规模化养猪场粪污处理及资源化工程实例

叶美锋 吴晓梅 吴飞龙 林代炎

摘要：研究漳州市华安县某规模化养殖场污水处理与资源化利用情况，采用机械清粪、固液分离、沼气发酵、A/O曝气及生物净化塘处理后，最终出水悬浮物（SS）、化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD）、氨氮和总磷的去除率分别可达9981%、9943%、9964%、9761%和9858%，最终水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）的要求。

关键词：规模化养猪场；粪污处理；资源化；固液分离；厌氧发酵；生物净化

DOI： 1013651/jcnkifjnykj2018080

Engineering Example for Dung Treatment and Resource Recovery in Largescale Piggery

YE Meifeng， WU Xiaomei， WU Feilong， LIN Daiyan*

（Institute of Agricultural Engineering and Technology， Fujian Academy of

Agricultural Sciences， Fuzhou， Fujian 350003）

Abstract： The wastewater treatment and resource utilization of a largescale piggery farm in Huaan County of Zhangzhou City were studied. After the treatment process of mechanical cleaning， solidliquid separation， biogas fermentation， A/O aeration and biological purification pond， the removal rates of SS， COD， BOD， ammonia nitrogen and total phosphorus were 99.81%， 99.43%， 99.64%， 97.61% and 98.58% respectively， and the final water quality met the requirements of “Standard for Pollutant Discharge from Livestock and Poultry Breeding Industry” （GB18596-2001）.

Key words： largescale piggery； dung treatment； resource recovery； solidliquid separation； anaerobic fermentation； biological purification

隨着经济发展，农业产业结构的调整，规模化、集约化畜禽养殖业发展迅速，提升经济效益的同时也带来环境污染问题。据统计，2015年福建省生猪废弃物化学需氧量（CODcr）和氨氮（NH4+N）排放量分别占到畜禽废弃物排放总量的843%和970%，畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源，而畜禽养殖废水处理又是其中的关键。畜禽养殖业污水属于高浊度、高浓度有机污水，含有大量悬浮物、有机污染物以及N、P等营养物，污染负荷很高，且含有大量细菌、病毒等致病微生物，若不加处理直接外排，既浪费资源又严重污染环境。本研究选用福建省重点防治区域兼生猪养殖重点县漳州市华安县某养猪场为例，介绍规模化养猪场粪污处理及资源化工程技术。

1工程概况

11项目介绍

该养猪场位于福建省漳州市华安县，成立于2009年，占地15 hm2，建筑面积育肥舍4000 m2，猪场所属的合作社主要从事无公害生猪养殖、绿色果树、速生林种植和有机肥生产。目前生猪存栏5000多头，年出栏数10000多头，现有果树面积6 hm2，速生林种植面积50 hm2。

12猪场废水水质与水量

该猪场正常运行状态，平均日排水量为120 t。主要污染物化学需氧量COD，悬浮物SS为11330 mg·L-1，氨氮NH4+N为384 mg·L-1、总磷TP为1014 mg·L-1、五日生化需氧量BOD为7855 mg·L-1。

13采样点与监测方法

监测点在固液分离机的出口、沼气池出口、A/O曝气池进口与出口、生物净化塘进出口，共设6个点，分别采样检测各项指标。检测项目与分析方法见表1。

2处理工艺流程及特点

21处理工艺流程

叶美锋等：规模化养猪场粪污处理及资源化工程实例2018年第8期2018年第8期叶美锋等：规模化养猪场粪污处理及资源化工程实例结合该猪场周边环境和国内外较为成熟的畜禽粪污处理技术及经验，将工艺流程分为：机械清粪、固液分离、沼气发酵、A/O曝气及生物净化塘5个阶段，具体工艺流程见图1所示。

