第七章 粪污处理终稿Word文档格式.docx

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对畜禽养殖产生的废弃物找出出路也就是综合利用是污染治理的关键。

“世界上真正的废弃物是没有的，而我们现实中所指的废弃物实质上是放错地方的资源，我们搞废物利用，实际上是把放错位置的资源重新利用好”。

畜禽粪便同工业污染源产生的废弃物不同，其含有农作物所必需的氮、磷、钾等多种营养成分，处理得当可转化为宝贵的资源。

资源化的主要途径是与农、果、菜、鱼结合加以综合利用，堆肥后的活性有机肥还田或出售；

生物处理后的污水用于农田、绿地的灌溉或养鱼，亦可将污水净化、消毒后用于冲洗畜禽舍等，节约畜禽场用水量。

不仅减轻了对环境的污染，而且利用了资源，可以减轻一部分治理成本，取得经济和环境双重效益。

（2）总量化控制原则

因为农田消纳粪便和污水季节性强，而且受运输距离的影响，因此要考虑土壤的承载力，控制畜禽养殖数量，以土地数量确定养殖规模，不能片面追求集约化和“基地化”，否则畜禽粪便在一定区域内会因过剩造成污染。

合理规划、科学布局也是体现总量化控制原则，如由于耕地面积减少，北京市肉鸡养殖业由平原向山区转移，奶牛养殖业由近郊向远郊和外省市转移，上海市养殖业向江苏等地转移，而且根据当地的耕地面积确定饲养规模。

