奶牛场粪污处理模式探析
盘点养殖业的9种粪污处理方式

养殖业的9种粪污处理方式国家发展改革委员会会同农业部制定了《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作方案(2018-2020年)》,整合中央投资专项,重点支持畜牧大县整县推进畜禽粪污资源化利用。
全国畜牧总站组织征集畜禽粪污资源化利用典型技术模式,在全国共收集了29个省239种技术模式,经专家筛选评审,总结提炼出种养结合、清洁回用及达标排放3个方面9种畜禽粪污资源化利用主推技术模式。
一、种养结合1、粪污全量还田模式对养殖场产生的粪便、粪水和污水集中收集,全部进入氧化塘贮存,氧化塘分为敞开式和覆膜式两类,粪污通过氧化塘贮存进行无害化处理,在施肥季节进行农田利用。
主要优点:粪污收集、处理、贮存设施建设成本低,处理利用费用也较低;粪便、粪水和污水全量收集,养分利用率高。
主要不足:粪污贮存周期一般要达到半年以上,需要足够的土地建设氧化塘贮存设施;施肥期较集中,需配套专业化的搅拌设备、施肥机械、农田施用管网等;粪污长距离运输费用高,只能在一定范围内施用。
适用范围:适用于猪场水泡粪工艺或奶牛场的自动刮粪回冲工艺,粪污的总固体含量小于15;需要与粪污养分量相配套的农田。
2、粪便堆肥利用模式(包括条垛式、槽式、筒仓式、高(低)架发酵床、异位发酵床)以生猪、肉牛、蛋鸡、肉鸡和羊规模养殖场的固体粪便为主,经好氧堆肥无害化处理后,就地农田利用或生产有机肥。
主要优点:好氧发酵温度高,粪便无害化处理较彻底,发酵周期短;堆肥处理提高粪便的附加值。
主要不足:好氧堆肥过程易产生大量的臭气。
适用范围:适用于只有固体粪便、无污水产生的家禽养殖场或羊场等。
3、粪水肥料化利用模式养殖场产生的粪水经氧化塘处理储存后,在农田需肥和灌溉期间,将无害化处理的粪水与灌溉用水按照一定的比例混合,进行水肥一体化施用。
主要优点:粪水进行氧化塘无害化处理后,为农田提供有机肥水资源,解决粪水处理压力。
主要不足:要有一定容积的贮存设施,周边配套一定农田面积;需配套建设粪水输送管网或购置粪水运输车辆。
畜禽养殖粪污的处理及资源化利用

畜禽养殖粪污的处理及资源化利用作者:闫剑王力来源:《新农村》2018年第08期随着畜禽规模化养殖的发展,虽然很大程度上增加了养殖户的经济收入,促进了畜牧养殖产业发展。
但每天产生的大量粪污如果不经处理直接排放,将会对生态环境造成严重危害,同时还会威胁到人类生命健康和养殖产业健康可持续发展。
在全新历史时期,提高畜禽养殖废物的处理效率,积极实施资源化利用,对转变养殖模式,提高养殖效益,减少废物污染,减少动物疫病传播都有着很大帮助。
本文首先分析了畜禽养殖粪污的处理方法,然后论述了几种畜禽粪污资源化利用模式,以期对同行有所帮助。
1 畜禽养殖粪污处理现状规模化养殖场每天会产生大量粪便和污水,而这些粪便和污水,如果得不到有效的控制和管理,随便向外排放流入农田,河流渗入土壤以下,会对人们的生产生活造成严重危害。
近些年,随着畜禽养殖向着集约化方向发展,养殖规模增加的同时,畜禽粪污的产生量逐渐提高,高密度的粪便污水污染性更强,对环境造成的危害更为严重。
现阶段,由于国家关于畜禽养殖粪污垃圾管理和处理的政策法规不完善,使得很多养殖场出现无序管理局面,粪便、污水得不到妥善科学利用。
而很多养殖场缺乏粪便污水处理技术和相关污染物处理技术人员,传统处理模式虽然在一定程度上能够发挥一定作用,但整体效果不明显,使得大量畜禽粪便资源浪费。
由于养殖户过分重视养殖规模,忽视粪污处理,对周围生态环境造成严重破坏,导致畜禽粪便成为一个十分重要的污染源。
2 畜禽养殖粪污处理措施2.1 积极推广先进养殖技术,提高粪污管理技术水平通过广泛的调查研究,了解国内外先进废物处理技术和管理经验,并借鉴先进的粪污治理管理经验和本地区养殖现状,探索全新的粪污处理模式。
积极应用现代工程技术和生物技术,提高粪污管理效率和资源化利用水平。
在提高对粪便污水处理能力的同时,还能够有效降低其对环境造成的污染和破坏。
