養(yǎng)豬場(chǎng)高濃度污水處理工藝
規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的糞尿及高濃度有機(jī)廢水已成為農(nóng)村地區(qū)的主要污染源。養(yǎng)豬場(chǎng)排泄物含有大量的有機(jī)物、氮磷、糞大腸菌、蛔蟲卵等，其產(chǎn)生的惡臭影響周圍大氣環(huán)境，甚至引發(fā)疾病傳播，危害人體健康。高濃度的有機(jī)廢水直接排入或雨水沖刷進(jìn)入水體，是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因之一，有機(jī)廢水不加處理，用于灌溉會(huì)造成土壤板結(jié)、鹽化，甚至傷害農(nóng)作物，造成減產(chǎn)。因此，對(duì)于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)力量都較為薄弱的農(nóng)村地區(qū)養(yǎng)豬場(chǎng)，研究設(shè)計(jì)更為技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝就顯得尤為重要。本文以某規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)養(yǎng)殖糞便及高濃度污水綜合處理工程實(shí)例為背景，探討綜合處理工藝的可行性。
1、工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)
1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模
由豬場(chǎng)提供的污染物統(tǒng)計(jì)數(shù)值顯示，豬場(chǎng)排糞量約為18t/d，高濃度有機(jī)污水排放量約為100t/d。制定設(shè)計(jì)規(guī)模為：豬糞堆肥處理能力20t/d，生產(chǎn)復(fù)混肥7400t/a，污水處理站的設(shè)計(jì)規(guī)模為120m3/d。
1.2 處理標(biāo)準(zhǔn)
豬糞采用好氧堆肥法進(jìn)行生物資源利用，發(fā)酵后制成有機(jī)肥，摻混部分氮肥、磷肥和鉀肥生產(chǎn)復(fù)混肥，實(shí)現(xiàn)豬糞便全部資源化利用。污水站出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596—2001)，詳情見表1、表2。處理出水外排或農(nóng)灌。
2、處理工藝的確定
2.1 豬糞資源化處理工藝
豬糞資源化處理工藝包括2個(gè)階段，第一階段為堆肥發(fā)酵，其流程見圖1，第二階段為生產(chǎn)復(fù)混肥，其流程見圖2。
2.1.1 堆肥發(fā)酵
堆肥發(fā)酵是將豬糞原料配合VT菌、秸稈粉、粉煤灰等輔料，經(jīng)過(guò)人工混合，發(fā)酵約25天，然后堆置陳化15～20天，粉碎篩分制成生產(chǎn)備用原料。發(fā)酵設(shè)施選擇槽式攪拌機(jī)翻拋發(fā)酵或條垛式移動(dòng)翻堆機(jī)翻拋發(fā)酵。
(1)原料的混合攪拌。混合攪拌是將豬糞原料配合VT菌、秸稈粉等輔料，經(jīng)過(guò)人工攪拌混合，以調(diào)節(jié)物料的碳氮比、含水率和孔隙率。
(2)裝槽發(fā)酵。將混合后的物料裝入發(fā)酵槽，利用攪拌機(jī)對(duì)發(fā)酵物料進(jìn)行翻堆攪拌，槽底鋪設(shè)有曝氣管道，控制發(fā)酵溫度和含氧量等參數(shù)，保證發(fā)酵物料處于微生物繁殖的最佳狀態(tài)，有益微生物在適合的環(huán)境下大量繁殖，通過(guò)它們的新陳代謝作用，把復(fù)雜有機(jī)物分解成容易被植物吸收利用的簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物。發(fā)酵間及陳化間的廢氣由風(fēng)機(jī)抽出后通過(guò)管道送入吸收塔后外排。