（3）减量化生产原则

对养殖场的粪便污水治理，应该改变过去的末端治理模式，从生产工艺上进行改进。

水冲式清粪工艺、水泡粪清粪工艺耗水量大，并且排出的污水和粪尿混合在一起，给后续处理带来很大困难，增加了处理难度。

减量化的主要措施是采用粪便和尿、水分离的“干清粪”工艺，并及时清运和冲洗，尽可能缩短粪便在畜禽舍中停留时间；

减少污水量，使干粪与尿污水分流，最大限度保存粪的肥效，减少污水中污染物的浓度。

鉴于我国劳动力多，水资源缺乏的现实，新建和部分现有的集约化畜禽场，改用人工清粪为主，水冲为辅的清粪方式是从污染源头抓起，是减少污染程度的有力措施。

据有关调查，一些猪场采用此措施后，一条万头规模的猪场每日排污量可降低到50～60m3，与全冲洗清粪方式相比，排污量减少近2/3，有机物含量减少约1/3。

同时改进饮水系统、增加防漏装置，避免饮、漏水与粪便的混合。

此外，采用雨污分流的排水系统，合理的饲料配方（理想蛋白质体系、减少粪便和恶臭的添加剂及微生物制剂、控制重金属和微量元素及其它有害物质等）等。

从经济效益角度看，有些畜禽场出售鲜粪或有机肥，足够承担饲养人员的工资等费用，或者弥补污水处理的投入，减轻制污的压力，实际上也是提高了经济效益。

而水冲式清粪工艺和水泡粪清粪工艺投资大，而且采用固液分离后的干物质肥效已经大大降低。

投入远远高出产出。

（4）生态化原则

畜禽养殖业是农业的重要组成部分，养殖业的发展离不开种植业，种植业为养殖业提供饲料，养殖业为种植业提供充足的有机肥料。

大量使用化肥不仅使土壤板结，土质逐年下降，而且也使畜禽粪便失去了应用的出路，使其从“利”变成了“害”，发生了质的变化。

种植业使用有机肥是培育绿色、有机食品的必备条件，而绿色、有机食品又是倍受消费者青睐的朝阳产业，因此种植业与养殖业结合是农牧种养平衡一体化发展理想途径。

在生态、经济、社会三大系统之间，生态系统的平衡是首位的，必须把经济、社会的协调发展，扩大到经济、社会与生态环境的协调发展，促进人类与自然的相互和谐发展。

（5）无害化处理原则

因为粪污中含有大量的病原体，会给人类带来潜在的危害，因此在利用过程中要对粪污进行消毒、灭菌处理，保障人民身体健康，以免造成不良影响。

无害化处理的目标是：

固体粪污进行高温堆肥或用作培养料，达到《畜禽养殖场污染物排放标准》；

污水进行厌氧（酸化或制沼气）、好氧（生物氧化塘、曝气、生物膜等）综合处理系统，达到《农田灌溉水质标准》加以利用（要达到《渔业水质标准》技术难度和投资较大），或排放标准达到《畜禽养殖场污染物排放标准》而排放。

（6）低廉化治理原则

市场经济是由经济效益来体现的。

与很多行业相比，畜禽养殖业毕竟属于微利行业，但又是农民增收致富的一种主要产业，治理成本太高会加重畜禽养殖业的负担，因此必须选择技术上可行、经济上合理的措施。

养殖业者的首要目标是环境治理，其次才谈得上经济效益，过分地强调环境治理的经济效益是不现实的。

（7）因地制宜原则

我国地域辽阔，不同地区经济发展水平不同、气候条件千差万别、畜禽养殖种类和规模不同、土地资源也不相同，没有哪一种处理模式能在适用于全国。

因此必须结合当地实际情况，选择技术上可行、投资少、运行费用低的最佳处理模式。

各级政府充应充分认识畜禽养殖污染防治的重要性、紧迫性，制订包括畜禽养殖污染防治内容的农业面源污染防治规划，发挥综合治理的整体效益。

要坚持政府主导、社会参与，并把市场机制与政府干预有机结合起来，协调好保护区、治理区、受益区的利益关系。

在具体工作中，应当实行综合利用优先，资源化、无害化和减量化的原则；

建议分步实施，由浅入深，优先解决重点地区、环境敏感区域的畜禽养殖污染问题；

在管理上、技术上以及工程措施上逐步深化畜禽养殖污染防治工作。

按《集约化养猪场建设标准》和《集约化养鸡场建设标准》中的投资构成看，环境治理投资一般不会超过建场总投资的10%。

只要环境治理工艺选择得当，加上出售粪便的利润，整体运行费用也是养殖业者可以承受的。

本章节内容主要包括粪便处理和污水处理两个方面。

第三节粪便处理

一粪便产生量、特点及处理要求

畜禽场粪便的产生量因其品种、生长期、饲料、管理水平、气候等原因，不同的资料给出的排泄量差别较大，含水率则差别更大。

表7-1中为主要饲养的畜禽的排泄量，供参考。

不同的畜禽场最好根据实际情况，以实际测量为准。

表7-1畜禽场粪便排泄量估算表

序号

类别

日排粪量

（kg/头、只）

1

公猪

2.0～3.0

12

后备鸡（0～140日龄）

0.072

2

空怀母猪

2.0～2.5

13

产蛋鸡

0.125～0.135

3

哺乳母猪

2.5～4.2

14

肉仔鸡

0.105

4

断奶仔猪

0.7

15

泌乳奶牛（28月龄以上）

30～50

5

后备猪

2.1～2.8

16

青年奶牛（9-28月龄）

20～35

6

生长猪

1.3

17

育成奶牛（7-18月龄）

10～20

7

育肥猪

2.2

18

犊牛（0-6月龄）

3～7

8

羊

19

24月龄以上肉牛

20～25

9

肉鸭

0.1

20

24月龄以下肉牛

15～20

10

种鸭

0.17

21

驴、马、骡子

11

兔

0.15

22

畜禽粪便按含水率划分为固态（含水率<

70%）、半固态（含水率70%～80%），半液态（含水率80%～90%）、液态（含水率>

90%）。

清粪工艺对畜禽粪便的含水率影响甚大，畜禽场采用水冲粪工艺和水泡粪工艺，粪便含水率大95%以上（如果不采取固液分离，处理技术难度大，投资高，谈不上粪便处理），采用干清粪工艺，粪便含水率一般在70%～85%。