同时在实际工作中还要不断积累工作经验,及时发现畜禽粪污处理过程中存在的不足,并采取针对性措施改进,切实提高粪污管理水平和处理水平。
奶牛养殖废水处理方案

奶牛场养殖场废水处理项目技术方案目录1、总论 (2)1.1工程概述 (2)1.2公司简介 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。
2、工程设计基本要求 (2)2.1进出水水质及设计要求 (2)2.2设计依据 (3)2.3设计原则 (3)2.4、设计范围 (3)3、工艺流程选择及确定 (4)3.1、废水特性分析 (4)3.2、废水处理工艺的选择 (4)3.3、工艺流程 (5)4、工艺参数设计 (7)4.1、单元设计及设备选型 (7)4.2、劳动保护、安全防护 (11)4.3、环境保护 (11)5、工程投资估算 (12)6、服务承诺 (13)1、总论1.1工程概述奶牛场成立于2002年初,主要以高产奶牛养殖,有机生鲜牛奶的生产、销售为主,占地40亩,现奶牛存栏量300头,设计存栏量500头。
随着企业的不断发展,规模不断扩大,对周边土壤、空气和水体造成了严重污染,严重影响了企业形象和企业的进一步发展,企业认识到发展不能以牺牲环境为代价,为加快社会主义新农村建设。
2、工程设计基本要求2.1进出水水质及设计要求1、进水水量奶牛场现有奶牛300头,按照奶牛产生废水排放量150升/头·天计算,废水产生量为45吨/天,挤奶车间产生洗涤废水3吨/天,确定废水处理站建设处理规模宜为50吨/天。
2、进水水质设计污水处理系统进水水质数据如下:3、出水水质设计排水执行《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)表1标准,具体指标见下表:2.2设计依据1、《中华人民共和国环境保护法》2、《中华人民共和国水污染防治法》3、《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)4、《给水排水工程构筑结构设计规范》(GB50069-2002)5、《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)6、《给水排水设计手册》和《环境工程设计手册(水污染防治卷)》2.3设计原则1、严格执行环境保护有关法律法规,按规定的排放标准排放,即使处理后的污水各项指标达到或优于排放标准。
牧场粪污处理原则与工艺

牧场粪污处理原则与工艺刘俊峰蒙牛山西奶源部奶牛养殖业是畜禽养殖的重要组成部分,同样面临着环境保护的巨大压力。
当前,奶牛场发展方向是总的数量在减少,但是单个牧场的饲养规模却在不断扩大。
这在一定程度上也加大了粪污处理的压力。
粪污处理系统是整个牛场规划的重要组成部分,可以分为粪污的收集、运输、储存以及进一步的处理和加工。
牧场粪污综合治理是改善养殖环境、建设生态农业的重要组成部分。
科学规划、合理开发和综合利用牛场粪污资源,对于保护植被、减少水源污染、增强土壤肥力、遏制水土流失、减少常规能源消耗、减轻农业环境污染、减少化肥使用量等具有重要意义。
近年来,随着我国畜禽养殖规模化、集约化的快速发展,畜牧业生产水平得到明显提高。
这一方面保障了畜产品的供给,另一方面也促进了农村、农民的增收致富。
但是,随之而来的环境保护压力也引起越来越多的重视。
这集中体现在大量畜禽粪便、污水等废弃物得不到有效处理,无法进入循环利用环节,既造成资源的浪费又导致环境污染。
畜禽粪便污染日益严重,已经成为制约我国畜禽养殖业持续健康发展的主要因素。
一、粪污来源奶牛养殖场的粪污主要来源于两个方面,即动物自身的粪尿和清洗设备产生的废水和污水。
二、处理原则粪污处理首先应强调减量化原则,即通过养殖结构及开展清洁生产减少粪污产量。
如雨污分流、干湿分离、干清粪技术、提高消化率等。
资源化利用是粪污处理的核心内容,我们要改变固有的思想,因为畜禽粪便是一种有价值的资源,经过处理后可作为肥料、饲料、燃料等,具有很大的经济价值。