在對(duì)環(huán)境要求不敏感和資金不充足的條件下，可選擇條垛式移動(dòng)翻拋機(jī)翻拋發(fā)酵，將混合后的物料堆入發(fā)酵棚碼放成條垛狀，利用移動(dòng)翻拋機(jī)翻拋攪拌，條垛下底鋪設(shè)有曝氣管道，控制發(fā)酵溫度和含氧量等參數(shù)，保證發(fā)酵物料處于微生物繁殖的最佳狀態(tài)，有益微生物在適合的環(huán)境下大量繁殖，通過(guò)它們的新陳代謝作用，把復(fù)雜有機(jī)物分解成容易被植物吸收利用的簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物。
(3)陳化。經(jīng)過(guò)25天平均溫度保持在55℃以上的發(fā)酵，大部分有機(jī)物已被降解，由于有機(jī)物的減少及代謝產(chǎn)物的累積，微生物的生長(zhǎng)及有機(jī)物的分解速度減緩，發(fā)酵溫度開始降低，微生物進(jìn)入減數(shù)生長(zhǎng)期。此時(shí)，發(fā)酵槽內(nèi)的物料就可以運(yùn)至陳化間進(jìn)行二次發(fā)酵，二次發(fā)酵約需15～20天，在此階段剩余有機(jī)物被進(jìn)一步分解、腐化、干燥，成為穩(wěn)定的有機(jī)堆肥。
(4)篩分。陳化后的物料經(jīng)篩分系統(tǒng)分為3部分：篩上物經(jīng)破碎后返回原料混合攪拌工序，摻入新鮮豬糞重新發(fā)酵，篩下物一部分送入后續(xù)制肥工藝造粒生產(chǎn)復(fù)合肥，另一部分可直接包裝銷售。
2.1.2 生產(chǎn)復(fù)混肥
制肥加工過(guò)程是根據(jù)產(chǎn)品的種類和技術(shù)要求，按不同養(yǎng)分把發(fā)酵豬糞與無(wú)機(jī)化肥等輔料按比例配料混合，經(jīng)過(guò)造粒、烘干、冷卻、篩分分級(jí)、計(jì)量包裝后入庫(kù)。
一是配料：將各種原料按配方比例計(jì)量配合，二是混合：計(jì)量好的各種物料經(jīng)輸送機(jī)進(jìn)入混合機(jī)混合，三是造粒：把混合后的物料經(jīng)圓盤造粒機(jī)造成圓形顆粒，四是干燥冷卻：將造粒后的顆粒干燥、冷卻，五是篩分系統(tǒng)：冷卻后的物料經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入滾筒篩分機(jī)篩分，合格的產(chǎn)品進(jìn)入包裝工序，不合格的大顆粒篩出后經(jīng)破碎再篩分，六是包裝系統(tǒng)：稱重包裝，送入成品庫(kù)。
2.2 污水處理工藝
養(yǎng)豬場(chǎng)污水水量相對(duì)較小，但水質(zhì)有三高的特點(diǎn)，即污染物濃度高(CODcr及BOD5)、懸浮物含量高、氨氮含量高。進(jìn)水水質(zhì)主要控制指標(biāo)如表3所示。
為達(dá)到《集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物最高允許日均排放濃度》中的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)大量工程實(shí)踐證實(shí)，大中型養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水固液分離后進(jìn)行厭氧處理是可行和高效的，一方面可減少能源消耗，降低運(yùn)行費(fèi)用，另一方面還可以回收厭氧處理過(guò)程中產(chǎn)生的少量甲烷氣體，并加以利用，從而達(dá)到廢物利用的目的。對(duì)于高氨氮的去除，由后續(xù)好氧處理法去除。故本工藝擬選用預(yù)處理+厭氧處理+好氧處理+后處理工藝路線(見圖3)，出水水質(zhì)主要控制指標(biāo)見表4。
經(jīng)粗略計(jì)算，通過(guò)污水處理，每年豬場(chǎng)可削減的污染物排放量中，CODcr為127t/a、BOD5為63t/a、SS為6t/a、NH3-N為5t/a。
