规模化养殖场粪污处理的方法

2018-03-29新疆石河子总场兽医站石河子市832011杨福利

石河子科技 2018年3期

（新疆石河子总场兽医站，石河子市，832011）杨福利

近年来，在国家鼓励和发展养殖规模化的政策带动下，全国各地各大中小型养殖场层出不穷，养殖产业逐渐的走上了科学、现代的规模化道路，养殖业涉及到养殖动物、饲料和人，关系到周围土壤、水和空气。养殖产业的发展在带动了经济发展的同时也产生了一系列的环境污染问题。但是环境的污染对养殖生产也有直接的影响。

一般情况下，1头育肥猪从出生到出栏，排粪量850～1 050kg，排尿1 200～1 300kg。一个万头猪场每年排放纯粪尿3万t，再加上集约化生产的冲洗水，每年可排放粪尿及污水6～7万t。刚排出的畜禽粪便含有NH3、H2S和胺等有害气体，在未能及时清除时臭味将成倍增加，恶臭气体将导致空气污浊，蚊蝇孳生。畜禽粪便的大量长期堆积使环境中有害病菌数量呈上升趋势。粪便堆放或流经的地点，有大量高浓度粪水渗入土壤，可造成植物一时疯长，或使植物根系受损伤，乃至引起植物死亡。粪水渗入地下水，会使地下水中硝态氮、硬度和细菌总数都严重超标。据测定，当畜禽粪水流入池塘而使水中氨含量达到或超过0.2mg/L时，就会对鱼产生毒性。若流入饮用水水源，则可成为疾病传播的源头，将使畜禽抗病力和生产力降低。这不仅影响到畜禽自身生存、生长与发展，而且也污染环境，危及人类身体健康。

随着社会的发展，人们对环境的重视程度在不断的增加，怎样利用和控制养殖环境成了现在养殖业的一个重要的研究课题。下面介绍几个养殖场除臭、畜禽粪便及废水的处理方法。

1 规模化养殖场除臭、畜禽粪便及废水两种综合处理方法

1.1 化学中和除臭法

在畜禽舍垫料上撒一层过磷酸钙，过磷酸钙与粪中产生的氨气发生反应，生成无味的固体磷酸铵盐，能减少粪便中氨气散发，降低氨气浓度。可以利用过氧化氢、高锰酸钾、硫酸铜、乙酸等具有抑臭作用的化学物质，通过杀菌消毒，抑制有害细菌的活动，达到抑制和降低畜禽舍内有害气体的产生。用4%硫酸铜和适量熟石灰混在垫料之中，或用2%的苯甲酸、2%乙酸喷洒垫料，均可起到除臭作用。在垫料中混入硫磺，可使垫料的pH值小于7.0。这样可抑制粪便中的氨气产生和散发，降低畜禽舍空气中氨气含量。

1.2 酸化剂除臭法

使用酸化剂能调节畜禽粪便中的氨，在pH=5时猪粪中的氨挥发停止，酸化剂能中和畜禽粪便中的碱性物质。在堆肥中添加20%的氧化钙能减少10%的氨挥发。还有报道，使用11%的蔗糖能使猪粪pH值降至3.5，氨的挥发减少了98%。在粪便中添加植物乳杆菌和葡萄糖复合能使猪粪的pH值从8降至6，氨的挥发减少50%。有研究表明，铝盐添加后降低粪便中的pH值，减少氨的挥发，在禽类粪便中添加硫酸铝能减少99%的氨挥发量。

2 畜禽粪便的再利用

2.1 沼气化

沼气工程是以减量化、无害化、资源化为目标，实行清洁生产，集粪污处理、沼气生产、资源化利用为一体的系统工程。它由四个环节组成：前处理、厌氧消化、后处理、综合利用。经过处理后产生的沼气经脱水、脱硫、脱杂净化后可作为生产或生活用能。沼渣根据情况定期排出并可干化。经过发酵的沼渣可直接杀死病菌和寄生虫，减少生物污泥量，不会引发病虫害，可作为优质的有机肥使用。沼液中存在着许多氨离子和多种维生素，并含有吲哚乙酸和赤霉素等物质，能够杀菌并对有害病菌有抵制作用。试验表明，沼液对蚜虫的杀死率为95.25%，对红、黄蜘蛛的杀死率为95.25%,对其它青虫的杀死率为99.40%。因此，沼液进入后处理系统，可作为营养液喂猪或作为农田的液面有机肥使用。