在畜禽资源资源化利用时,必须注意无害化问题。
因为畜禽粪便中含有大量病原体,会给人、畜带来潜在的危害。
故在利用前要进行无害化处理,使其在利用时不会对周围环境和家畜产生任何不良影响。
三、处理工艺一个牧场选用何种粪污处理工艺,要根据养殖场的养殖规模、粪污收集方式、当地的自然地理环境条件以及排水去向等因素确定。
而且还要充分考虑粪污的特殊性,在实现综合利用的情况下,优先选择运行成本低的处理工艺。
现代规模化奶牛场粪污处理总体解决方案

现代规模化奶牛场粪污处理总体解决方案2010-03-10 10:10:12 作者:niuye来源:淘牛网浏览次数:236 网友评论 0 条我们拜访客户的时候人人都问我这些问题:第一,如何使奶牛场群体妊娠率达到大于33%?第二,哪家奶牛场使用GEA设备确实赢利?第三,粪污处理整体解决方案?张廷青基伊埃韦斯伐里亚(上海)公司牧场高级顾问第一,如何用奶牛场群体妊娠率达到大于33%?如果妊娠率达到33%的话,时间就缩短了很多,这个工作就是使用2+1的办法,如果大家感兴趣,可以致电基伊埃韦斯伐里亚公司咨询一下。
第二,哪家奶牛场使用GEA的设备确实赢利?首先是浙江嘉兴东兴奶牛场。
这个奶牛场2000年1月18日建场,当时只有7头小牛,后来发展到227头,其中成母牛106头,当年利润192万元。
十年来我们为项目计划扶助1 0万元,最近两年良种补贴给予每头出生犊牛300-500元补助;原奶3.60元/公斤,细菌数大于2.9万/ML;SCC是41.5-63.7万/ML;脂肪是3.49-3.62%,蛋白质是2.94-3.04%。
这个牛场赢利的原因有:第一,投资合理,每头牛16800元左右,2453美元;我们调查了很多场投资不超过3万元。
第二,牛群质量高,单产都大于8.5吨,头胎产量是35公斤/日,接受现代奶牛群体遗传育种改良观念和手段。
第三,管理到位,犊牛留养率大于9 8%,胎衣不下小于3%,几乎没有真胃移位,主要精粗饲料和自配料均做质量检查,一年两次两病普查,按时注射疫苗。
第四,积极接受和使用高科技和GEA专业服务。
第五,充分利用和开发当地可以利用的一切饲料资源,例如竹叶、桑叶等等。
江苏昆山向阳奶牛场比浙江东兴做得还好,因为单产比较高,去年效益非常好。
下面我们进入主题:现代中国奶牛场粪污处理总体解决方案。
对奶牛场领军人物而言,应努力做到:对投资方负责,对员工负责,对牛群负责,对周边生态环境负责。
2009年哥本哈根会议有专家提出:每生产1公斤牛奶会产生1.35公斤二氧化碳,说明奶牛养殖业对全球温室效应有很大的影响。
奶牛粪便高效处理还田的研究与分析

·122·交 流 探 讨农业开发与装备 2017年第9期摘要:随奶牛养殖规模扩大,粪便污染问题成广大养殖户主普遍关心的热点话题。
以“奶牛粪便高效处理还田的研究与分析”为研究对象,研究目的:缓解排泄粪便给环境污染带来的压力,探索粪便高效利用新思路。
研究内容:奶牛粪便高效处理还田的基本原则、流程分析、优势分析。
结论:奶牛粪还田处理,有利于减少粪污对环境的污染,同时,作为高效的有机肥源,是现代农业的健康可持续发展大有裨益。
关键词:奶牛粪便;高效处理;还田1 前言对于散户养殖来说,奶牛饲养的数量相对有限,产生粪便的数量也相对较少,通过人工对于粪便的收集,在经过简单处理的基础上,直接还田是可行地。
但是,对于规模化的现代奶牛养殖场而言,饲养规模大,数量多,在收集后的处理是非常重要的,否则会影响到粪便还田后的实际效果。
由此可见,关于“奶牛粪便高效处理还田”的应用与分析显得尤为重要。
2 奶牛粪便高效处理还田的研究与分析2.1 奶牛粪便高效处理的基本原则2.1.1 减量化的基本原则。
减量化可以说是粪便处理的首要原则,具体来说就是通过对养殖结构的合理调整,有效降低奶牛粪便的产生量,可以从奶牛养殖的生产工艺着手实现粪便产生量的降低。
2.1.2 资源化的基本原则。
