吳曉梅， 葉美鋒， 吳飛龍， 林代炎

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所， 福建 福州 350003)

1 工程概況

1.1 養(yǎng)殖場情況

福建省九龍江流域龍巖漳平某規(guī)?；i場目前存欄母豬550頭，年出欄商品豬5000頭。

1.2 廢水水量和水質(zhì)

養(yǎng)殖場采用干清糞和水沖洗方式進行豬舍衛(wèi)生清潔，每天運行20小時全場每日產(chǎn)生污水量(含養(yǎng)殖場工人生活污水)為200 m3。結(jié)合養(yǎng)殖場豬舍集中沖洗情況，設(shè)計平均流量為10 m3·h-1。

表1 養(yǎng)殖場污水水質(zhì) (mg·L-1)

1.3 監(jiān)測指標(biāo)及方法

2 處理工藝

2.1 工藝流程及說明

圖1 工藝流程圖

(1)前處理：利用粗格柵攔截大顆粒雜物，為后續(xù)處理降低負(fù)荷同時維護設(shè)備設(shè)施。污水經(jīng)管道輸送至集污池，通過集污池將污水儲存起來并使其均質(zhì)均量，以保證污水處理設(shè)備和設(shè)施的正常運行。

(2)固液分離：固液分離是養(yǎng)殖污水處理必不可少的環(huán)節(jié)，廢水經(jīng)固液分離后可以減輕后續(xù)的處理環(huán)節(jié)負(fù)擔(dān)，防止設(shè)備堵塞損壞。本項目選用60目振動篩擠壓式固液分離機[15]，其處理能力達15 m3·h-1，將糞污減量至少50%。該固液分離機具有污水處理效果穩(wěn)定、分離出的糞渣含水率為50%左右，可直接裝袋，集中運輸過程中不產(chǎn)生滲漏水，而且更有利于直接堆肥利用。

(3)完全混合式厭氧消化：養(yǎng)殖污水經(jīng)固液分離后進入?yún)捬跎锇l(fā)酵系統(tǒng)，本項目采用完全混合式工藝進行厭氧消化，在一個密閉罐體內(nèi)完成料液的發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣。在消化器內(nèi)安裝有攪拌裝置，使發(fā)酵原料與微生物處于完全混合狀態(tài)，提高池內(nèi)發(fā)酵效率和產(chǎn)氣率。該工藝一方面可去除廢水中大部分有機污染；另一方面產(chǎn)生的沼氣也是一種清潔能源，可用于發(fā)電，產(chǎn)生的沼液也可作為肥料還田利用。

(4)A/O曝氣池：采用兩級A/O曝氣處理，對有機物濃度高的廢水，去除率高。A段是厭氧段，主要用于脫氮除磷；O段是好氧段，主要用于去除水中的有機物。它除了可去除污水中的有機污染物外，還可同時去除氮、磷，對于高濃度有機廢水及難降解廢水，在好氧段前設(shè)置水解酸化段，可顯著提高廢水可生化性。

(5)氧化塘：在塘中種植水生植物狐尾藻，同時進行魚類養(yǎng)殖，形成人工生態(tài)系統(tǒng)，在太陽能(日光輻射提供能量)作為初始能量的推動下，通過塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉(zhuǎn)化，最后不僅去除了污染物，而且以水生植物和水產(chǎn)、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用，使污水處理與利用結(jié)合起來，實現(xiàn)污水處理資源化[16]。狐尾藻根系具有較強的泌氧作用，可以改善水體環(huán)境，狐尾藻凈化水體的同時促進自身生長量的增加，收獲時可以作為青飼料供養(yǎng)殖場生豬、塘中魚類食用[17]。

(6)豬糞渣堆肥：采用本團隊研制的堆肥發(fā)酵塔進行豬糞渣堆肥發(fā)酵。堆肥物料由塔頂進入塔內(nèi)，在塔內(nèi)堆肥物通過翻轉(zhuǎn)隔層板，使堆料一層一層自上而下每天降一層，起到翻料供氧作用。一個發(fā)酵塔可根據(jù)需要，分5～6層。一般經(jīng)過5～8天的好氧發(fā)酵，堆肥物即由塔頂移動至塔底而完成一次發(fā)酵。立式堆肥發(fā)酵塔為半密閉結(jié)構(gòu)，塔邊留有通氣管，塔內(nèi)溫度分布從上層到下層逐漸升高。

2.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

該處理工藝設(shè)計的主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)如表2所示。

表2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

3 運行效果

3.1 糞便污水處理結(jié)果

表3 監(jiān)測點水質(zhì) (mg·L-1)

3.2 豬糞渣堆肥結(jié)果

對豬糞渣進入堆肥發(fā)酵塔堆肥前后的理化性質(zhì)進行測定，具體結(jié)果見表4。檢測結(jié)果表明，堆肥后豬糞渣的含水率下降了5.9%，全氮含量增加了0.79%，全磷含量增加了1.19%，全鉀含量增加了0.20%，而pH值則下降了0.5，有機質(zhì)增加了4.4%。通過發(fā)酵塔發(fā)酵后，除水分含量外，總養(yǎng)分、有機質(zhì)和pH值等指標(biāo)均達到了《有機肥標(biāo)準(zhǔn)》(NY525-2012)[19]。

表4 發(fā)酵塔豬糞渣堆肥前后理化性質(zhì)變化表 (%)

4 效益分析

該豬場日產(chǎn)糞便污水200 m3，項目設(shè)施設(shè)備投資100萬元，該工藝日處理耗電量60度，按每度1元計，則所需電費60元；另外，運行過程還需1個人看管，工人工資以100元·d-1計，則日總運行費用為160元，每噸污水處理需0.8元·d-1。

因豬場周邊沒有果園田地，沼液主要通過沉淀池,A/O曝氣池，氧化塘等工藝處理實現(xiàn)達標(biāo)排放，對于處理后的污水也可以將中水回用部分用于豬舍清洗、周邊綠地澆灌等，以每日中水回用率40%計算，每日回用80噸，每噸按照2元 (商業(yè)用水)計，則每日可節(jié)約水費160元。產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電，滿足養(yǎng)殖場日常的生產(chǎn)生活用電，日可節(jié)約電費60元，則日可共節(jié)約費用220元，每噸污水處理可節(jié)約費用1.1元。與養(yǎng)殖場糞污處理系統(tǒng)改造前相比，年可節(jié)約運行支出10萬元。

經(jīng)糞便廢水經(jīng)固液分離后的豬糞渣堆肥發(fā)酵年可產(chǎn)有機肥900噸，按照每噸有機肥500元計，則可為養(yǎng)殖場增收45萬元·年-1，扣除人工、生產(chǎn)等費用，每年有機肥凈收入為30萬元。本項目實施后，年可節(jié)約環(huán)保處理費用10萬元、年新增產(chǎn)值30萬元，新增利稅40萬元，并有效解決豬場生產(chǎn)過程中的糞污排放問題，降低了環(huán)境污染風(fēng)險，因此具有顯著的經(jīng)濟環(huán)境效益。

5 結(jié)論