2.2 肥料化

主要采用堆肥法。将畜禽粪便和垫草、秸秆、稻壳等固体有机废弃物按一定比例堆积起来，调节堆肥物料中的碳、氮比，控制适当水分、温度、氧气与酸碱度，在微生物的作用下，进行生物化学反应而将废弃物中复杂的不稳定的有机成分加以分解，并转化为简单的稳定的有机物质成分。随着堆肥温度的升高而杀灭堆肥物料中的病原菌、虫卵和蛆蛹，处理后的物料用于农田可改良土壤，提供作物养分。操作过程中注意以下方面：①微生物菌种、碳氮比、pH值、温度、含水率、通气、腐熟度要合适。②堆肥制作有顶棚的堆积场舍最理想。如在户外露天堆积，则需有适当覆盖，以防雨水冲刷。另外，必须考虑水分取得、翻堆空间、通风情形及肥水收集等问题。③堆肥化设备堆肥化设施大致可分为传统式（野积式）、通气静堆式及槽式三类。前两者的区别在于堆肥化过程空气提供的方式不同，野积式只要由堆积体的表面或人工翻堆来提供好氧微生物所需的氧气，其效率较低；槽式是一种堆肥化设备，堆肥化过程的操作过程（进出料的方式、通气量等）由设备主件来控制，可算是半自动化生产设备（因整个生产流程尚需包括前段物料调整及后续腐熟等过程）。考虑土地及二次污染等因素，槽式堆肥化设备应该是未来发展的趋势。好的堆肥对改善土壤结构、培肥地力起到重要作用。利用堆肥方法不但能处理畜禽粪便，也能处理其他有机废弃物，是一种集废弃物处理和资源化循环再利用于一体的好方法。

2.3 饲料化

畜禽粪便不仅是优质的有机肥料,而且也是很好的畜禽饲料资源。特别是鸡粪中含有大量未消化的粗蛋白质、B族维生素、矿物质元素、粗脂肪和一定数量的碳水化合物,可作为家禽和水产养殖饲料使用。但是畜禽粪便不仅含有很多水分,而且还含有各种细菌,这就需要经过高温高压、热化、灭菌和脱臭等过程，将粪便制成粉状饲料添加剂，只有经过加工处理后方可成为很好的饲料资源。畜禽粪便饲料化的方法主要有干燥法、青贮法（无氧发酵法）、有氧发酵法和分离法。

2.3.1干燥法

干燥法是饲料化的常用处理方法，尤以鸡粪处理用的最多。干燥法以否加入人为动力可分为自然干燥法和人工干燥法。

2.3.2 青贮法

青贮发酵是一种简便易行且经济效益较高的固体有机废弃物处理方法。可平衡全年的饲料供应。

2.3.3 有氧发酵

该方法投资少，改变了粪便本身的许多特点，产品可作为动物的饲料。在处理过程中需要充气、加热、干燥产品，所以消耗大量的能源。

2.3.4 分离法

目前，许多牧场采用冲洗式的清洗系统（尤其是猪场），收集的粪便大多是液体或半液体。若采用干燥法、青贮法处理粪便，消耗能源过大，造成资源的浪费。分离法就是选用一定的冲洗速度，将畜禽粪便中固体和液体分开，可以获得满意的结果。

3 养殖场废水处理

养殖场废水中超标的主要是氨氮。去除氨氮，目前最简单经济快捷的要数生物法。

生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。硝化菌的适宜pH值为8.0～8.4，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降10℃，硝化速度下降一半；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：0.06～0.1kgBOD5/（kgMLSS·d）；泥龄在3～5d以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。

反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物（碳源）。反硝化菌的适宜pH值为6.5～8.0；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止；DO浓度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70～95%，二次污染小且比较经济，因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大，低温时效率低。

常见的生物脱氮流程可以分为3类：多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量甲醇；单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比，该工艺特点：流程简单、构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用可大大节省；将脱氮池设置在去碳源，降低运行费用；好氧池在缺氧池后，可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质；缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷。此外，后置式反硝化系统，因为混合液缺乏有机物，一般还需要人工投加碳源，但脱氮的效果高于前置式，理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成，通过改换进水和出水的方向，两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统，但利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，其脱氮效果优于一般A/O流程。