有效的资源化利用可以说是奶牛粪便处理最为核心的内容,粪便是一种富有价值的资源,如果处理得当的话,可以用作肥料或者是饲料、燃料等,经济价值是非常理想的,但是如果处理不合适的话,不仅仅不能够实现对资源的有效利用,同时还能够造成对环境的严重污染。
2.1.3 无害化的基本原则。
在对奶牛的粪便进行有效利用的时候,必须坚决秉承“无害化”的基本原则,在粪便中有大量的病原体,如果处理不得当,会带来严重的不良影响。
2.1.4 生态化的基本原则。
从物质的循环和能量的流动的角度出发,畜牧业的发展和种植业可以说是紧密向量的,以农养牧、以牧促农,可以说是生态系统的良性循环,有助于最终实现农业的可持续性发展。
奶牛场粪污产生量及性能参数测定
奶牛场粪污产生量及性能参数测定随着人口增加和城市化进程的加快,农业生产面临着巨大的环境压力,其中包括奶牛场粪便废弃物的管理问题。
因此,了解奶牛场粪便废弃物的产生量和性能参数对于制定科学合理的环境保护政策和管理措施具有重要意义。
一、奶牛场粪便废弃物的产生量产生的粪便废弃物的数量与奶牛场的规模、奶牛品种、饲养方式、饲养期间等因素有关。
一般来说,一头奶牛每天的粪尿产生量约为30-40升,其中粪便约为20升,尿液约为10-20升。
根据调查数据,奶牛场每头奶牛每年的粪尿产生量为6-8吨。
例如,一家拥有100头奶牛的奶牛场每年的粪便废弃物产生量将超过600吨。
1. 氮、磷、钾含量奶牛粪便废弃物中含有大量的氮、磷、钾等元素,是农业生产的有机肥料。
氮在粪便中的含量较高,常常是其它肥料的2倍以上;磷含量一般为2-5%,是磷肥的主要来源;钾一般为0.8-1.5%,含量也相当高。
因此,奶牛场粪便废弃物被广泛应用于农业生产中。
2. 湿度奶牛场粪便废弃物湿度较高,通常在80%-90%之间,湿度较高会导致粪便废弃物降解速度变慢,进一步影响其肥效。
因此,在使用过程中,需要注意控制其湿度。
3. pH值奶牛场粪便废弃物的pH值通常在6.5-7.5之间,这个范围属于中性或微酸性,有利于土壤微生物的繁殖,在使用过程中可以有效提高土壤的肥力。
4. 常见微生物奶牛粪便废弃物中含有大量的细菌、真菌、病毒等微生物,其中一些可以对人和动物造成伤害。
因此,在使用过程中一定要注意消毒和防护措施。
结论奶牛场的粪便废弃物是宝贵的有机肥料资源,可以帮助农业生产提高产能和肥效。
同时,粪便废弃物产生量庞大,如果管理不善,将对环境保护造成严重影响。
因此,在使用过程中必须注意控制其湿度,消毒、防护及其它管理措施,从而实现最大利用和环境保护的双重目的。
浅析加快畜禽粪污的有效处理与利用
浅析加快畜禽粪污的有效处理与利用随着中国现代畜禽养殖业的快速发展,养殖产生的畜禽粪污也成为了环境污染的主要来源之一。
畜禽粪污中含有大量的氮、磷等营养物质,如果得不到有效处理和利用,不仅会对周围的土壤和水质造成污染,还会浪费资源。
加快畜禽粪污的有效处理与利用已经成为了当下急需解决的环境问题之一。
一、畜禽粪污的有效处理方式1. 生物发酵处理生物发酵处理是一种利用微生物对畜禽粪污进行分解、腐熟的方法。
通过将畜禽粪污堆积起来,通过添加生物发酵剂和充足通气等条件,促进微生物的生长繁殖,进而将畜禽粪污中的有机物分解为稳定的有机质,从而减少氨气等有害气体的排放。
生物发酵处理后的畜禽粪污还可以作为有机肥料使用,减少了化肥的使用量,也有利于土壤的改良和保持。
生物气化技术是将畜禽粪污通过高温高压的条件下进行气化反应,产生可再生能源的一种处理方式。
通过生物气化技术处理后的畜禽粪污,可以产生生物质燃气、热能等,可以替代传统的煤炭等能源,从而减少化石能源的使用,同时也减少了对环境的污染。
3. 植物修复处理植物修复处理是通过植物的吸收作用,将畜禽粪污中的营养物质吸收并转化为植物组织的一种处理方式。
通过种植一些耐污染的植物,如柳树、榆树等,在畜禽粪污处进行植被覆盖,使得营养物质得到植物的吸收,从而减少了畜禽粪污对周围环境的影响。
1. 有机肥料生产畜禽粪污中含有丰富的有机物质,经过生物发酵处理后可以生产成有机肥料。
