CN103359881B - 一种养猪场废水污染减控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种养猪场废水污染减控方法，其步骤：A、固液分离设施：养猪场废弃物利用固液分离机械设备进行分离，固体废弃物堆沤发酵生产有机肥；B、四级生物质净化池处理系统，修建生物质净化池，生物质净化池与生物质净化池之间用管道连接，每级生物质净化池中放人稻草；C、五级绿狐尾藻生态湿地处理系统：建生态湿地，湿地与湿地之间以田埂为自然隔离，种植绿狐尾藻，并将其绿狐尾藻培养为植物种群，保持上一级生态湿地和下一级生态湿地：一级生态湿地和二级生态湿地，二级生态湿地和三级生态湿地，有利于废水的流动和净化。该方法操作方便，建设成本低，无需运行成本，适宜在长江中下游广大亚热带地区集约化养猪场应用推广。
Description
技术领域
本发明涉及农业环境领域，更具体涉及一种的大型规模化养猪场(存栏生猪5-8万头，年出栏生猪10-15万头；日产废水500-800吨，废水中COD含量为6000-9000mg/L、氨氮含量1600-2200mg/L、总磷含量140-170mg/L)废弃污染物处理方法，尤其适用于亚热带大规模养猪场废弃污染物减控，实现达标排放。
背景技术
近年来随着经济的高速发展，江河湖泊的水体富营养化已逐渐成为我国面临的重要生态环境问题，如几个大型湖泊（太湖、巢湖、滇池等）及其周边地域频繁爆发“蓝藻”，很多大小河流（京杭大运河、浏阳河、捞刀河等）和溪流经常被水葫芦淤积，阻塞河道、影响鱼类等水生生物的正常繁衍和生长。对水体富营养化的治理往往采取工程措施（清除湖泊淤泥，开展生活污水处理等）；土地处理（通过土壤过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物转化和植物吸收等作用来净化污水）等。几个大型湖泊及其周边地域的地方政府花费了大量财力和人力资源应用工程措施治理富营养化，1-2年以后又恢复原状，治理效果往往事倍功半。因为我国目前种植业和养殖业严重脱节，种植业过量施用氮磷类化学肥料，导致农田氮磷大量积累和流失；养殖业废弃污染物直接排放。只有农区环境氮磷得有效控制，显著减少向大型湖泊输送去氮磷，富营养化治理工作就会事半功倍。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种养猪场废水污染减控方法，该方法操作方便，建设成本低，无需运行成本，适宜在长江中下游广大亚热带地区集约化养猪场应用推广。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种的大型规模化养猪场（存栏生猪5-8万头，年出栏生猪10-15万头；日产废水500-800吨，废水中COD含量为6000-9000mg/L、氨氮含量1600-2200mg/L、总磷含量140-170mg/L）废弃污染物减控方法，该大型规模化养猪场废弃污染物减控方法因地制宜利用4000-6000m3基质净化和25000-50000m2左右生态湿地吸收、消纳、减控废弃物中COD、氮和磷，湿地末端排放水中COD、氮和磷的含量控制在国家环境保护总局于2001年11月26日批准的《国家畜禽养殖业污染排放标准》范围内。
一种养猪场废水污染减控方法，其步骤是：
A、固液分离设施：养猪场废弃物利用“固液分离机械设备（如大丰中坤环保机械制造有限公司等公司产品）”进行分离。固体废弃物堆沤发酵生产有机肥；液体废弃物（废水）通过四级生物质净化池处理系统和五级绿狐尾藻生态湿地处理系统。
B、四级生物质净化池处理系统，修建四个1040-14403生物质净化池，生物质净化池与生物质净化池之间用直径为100mm的PCR或PPR管道连接（连接方法见图2，前一级表面接下一级基部），每级生物质净化池中放人6-8吨稻草，稻草逐渐腐烂过程消耗废水中COD、氮和磷，每隔5个月左右需要添加5吨左右稻草。
（1）一级生物质净化池：建40m（长）×20m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐腐烂，每隔4-6个月需要添加5吨左右稻草），养猪场废弃物经过固液分离后废水直接进入1级生物质净化池基部（见图2），养猪场废弃物经过固液分离后废水直接进入一级生物质净化池处理，氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
（2）二级生物质净化池：建40m（长）×20m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），一级生物质净化池表面废水进入二级生物质净化池处理基部（见图2），通过二级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
（3）三级生物质净化池：建40m（长）×20m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），二级生物质净化池表面废水进入三级生物质净化池处理基部（见图2），通过三级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
