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处理成本每头猪 0.09 元!高效化猪场废水处理及案例分析

07-13 18:15 《猪业》2020年第3期【绿色养殖时代】专题系列文章
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高效化猪场废水处理及案例分析

戴睿智 林世桂 周营 俞捷径

广东益康生环保科技有限公司,广东筠诚和瑞环境科技集团有限公司

摘要

随着养殖业集约化和工厂化水平的不断提高,畜牧养殖集中排放的大量的高浓度废水,给自然生态环境造成了极大的危害。畜禽养殖废水中有机负荷、氮磷含量高,还会散发出恶臭,如未经有效处理而直接排放,不仅会严重污染自然水体,还会对人们正常生活与身体健康造成较大威胁。因此,如何对畜禽养殖废水进行高效且有效处理就显得尤为重要。本文结合实际案例就猪场废水处理工艺进行分析,以期为猪场废水的有效处理提供一定的参考。

关键词:高效化猪场;有机负荷;养殖废水;案例分析

随着市场经济的发展和人民生活水平的提高,我国对猪肉等产品的需求也不断增加,由此也极大地促进了畜牧养殖业的发展。当前,我国畜牧业养殖正从家庭散养向规模养殖加速转变,且畜牧业总产值占比提高了13.3%。据统计,我国中、大规模畜禽养殖的比例接近10%,但其畜禽出栏量却占所有畜禽养殖业出栏量的30%以上,像在生猪和家禽中这一比例已达到50%以上。

高效化猪场规模一般达6000头-9000头猪,具有集约化和工厂化的特点,高效化养殖场相对来说会更加自动化和机械化,从而配备较少的养殖人员,一般人猪比会达到120-140甚至更高。

高效化猪场虽然具有运营管理方便和生产效率高等特点,但也存在着废水产生量大且排放集中的问题,需要进行有效收集和处理。猪场养殖废水主要包括动物排泄的粪污及生产过程中冲栏产生的废水,其浓度会因清粪方式有所差别,但整体来说仍属于高浓度的有机废水,成分包含各种有机物、氮、磷以及饲料残留等,若处理不当,将给自然水体和农田带来严重污染。

据农业部统计,我国每年畜禽粪污产生量高达38亿吨,且还在呈现逐年递增的状态,据2010年全国普查数据显示,在农业面源污染重中,畜禽养殖业所排放的CODCr, TN, TP分别占96%, 38%和56%;其中CODCr,NH4+-N排放量是工业源排放量的3.23和2.3倍, 占全国污染物排放总量的45%和25%,说明畜禽养殖废水污染已成为我国农业面源污染之首,其处理也是迫在眉睫。

目前,猪场养殖废水处理主要有还田、自然处理和工业化处理三种模式。还田和自然处理需要配备大量的土地,随着国家限养区的设置和可利用土地的减少,其应用逐渐受到限制,而工业化模式虽然处理费用偏高,但具有处理效率高和占地面积小的优点,在养猪行业趋向规模化和集约化的情况下,其应用逐渐普及。本研究拟结合前期建立的养猪场废水处理示范基地,采用污水达标排放的工业化处理模式,对整套系统的处理效果、稳定性和经济性进行分析,以期为高效化猪场养殖废水处理提供一定的技术参考。

1.实验部分

1.1实验概况

试验基地建在广东云浮新兴某高效化养殖场,试验猪场配备有1500头基础母猪,年产3万头猪苗,采用机械刮粪+液泡粪方式,设计最大污水处理容量为120m³/d。

1.2处理流程

猪场废水经过固液分离机后,去除其中猪毛、粪渣和较大的悬浮物,进入前端的反应初沉去除部分悬浮物和除磷后,再进入UASB(编辑注:上流式厌氧污泥床(Up-flowAnaerobic Sludge Bed/Blanket,UASB)又叫升流式厌氧污泥床、上流式厌氧污泥床反应器。是一种处理污水的厌氧生物方法。)进行厌氧处理以去除其中的有机物,其中沼气提纯后进行利用,沼液进入到后续两级AO(编辑注:水处理中厌氧好氧工艺法)进行进一步的脱氮除磷,生化出水通过后端的芬顿和化学除磷的深度处理,经过臭氧消毒后可实现达标排放,其出水也可作为厂部回用用水。

图1 工艺流程图

1.3采样和分析测定

选在广东气温较低的冬季,对示范基地的污水处理进行了为期两个月的水样采集和数据分析(2019.1.4-2019.3.6),并对污水处理成本进行了统计和分析。CODCrNH3-N和总磷浓度的测定分别采用重铬酸钾法、纳氏试剂分光光度法和钼酸铵分光光度法。

2.结果与分析

2.1 处理效果分析

表1为1-3月系统进出水水质及处理效果。可看出,虽然进水CODCr浓度在2017-11210mg/L间波动,但出水CODCr稳定在50mg/L以下,去除率在97%以上,平均去除率高达99.02%,说明系统能很好的去除废水中有机物。猪场废水的进水氨氮在788-1676mg/L之间,但经过处理后,出水氨氮在1mg/L以下,其平均去除率达99.94%,说明系统具有较高的脱氮能力。进水总磷含量在31-249mg/L之间,出水总磷稳定在0.06及以下,去除率均值高达99.94%,说明系统同时也具有较好的除磷能力。

表1 1-3月污水处理水质及效果

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从表1及表2可看出,连续运行的两个月中,虽然系统进水中CODCr、氨氮和总磷含量会出现较大的波动,但出水中CODCr、氨氮和总磷含量均值为37.62、0.56和0.03mg/L,均能达到污水综合排放的一级标准要求。说明本案例中的处理工艺不仅能高效、稳定的实现猪场废水的达标处理,还具有较好的抗冲击能力。

表2 1-3月出水水质平均值及达标情况

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2.2 处理成本分析

表3 1-3月水处理运营成本计算

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图2 水处理成本各费用占比

处理成本主要从水电费、药剂费、人工费等几个方面来进行核算。其中吨水每天处理价格为7.8元,核算到每头猪上的平均价格为0.09元,其中占比较大的为药剂费和电费。

3.结论与展望

经过处理后,系统出水中CODCrNH3-N和总磷的平均浓度分别为37.62mg/L、0.56mg/L和0.03mg/L,其去除率分别为99.32%、99.94%和99.94%,其吨水处理费用为7.76元。

通过本文的案例分析,说明工业化处理模式,能很好地实现猪场养殖废水的稳定达标排放,并且在技术经济上均具有较大的可行性,尤其是在南方等可利用土地较少的地区,还田处理模式受到了极大的限制,达标处理模式作为一种较优的选择,不仅能保证生态环境的健康发展,也能实现养殖业的可持续发展,可进行大规模的推广应用。

但在处理成本方面仍有较大的节省空间,可在精确加药控制、低能耗型污水处理设备以及科学的源头污染控制等方面进行探索,来进一步降低猪场养殖废水的综合处理成本。

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作者戴睿智

广东筠诚和瑞环境科技集团有限公司副总裁。在环境保护领域具有较高的造诣,尤其在高浓度养殖废水、工业废水等难处理有机废水领域有丰富的经验。作为项目总负责人申报的《规模化畜禽养殖废水深度处理关键技术研究、装备开发及产业化》项目获得广东省300万补助,编写的《电子、电镀处理及回用技术》获国家环保部颁发的环境保护科技技术奖二等奖。

来源:《猪业》2020年第3期【绿色养殖时代】专题系列文章
原标题:谈猪场节水措施

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