有机肥料中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,可以提高土壤的肥力,改善土壤结构,从而增加农作物的产量和品质。
2. 生物能源利用3. 循环农业利用将畜禽粪污作为农作物的有机肥料使用,可以形成循环农业的模式,不仅可以减少化肥的使用量,减少对土壤的污染,还可以提高土壤的肥力,增加农作物的产量。
1. 完善政策体系政府应加大对畜禽粪污处理与利用的政策支持力度,制定相关的法律法规,并逐步建立健全畜禽粪污处理与利用的监管体系。
2. 加强科技研发加大对畜禽粪污处理与利用技术的研发力度,推动新型处理与利用技术的突破,提高畜禽粪污的处理与利用效率。
新疆畜禽粪污资源化利用模式介绍
王爱芳/新疆天山畜牧生物育种有限公司 830002 罗勇/新疆豪子畜牧公司 150060 罗兰/新疆维吾尔自治区畜牧总站 830004 葛建军/新疆呼图壁种牛场有限公司 831203摘 要:牧业绿色发展的趋势和目标,其应用效果。
新疆维吾尔自治区2020年度畜禽粪污资源化利用率为88%,取得了长足进步,但仍、题。
鉴于此,本文整理适应新疆的两例畜禽粪污资源化利用案例模式—种养结合、集中处理模式,希望给予从事畜禽管部门借鉴,促进各地畜牧养殖行业的可持续高质量发展,以此更为有效推进新疆畜禽废弃物资源化利用工作。
粪污;资源化利用;模式;种养结合;集中处理推动绿色发展,减少污染排放,是党的十九大提出建设美丽中国的基本要求。
根据新疆《关于促进新疆畜牧业高质量发展的意见》(新政办发〔2020〕82号)要求,新疆畜牧业养殖要坚持推进绿色发展,重点抓好坚持畜牧业生态化发展、推进畜禽废弃物资源化利用、保障畜产品质量安全三项工作。
2020年新疆维吾尔自治区主要牲畜年末存栏5075.1万头(只),活禽5675.5万羽,但2020年新疆畜禽粪污产生量也达到2.44亿t,畜禽粪污综合利用率已达到88%,但目前新疆区域内畜禽养殖仍存在养殖规模化率低,散养水平仍然较高,同时存在粪污资源化利用基础设施不足、畜禽粪污资源化利用技术研究薄弱等问题,近年来新疆各地努力探索各种畜禽养殖资源化利用技术,总结发现种养结合模式与集中处理模式具有操作简便、推广易的特点,与新疆现有畜禽养殖结构匹配度较高。
因此本文着重介绍以下两种粪污资源化利用的案例。
1 种养结合模式1.1 概念 种养结合是将畜禽养殖产生的粪便、有机物作为生产加工有机肥的基础,为种植业提供有机肥来源,同时种植业生产的作物又能够给畜禽养殖提供饲草料来源的一种有机结合模式。
1.2 优点1.2.1 促进资源转化利用 一是养殖业可将农产品转化为价值量更高的畜产品;二是种植业生产的大量有机物质只有25%左右能被人类直接利用,其余75%可作为动物饲料,通过养殖业转化为畜产品;三是种植业加工后的副产品如糠麸、酒糟、粉渣等废弃物,可通过养殖业转化,提升其使用价值;四是家畜在将饲料有机物质的15%~30%转化为畜产品的同时,其余70%有机质作为粪尿被排泄出去,这部分有机质可通过处理后还田,为种植业利用,进而转化为农产品。
牛粪的处理方法
国内外牛粪生物质资源利用的现状与趋势袁立,王占哲,刘春龙近年来,随着奶牛养殖业规模化、集约化的迅速发展,奶牛场粪便集中排放造成的环境污染问题日益凸显。
2007年全国奶牛存栏量1 218.9万头,牛粪日排泄量高达20~30万t,尤其是规模化奶牛场,若缺乏有效处理手段,大量牛粪堆积容易造成严重的污染。
牛粪在造成对土壤、水源、大气污染的同时,大量堆放占用奶牛场自身有限的生产场区,影响了奶牛场正常的生产秩序。
随着对奶牛养殖小区及规模化新建奶牛场环保要求的提高,牛粪的出路及综合利用的研究迫在眉睫。
一、牛粪养分情况牛粪本身是一种很好的生物质资源。
同其他禽畜粪便一样,牛粪中也含有大量的矿物质元素(表1)和丰富的营养物质(表2)。
牛粪质地细密,含水较多,分解慢,发热量低,属迟效性肥料。
从养分含量来看,牛粪中的矿质元素和营养物质大部分含量均较其他畜禽粪便低,有机质含量与鸡粪相近,只有粗纤维、粗灰分以及无氮浸出物含量相对较高。