（4）四级生物质净化池：建40m（长）×20m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），三级生物质净化池表面废水进入四级生物质净化池处理基部（见图2），通过四级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
C、五级绿狐尾藻生态湿地处理系统：建面积为5000-6000m2的生态湿地五个，湿地与湿地之间以田埂为自然隔离，田埂宽度38－42cm，高度48－52cm，田埂上每隔8-10m设置一个跌水坎（图3所示）。种植绿狐尾藻（Myriophylium clatinoides），并将其（绿狐尾藻）培养为优势植物种群，蓄水深度25-40cm。绿狐尾藻生长量大，对氮和磷的吸收量大,狐尾藻收获后可作为茶园、果园覆盖材料（绿肥），或加工成猪饲料。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号（专利产品，专利申请号201110030121.7，无锡中科活力生物技术有限公司生产，每5000m2湿地用量5-6kg)；保持上一级生态湿地和下一级生态湿地（一级生态湿地和二级生态湿地；二级生态湿地和三级生态湿地）水的落差在5-15cm之间，有利于废水的流动和净化。
（1）一级绿狐尾藻生态湿地：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度35-40cm，种植绿狐尾藻（Myriophylium clatinoides），绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过一级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降65-85%，总磷含量下降40-60%，COD含量下降40-60%。
（2）二级狐尾藻生态湿地：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度30-35cm，种植绿狐尾藻（Myriophylium clatinoides），绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过二级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降65-85%，总磷含量下降40-60%，COD含量下降40-60%。
（3）三级狐尾藻生态湿地：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度25-30cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过三级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降40-60%，总磷含量下降30-70%，COD含量下降30-70%。
（4）四级狐尾藻生态湿地：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度20-25cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过四级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降10-40%，总磷含量下降30-70%，COD含量下降30-70%。
（5）五级狐尾藻生态湿地：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度15-20cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过五级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降10-40%，总磷含量下降30-70%，COD含量下降20-60%。
上述步骤相互之间的关系作进一步详细描述（见图3，养猪场污染物减控工程设计平面示意图）：
一种养猪场废水污染减控方法，其步骤是：
步骤A、养猪场废弃物固液分离：利用“固液分离机械设备（如大丰中坤环保机械制造有限公司等公司产品）”进行分离。固体废弃物堆沤发酵生产有机肥；液体废弃物（废水）通过一级生物质净化池。
步骤B、一级生物质净化处理：建40m（长）×20m（宽）×1.3m（深）生物质净化池，放入3-4吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加3吨左右稻草），养猪场废弃物经过固液分离后废水直接进入一级生物质净化池处理，氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
步骤C、二级生物质净化处理：建40m（长）×20m（宽）×1.3m（深）生物质净化池，放入3-4吨稻草（稻草逐渐腐烂，每隔4-5个月需要添加3吨左右稻草），一级生物质净化处理后的废水进入二级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
