中送至SBR序批式生物反应器进行处理和加药凝絮沉淀，再经过中温好氧发酵反应和过滤，达标排放；沉淀的污泥和格栅拦下的固体物质送固液分离工序进行处理。
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