但其产量高,总量大,因此矿物质元素和营养物质总量也相对较多。
通过不同的处理技术和工艺,可生产出多种无害化、资源化、高效性的增值产品,在防治环境污染的同时也能获得良好的经济效益和社会效益。
二、牛粪生物质资源利用的现状牛粪作为生物质资源处理的目的是将其无害化、减量化与资源化,最大限度地满足环境的可接受性及经济上的可行性。
随着经济的发展和对环保要求的提高,目前,国内外处理畜禽粪便的方法很多,在生产中受到普遍欢迎的是那些投资少、运行成本低并能生产出高附加值产品的技术方法。
1、牛粪生物质资源饲料化利用牛粪作饲料是将其综合利用的途径之一。
由于牛粪各种养分含量丰富,经过适当处理后,可提高蛋白质的消化率和代谢能,同时还可杀死病原菌和改善适口性,可作为饲料来利用。
目前将牛粪饲料化的处理方法主要有干燥法、分解法和发酵法等。
①发酵法发酵法是在牛粪中加入某些微生物菌剂或酶制剂以及其他辅料,然后在适宜的温度下发酵,将所得产品用来喂猪、鸡、鱼等动物。
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奶牛场粪污处理模式探析2008-06-06 11:26:52 作者:sannong来源:北京中博农畜牧科技有限公司浏览次数:804 网友评论 0 条奶牛养殖专业化与规模化集中饲养方式,有利于提高饲养技术、防疫能力和管理水平,与传统方式即农户分散饲养相比,规模化饲养可大大提高生产效率和饲料转换率,降低生产成本,增加经济效益。
但奶牛规模化饲养也造成粪尿过度集中和冲洗水大量增加,给生态环境带来极大压力。
据国家环境保护总局对全国23个省(区)、市规模化畜禽养殖业污染状况调查表明,畜禽粪便产生量为工业固体废弃物产生量的2.4倍,畜禽粪便化学需氧量(C OD)远远超过我国工业废水和生活污水化学需氧量排放量之和[1]。
养牛业是养殖业的重要组成部分, 2003年我国大牲畜总头数为1. 550×108头,其中牛1. 347×108头,占到了86. 88%,许多地区迅速崛起的奶牛养殖业带来的污染已经或正在成为当地环境主要污染源,已引起政府、养殖场业主、污染治理研究和设计者的重视,相继开发了不同处理工艺,并建立了各式养殖废水处理工程,主要有还田模式、自然处理模式和工业化处理模式。
但不同的处理模式对于养殖规模、养殖场自然环境、经济条件等因素有着不同的适用性,如何选择合适的粪污处理模式,成为解决奶牛养殖污染的关键。
1 还田模式奶牛粪便污水还田作肥料为传统而经济有效的处置方法,可使奶牛粪尿不排往外界环境,达到污染物零排放。
既可有效处置污染物,又能将其中有用的营养成分循环于土壤-植物生态系统中,家庭分散户养牛粪便污水处理均采用该法。
该模式适用于远离城市、土地宽广且有足够农田消纳粪便污水的经济落后地区,特别是种植常年需施肥作物的地区,要求养殖场规模较小。
主要优点:1) 污染物零排放,最大限度实现资源化,可减少化肥施用量,提高土壤肥力;2) 是投资省,不耗能,毋需专人管理,运转费用低等。
主要问题:1) 需要大量土地利用粪便污水,例如近年来兴起的万头牛场至少需5—10万亩土地消纳粪便污水,故其受条件所限而适应性弱;2) 雨季及非用肥季节必须考虑粪便污水或沼液的出路;3) 存在着传播畜禽疾病和人畜共患病的危险;4) 不合理的施用方式或连续过量施用会导致NO-3、P及重金属沉积,成为地表水和地下水污染源之一;5) 恶臭以及降解过程所产生的氨、硫化氢等有害气体释放对大气环境构成污染威胁。
国内外现状:经济发达的美国约90%的养殖场采用还田方法处理畜禽废弃物。
鉴于畜禽粪尿污染的严重性和处理难度,英国和其他欧洲国家已开始改变饲养工艺,由水冲式清洗粪尿回归到传统的稻草或作物秸秆铺垫吸收粪尿,然后制肥还田。
日本曲径探寻10多年后,于20世纪70年代始又大力推广粪便污水还田。
说明还田模式仍有较强的生命力。
我国上海地区在治理畜禽养殖污染过程中,经过近10年的达标治理实践,又回到还田利用的综合处理模式中。
美国粪便污水还田前一般未经专门厌氧消化装置厌氧发酵,而是贮存一定时间后直接灌田。