步骤D、三级生物质净化处理：建40m（长）×20m（宽）×1.3m（深）生物质净化池，放入3-4吨稻草（稻草逐渐腐烂，每隔4-5个月需要添加3吨左右稻草），二级生物质净化处理后的废水通过三级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
步骤E、四级生物质净化处理：建40m（长）×20m（宽）×1.3m（深）生物质净化池，放入3-4吨稻草（稻草逐渐腐烂，每隔4-5个月需要添加3吨左右稻草），三级生物质净化处理后的废水通过四级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24%，总磷含量下降20-40%，COD含量下降20-40%。
步骤F、一级狐尾藻生态湿地，湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度40-45cm。，种植绿狐尾藻（Myriophylium clatinoides），绿狐尾藻生长量大，对氮和磷的吸收量大,狐尾藻收获后可作为茶园、果园覆盖材料（绿肥），或加工成养殖品牌草猪的主要饲料。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过一级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降65-85%，总磷含量下降40-60%，COD含量下降40-60%。
步骤G、二级狐尾藻生态湿地，湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度35-40cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过二级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降65-85%，总磷含量下降40-60%，COD含量下降40-60%。
步骤H、三级狐尾藻生态湿地，湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度30-35cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过三级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降40-60%，总磷含量下降30-70%，COD含量下降30-70%。
步骤I、四级狐尾藻生态湿地，湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度25-30cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过四级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降10-40%，总磷含量下降30-70%，COD含量下降30-70%。
步骤J、五级狐尾藻生态湿地，湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度20-25cm。种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。通过五级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降10-40%，总磷含量下降30-70%，COD含量下降20-60%。
本发明与现有污水处理工程相比，具有以下优点和效果：
①建设成本低：现有污水处理工程需要建厌氧池、瀑气池及相应的固液分离离心机、鼓风瀑气机等机械设备，一个中型养殖场（存栏5-8万头左右猪规模）的污水处理工程建设和设备投入一般在800-1000万元之间，养殖农户难以接受。本发明的养猪场废弃污染物处理方法，建立4级生物质净化生池、5级由绿狐尾藻为优势种群的生态湿地组成。丘陵地区可依托有一定高度差（度差在10-20cm之间）的5块水田（或田块面积比较小，田块数量适当增加，保持适量的水田面积）因地制宜建立，平原区利用蓄水深度（上一级湿地比下一级湿地蓄水高度多5-8cm）梯度，维持系统内部废水自流，在流动过程氮被吸收、被硝化反硝化，磷被吸收、被固定。本大型规模化养殖场废弃物污染减控方法的建设成本在40-50万元之间（只有常规污水处理工程建设成本的1/20）；养殖农户可以接受，易于在养殖区推广和应用。
②运行成本低、操作简单：现有污水处理技术中瀑气机械设备需要电力；本处理方法从猪舍废弃物固液分离机液体出口-一级生物质净化生池-二级生物质净化生池-三级生物质净化生池-四级生物质净化生池-一级生态湿地-二级生态湿地-三级生态湿地-四级生态湿地-五级生态湿地-排放口是依托地形由高到低（或蓄水深度由高到低）排列，污水在系统内部自动流动，不需要任何动力和电力；生态湿地种植是多年生绿狐尾藻，不需要每年播种或移植，不需要特别的技术，栽培管理方便；绿狐尾藻可开发作为养殖母猪和生态品牌草猪的饲料，养殖农户容易接受。