22工艺流程说明

221机械清粪减量化该养猪场利用本研究团队研制的机械清粪装置，采用机械清粪清洁模式，能及时清理猪舍的粪便，减少猪舍内恶臭气体产生以及冲洗猪舍产生的粪便污水。传统水冲粪模式每百头母猪日平均污水产生量为25 m3，而机械清洁模式清洁用水少，按其存栏量算，每百头生猪存栏日平均污水产生量可以降到08 m3以下，粪污减排68%，便于后续处理。

222固液分离前处理经机械清粪收集的粪便污水，经过格栅池截留大块悬浮物，再经过提浓池混合均匀，通过固液分离机进行固液分离。设计的固液分离机选用60目筛网的振动筛挤压分离机，能有效降低污水浓度，提高污水处理效果，且通过收集猪粪渣进行堆肥资源化利用或者将猪粪渣作为原料栽培食用菌，增加猪场的废物综合利用效益。

223沼气池发酵采用全混式反应器（CSTR），内部安装搅拌装置，促进原料完全混合，使得活性区域遍布于整个消化区，比未搅拌反应器提高产气量20%左右。

224A/O曝气池经厌氧发酵后的产物即沼液，一部分可作为沼肥灌溉果园、林地，对于未能消纳部分可以通过A/O活性污泥处理工艺，有效降低废水中的COD、BOD、氨氮等污染物含量，减轻后续处理负荷。

225生物净化塘种植狐尾藻，利用其根系、茎叶吸收废水的污染物质，以期达到排放标准。

3废水处理效果分析

工程调试完成后，根据设计流量满负荷连续运行3个月，在各处理阶段出口取样，检测结果如表2所示。结果表明：废水污染物的去除主要依靠A/O曝气池和生物净化塘的生化处理，经两级处理的SS、COD、BOD、氨氮和总磷的去除率分别达9981%、9943%、9964%、9761%和9858%，最終水质即生物净化塘出水各项污染物均达到GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》的要求。

4固液分离猪粪渣栽培蘑菇

以牛粪栽培蘑菇产量为1052 kg·m-2，而以固液分离机分离的猪粪渣为原料栽培蘑菇产量为1249 kg·m-2，比对照增产197 kg·m-2，增产率达187%。利用猪粪渣代替牛粪生产蘑菇，其生产成本为2828元·m-2，比以牛粪栽培节约成本718元·m-2，总成本节约7180元，新增产值11820元，年增收节支总额19000元。

将固液分离技术收集的猪粪渣用以栽培蘑菇，与常规生产蘑菇产量接近，但由于猪粪渣再利用，可以变废为宝，避免资源浪费的同时降低蘑菇的生产成本，具有较大的经济与环境效益。以猪粪渣为原料栽培蘑菇，蘑菇产品总汞、镉、总砷、铅实测值低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2012）指标要求；其中二氧化硫未检出，符合《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2732-2014）指标要求。

5效益分析

该养猪场日产粪便污水120 t，猪粪渣堆肥发酵年可产有机肥800 t，厌氧发酵后沼液用于周边果园灌溉施肥，年均消纳沼液30万t，解决粪污达标排放处置问题，且年增产值174万元。固液分离后的猪粪渣栽培双孢蘑菇，年节省原材料成本约20万元。本项目有效解决了猪场生产过程中的污水处理问题，从根本上消除了对周边环境的污染影响，具有显著的经济和生态效益。

6结论

规模化养殖场采用机械清粪模式，实现粪污减量化，经过固液分离机前处理后，分离的猪粪渣可以用于堆肥生产有机肥或者作为蘑菇栽培原料，实现废弃物的资源化利用；而沼气池产生的沼液一部分通过周边耕地消纳，另一部分采用沼气发酵—A/O曝气—生物净化塘组合工艺处理，实现了污水的达标排放。该处理模式既实现了畜禽废弃物的资源化利用、降低环境污染，又带来一定的经济效益。该技术具有较好的适应性和推广性，对规模化养猪场粪污处理有一定的借鉴作用。

参考文献：

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[5]林代炎，翁伯琦固液分离机研制与应用效果[J]中国沼气，2007，25（1）：31-34

（责任编辑：刘新永）2018年第8期