由于担心传播畜禽疾病和人畜共患病,畜禽粪便废水经过生物处理之后再适度应用于农田已成为新趋势。
德国等欧洲国家则将畜禽粪便污水经过中温或高温厌氧消化后再进行还田利用,以达到杀灭寄生虫卵和病原菌的目的。
我国一般采用厌氧消化后再还田利用,可避免有机物浓度过高而引起的作物烂根和烧苗,同时经过厌氧发酵可回收能源CH4,减少温室气体排放,且能杀灭部分寄生虫卵和病原微生物。
国外对畜禽粪便污水还田利用的研究主要侧重于安全性评估以及减少风险的措施。
我国该方面研究则主要着眼于畜禽粪便污水厌氧消化液(沼液)的正面影响即改良土壤及增产效果,而对其副作用即长期施用所产生的危害尚未引起足够重视。
2 自然处理模式自然处理模式主要采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等自然处理系统对养殖场粪便污水进行处理。
该模式适用于距城市较远、气温较高且土地宽广有滩涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然处理系统、经济欠发达的地区,要求养殖场规模中等。
主要优点:1) 投资较省,能耗少,运行管理费用低;2) 污泥量少,不需要复杂的污泥处理系统;3) 地下式厌氧处理系统厌氧部分建于地下,基本无臭味;4) 便于管理,对周围环境影响小且无噪音;五是可回收能源CH4。
主要缺点:1) 土地占用量较大;2) 处理效果易受季节温度变化的影响;3) 建于地下的厌氧系统出泥困难,且维修不便;4) 有污染地下水的可能。
国内外现状:该模式在美国、澳大利亚和东南亚一些国家应用较多,且国外一般未经厌氧处理而直接进入氧化塘处理畜禽粪便污水,往往采用多级厌氧塘、兼性塘、好氧塘与水生植物塘,污水停留时间长(水力停留时间长达600d),占地面积大,多数情况下氧化塘只作为人工湿地的预处理单元。
欧洲及美国较多采用人工湿地处理畜禽养殖废水,美国自然资源保护服务组织(NRCS)编制了养殖废水处理指南,建议人工湿地生化需氧量(BOD5)负荷为73kg/hm 2·d,水力停留时间至少12d。
墨西哥湾项目(GMP)调查收集了68处共135个中试和生产规模的湿地处理系统约1300个运行数据,并建立了养殖废水湿地处理数据库,发现污染物平均去除效率生化需氧量(BOD5)为65%,总悬浮物53%,NH+4-N 48%,总N 42%,总P 42%。
人工湿地存在的主要问题是堵塞,而引起堵塞的主要原因是悬浮物,微生物生长的影响却很小。
避免堵塞的方法主要有加强预处理、交替进水和湿地床轮替休息,近年还发展了“潮汐流”以及反粒级(上大下小)等避免堵塞。
我国南方地区如江西、福建和广东等省也多应用自然处理模式,但大多采用厌氧预处理后再进入氧化塘进行处理,厌氧处理系统分地上式和地下式,氧化塘为多级塘串联。
我国在人工湿地处理养殖废水方面进行的一些实验研究和工程应用,主要着眼于植物筛选和处理效果的考察,而在氧化塘以及人工湿地处理养殖废水设计中,一般参照氧化塘或人工湿地处理其他污水的资料作为设计依据或者随意设计,但针对畜禽养殖废水,其氧化塘、人工湿地究竟需要多大面积,出水才能达到标准,季节温度变化对自然处理系统效果的影响等方面尚缺乏深入研究和规范可依。
3 工业化处理模式工业化处理模式包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好氧处理等不同处理组合系统。
对那些地处经济发达的大城市近郊、土地紧张且无足够农田消纳粪便污水或进行自然处理的规模较大养殖场,采用工业化处理模式净化处理畜禽粪便污水为宜。
主要优点:1) 占地少;2) 适应性广,不受地理位置限制;3) 季节温度变化的影响较小。
主要缺点:1) 投资大,每万头猪场粪便污水处理投资约120万~150万元;2) 能耗高,每处理1m3污水约耗电2~4kW·h;3) 运转费用高,每处理1m3污水需运转费2.0元左右;4) 机械设备多,维护管理量大;5) 需专门技术人员管理。