③治理效果好：本中型养猪场废水处理方法通过生物质净化生池有效降解COD，通过湿地植物对氮、磷吸收能力强，特别是绿狐尾藻的叶片形态非常象常规污水处理中的“生物膜”，有利于硝化反硝化微生物的附着，废水中铵态氮通过硝化反硝化转化为氮气排放到大气中，有效减少了废水中铵态氮的含量，实现大型养猪场废水经处理后达标派放（表1为处理系统各排放口氮、磷和COD含量）。
表1大型规模化养猪场废弃物污染减控系统各排放口氮、磷和COD含量
总之，本方法，建设成本和运行成本低、操作简单，容易被养殖农户接受，对大型规模化养猪场废弃物中氮、磷和化学需氧量（COD）有极好的处理效果，在长江中下游广大亚热带地区有很好的推广应用前景。
附图说明
图1为一种养猪场废弃污染物减控方法的工艺流程图。
图2为一种生物质净化池剖面示意图。
图3为一种养猪场污染物减控方法的平面示意图。
其中：1－养殖废弃物、2－一级生物质净化池、3-二级生物质净化池、4-三级生物质净化池、5-四级生物质净化池、6-一级生态湿地、7-二级生态湿地、8-三级生态湿地、9-四级生态湿地、10-五级生态湿地、11-废水安全排放出口。
具体实施方式
实施例1:
在浙江省绍兴市上虞富强牧业有限公司（存栏生猪6万头，年出栏生猪11万头；日产废水700吨，废水中COD含量为8500mg/L、氨氮含量1700mg/L、总磷含量140mg/L）建立的一种大型规模化养猪场废弃物污染减控试验示范工程，它包括固液分离系统、4级生物质净化池处理系统和5级绿狐尾藻生态湿地处理系统等。下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
一种养猪场废水污染减控方法，其步骤是：
A、固液分离系统：固液分离设施，养猪场废弃物1利用“固液分离机械设备（如大丰中坤环保机械制造有限公司等公司产品）”进行分离。固体废弃物堆沤发酵生产有机肥；液体废弃物（废水）通过四级生物质净化池处理系统和五级绿狐尾藻生态湿地处理系统。
B、建立四级生物质净化池处理系统：
（1）一级生物质净化池2：建20m（长）×40m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），养猪场废弃物经过固液分离后废水直接进入一级生物质净化池基部（见图2）。
（2）二级生物质净化池3：建20m（长）×40m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），一级生物质净化池表面废水进入二级生物质净化池处理基部（见图2）。
（3）三级生物质净化池4：建20m（长）×40m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），二级生物质净化池表面废水进入三级生物质净化池处理基部（见图2）。
（4）四级生物质净化池5：建20m（长）×40m（宽）×1.3-1.8m（深）生物质净化池，放入6-8吨稻草（稻草逐渐泛滥，每隔4-5个月需要添加5吨左右稻草），三级生物质净化池表面废水进入四级生物质净化池处理基部（见图2）。
C、建立五级绿狐尾藻生态湿地处理系统：湿地与湿地之间以田埂为自然隔离，田埂宽度40cm左右，高度50cm左右，田埂上每隔8-10m设置一个跌水坎（图3所示）。
（1）一级绿狐尾藻生态湿地6（湿地面积5000-5500m2左右），种植绿狐尾藻（Myriophylium clatinoides），蓄水深度35-40cm。绿狐尾藻生长量大，对氮和磷的吸收量大,狐尾藻收获后可作为茶园、果园覆盖材料（绿肥），或加工成饲料。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号（专利产品，专利申请号201110030121.7，无锡中科活力生物技术有限公司生产，每5000m2湿地用量5-6kg)。
（2）二级狐尾藻生态湿地7（湿地面积5000-5500m2左右）：种植绿狐尾藻，蓄水深度30-35cm。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。
（3）三级狐尾藻生态湿地8（湿地面积5000-5500m2左右）：种植绿狐尾藻，蓄水深度25-30cm。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。
（4）四级狐尾藻生态湿地9（湿地面积5000-5500m2左右）：种植绿狐尾藻，蓄水深度20-25cm。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。
（5）五级狐尾藻生态湿地10（湿地面积5000-5500m2左右）：种植绿狐尾藻，蓄水深度15-20cm。绿狐尾藻种植成活后（种植后7-9天）喷施红菌保6号。
D、废弃物固液分离机液体出口、一级生物质净化池、二级生物质净化池、三级生物质净化池、四级生物质净化池、一级生态湿地、二级生态湿地、三级生态湿地、四级生态湿地、五级生态湿地等之间保持5-15cm水位落差，保证整个养猪场废弃污染物的处理系统内废水的自然流动，实现了安全排放1。系统内废水的流动不需要任何动力，避免增加系统运行成本。
Claims (1)
1.一种养猪场废水污染减控方法，其步骤是：
A、固液分离设施：养猪场废弃物利用固液分离机械设备进行分离，固体废弃物堆沤发酵生产有机肥，液体废弃物通过四级生物质净化池处理系统和五级绿狐尾藻生态湿地处理系统；
B、四级生物质净化池处理系统，修建四个1040-14403生物质净化池，生物质净化池与生物质净化池之间用直径为100mm的PCR或PPR管道连接，每级生物质净化池中放人6-8吨稻草，稻草逐渐腐烂过程消耗废水中COD、氮和磷，每隔5个月添加5吨稻草；
(1)一级生物质净化池(2)：建40m×20m×1.3-1.8m生物质净化池，放入6-8吨稻草，养猪场废弃物经过固液分离后废水直接进入一级生物质净化池基部，养猪场废弃物经过固液分离后废水直接进入一级生物质净化池处理，氨氮和总氮含量下降16-24％，总磷含量下降20-40％，COD含量下降20-40％；
(2)二级生物质净化池(3)：建40m×20m×1.3-1.8m生物质净化池，放入6-8吨稻草，一级生物质净化池表面废水进入二级生物质净化池处理基部，通过二级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24％，总磷含量下降20-40％，COD含量下降20-40％；
(3)三级生物质净化池(4)：建40m×20m×1.3-1.8m生物质净化池，放入6-8吨稻草，二级生物质净化池表面废水进入三级生物质净化池处理基部，通过三级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24％，总磷含量下降20-40％，COD含量下降20-40％；
(4)四级生物质净化池(5)：建40m×20m×1.3-1.8m生物质净化池，放入6-8吨稻草，三级生物质净化池表面废水进入四级生物质净化池处理基部，通过四级生物质净化池处理，废水中氨氮和总氮含量下降16-24％，总磷含量下降20-40％，COD含量下降20-40％；
C、五级绿狐尾藻生态湿地处理系统：建面积为5000-6000m2的生态湿地五个，湿地与湿地之间以田埂为自然隔离，田埂宽度38－42cm，高度48－52cm，田埂上每隔8-10m设置一个跌水坎，种植绿狐尾藻，将其绿狐尾藻培养为植物种群，蓄水深度25-40cm，绿狐尾藻生长，对氮和磷的吸收，绿狐尾藻收获后作为茶园、果园覆盖材料，或加工成猪饲料，绿狐尾藻种植成活后喷施红菌保6号，保持上一级绿狐尾藻生态湿地和下一级绿狐尾藻生态湿地，一级绿狐尾藻生态湿地和二级绿狐尾藻生态湿地，二级绿狐尾藻生态湿地和三级绿狐尾藻生态湿地，水的落差在5-15cm之间，利于废水的流动和净化；
(1)一级绿狐尾藻生态湿地(6)：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度35-40cm，种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后喷施红菌保6号，通过一级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降65-85％，总磷含量下降40-60％，COD含量下降40-60％；
(2)二级绿狐尾藻生态湿地(7)：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度30-35cm，种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后喷施红菌保6号，通过二级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降65-85％，总磷含量下降40-60％，COD含量下降40-60％；
(3)三级绿狐尾藻生态湿地(8)：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度25-30cm，种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后喷施红菌保6号，通过三级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降40-60％，总磷含量下降30-70％，COD含量下降30-70％；
(4)四级绿狐尾藻生态湿地(9)：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度20-25cm，种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后喷施红菌保6号，通过四级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降10-40％，总磷含量下降30-70％，COD含量下降30-70％；
(5)五级绿狐尾藻生态湿地(10)：湿地长度100-110m，宽度50-55m，蓄水深度15-20cm，种植绿狐尾藻，绿狐尾藻种植成活后喷施红菌保6号，通过五级绿狐尾藻生态湿地处理，废水中氨氮和总氮含量下降10-40％，总磷含量下降30-70％，COD含量下降20-60％。
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