国内外现状:韩国、意大利和西班牙等国少部分养殖场应用该模式处理粪便污水,而日本则大量应用该模式,美国亦开始该模式的研究与应用;我国目前已有相当多的养殖场采用该模式处理粪便污水。
畜禽养殖粪便污水厌氧处理工艺通常有完全混合式厌氧反应器、厌氧滤池、厌氧挡板反应器、厌氧复合反应器、上流式厌氧污泥床和内循环厌氧反应器等。
畜禽养殖粪便污水含有高浓度的悬浮物和NH+4-N,影响了高效厌氧反应器的效率。
徐洁泉等对厌氧复合反应器、上流式厌氧污泥床和厌氧挡板反应器处理猪粪过筛液运行性能试验结果表明,几种反应器的运行指标基本一致,综合比较厌氧复合反应器略优于上流式厌氧污泥床,上流式厌氧污泥床略优于厌氧挡板反应器。
且温度对反应器性能的影响更大,发酵温度10℃段时化学需氧量负荷1.9~2.3g/L·d,装置平均产气率0.32~0.51L/L·d,化学需氧量平均去除率82.2%~91.0%;发酵温度15℃段时负荷化学需氧量2.5~2.6g/L·d,装置平均产气率0.57~0.59L/L·d;发酵温度25℃段时化学需氧量负荷5.5~5.7g/L·d,装置平均产气率1. 93~2.01L/L·d。
好氧工艺早期主要采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘、氧化沟和缺氧-好氧法等工艺,这些工艺处理养殖场废水脱N效果均差,其中缺氧-好氧法虽能取得较好脱N效果,但需要污泥回流和高比例混合液回流,一般还需加碱。
而采用间歇曝气处理猪场废水其有机物与N、P去除效果较好,此后以间隙曝气为特点的序批式反应器广泛应用于猪场废水处理中,且绝大多数获得较好有机物与N、P去除效果,并建立了规模生产试验装置。
由于养殖场废水系高浓度有机废水,采用好氧处理工艺直接进行处理则需对废水进行稀释,或采用很长的水力停留时间(一般6d以上,有的甚至长达16d),这都需建大型处理装置,投资大,能耗高,运行费用昂贵,如意大利某生产性序批式反应器处理猪场废水试验运行费用高达3欧元/m3。
高浓度有机废水采用厌氧-好氧联合处理工艺是公认的最经济方法。
目前采用厌氧-好氧工艺处理养殖场废水尚少见报道,且已有的厌氧-好氧工艺处理养殖场废水报道,其处理效果均很差,主要是好氧后处理对厌氧消化液污染物去除效果差。
Ng W.G.采用序批式反应器工艺处理猪场废水厌氧消化液其NH+4-N去除率仅68.7%。
徐洁泉等采用接触氧化法处理猪场废水厌氧消化液其出水化学需氧量>500mg/L, NH+4-N>200 mg/L。
Jung Jeng Su等采用序批式反应器工艺处理猪场废水厌氧消化液得出同样结果,总凯氏N去除率仅42.4%~71.1%,化学需氧量去除率仅10%~40%。
杨虹等试验发现间歇曝气处理猪场废水厌氧消化液其NH+4-N去除率<60%,出水中NH+4-N浓度为600mg/L左右,Liao C.M.等采用间歇曝气处理猪场废水厌氧消化液其总N去除率达30%,NH+4-N去除率为40%。
一些研究者针对厌氧消化液处理效果差的问题,研究提出改进方法一是加碱,改善了NH+4 -N去除效果,但对总N去除无效果。
二是加C源,主要添加葡萄糖、甲醇和乙酸,这些方法虽取得较好处理效果,但需增添装置投资,工作强度和运行费用亦大幅增加。
厌氧-加原水-间歇曝气(简称Anarwia工艺)是由我国研制开发的畜禽养殖污水处理新工艺,即将大部分畜禽养殖废水进行厌氧消化后,出水再与小部分未经厌氧消化的养殖废水混合,然后采用间歇曝气序批式反应器处理混合水,该Anarwia工艺处理效果与序批式反应器直接处理工艺相同,但其水力停留时间、工程投资、剩余污泥量、需氧量同比分别降低38.6%、11. 8%、16.4%和95.9%,并能回收沼气。
若不计沼气收益,Anarwia工艺处理费用比序批式反应器工艺低47.5%;若计沼气收益则Anarwia工艺处理费用仅有序批式反应器工艺的9.1%,说明Anarwia工艺颇具优势,并已成功应用于杭州灯塔养殖总场废水处理工程,且处理效果良好。