有些畜禽场由于饮水器漏水则粪便含水率高达85%以上，蛋鸡采用重叠式笼养和高床饲养产生的粪便含水率则低一些，肉鸡采用垫料平养，肉鸡出栏时垫料与粪便混合后含水率已经很低。

表7-2为按经验估算粪便含水率的示意图，供参考。

表7-2用经验估算粪便含水率时的示意图

含水率

80%水分

50%水分

30%水分

示意图

特征

太粘、粘手

可以捏成团

太松散、捏不成团

《畜禽养殖场污染物排放标准》规定畜禽养殖场不允许把粪便倾倒入地表水和其他环境中，必须设置能防止粪液渗漏和溢流的粪便固定储存设施，粪便无害化处理后应达到表7-3中规定的指标。

也可以参照《粪便无害化卫生标准》（GB7959一87）中的规定指标。

表7-3畜禽养殖业粪便无害化环境标准

控制项目

指标

蛔虫卵

死亡率≥95％

粪大肠菌群数

≤10000个／kg

二粪便处理模式

常见的处理有干燥处理方式、堆肥处理方式、沼气发酵方式。

此外还有蚯蚓生物反应器技术、微波干燥设备、气流干燥设备、热喷处理等方法，但这些技术在国内只进行了部分研究和试点，效果有待进一步观察，目前还没有规模化推广，本节主要介绍几种得到推广应用的模式。

1干燥处理

干燥处理是利用热能、太阳能等能源，对畜禽粪便进行脱水、灭菌处理，最后变为有机肥。

适合规模化畜禽场的是高湿物料烘干机组，该机是将含水60%左右的畜禽粪便经过高温烘干、消毒灭菌、分解等工序烘干为含水分13%以下，作为产品直接销售，见图7-1，技术参数见表7-4。

工作原理：

以高效燃烧炉产生的洁净烟道气为烘干介质，将高湿物料由进料螺旋入滚筒破碎干燥器中，物料由回转筒内的抄板抄起到一定高度后落下，与中心轴

图7-1高湿物料烘干机组

上的旋转的破碎装置相碰，被击散的物料与前级气流烘干后排出的尾气补充部分高温烟道气后充分接触，使物料脱水干燥，物料运行到滚筒未端排出，最后的废气在引风机的作用下经旋风除尘器后排出，排出的物料由螺旋加料机加入到气流干燥机内，和高温烘干介质接触进一步干燥，后由旋风分离器分离，物料进入料仓进行打包，分离的尾气进入滚筒烘干机进行烘干。

优点：

生产量大，速度快，不受季节、气候的影响，可以全年连续性生产，占地面积小，适于工厂化生产；

缺点：

（1）烘干产生尾气对空气产生二次污染，烘干过程中散发出的臭味，使周边几公里远的居民难已忍受，引发了不少民事纠纷和群众性意见。

（2）生产过程中能耗高，（3）产品浸水后仍有臭味和二次发酵。

20世纪90年代曾经普遍推广，但是现在一些省（市）已明令禁止烘干模式，其现在主要应用于酒糟、药渣等高湿物料的处理。

因发酵方式处理后的粪便含水率在20%～30%，还不利于储存和长途运输，该模式如果和发酵相结合，解决尾气达标排放，应该还是有生命力的。

表7-4高湿物料烘干机组技术参数

型号

处理能力

（kg/h）

装机容量

（kW）

耗煤量

（kg/h）

产品含水率

（%）

产品粒径

厂房面积

（m2）

JH250

250

<

60

3mm左右

JH500

500

100

JH1000

1000

30

120

120

JH2000

2000

45

240k

150

2堆肥处理

基本原理：

属于好氧发酵，利用好氧微生物将复杂的有机物分解为稳定的腐殖质，同时产生热能，粪便内部温度逐渐升高，达到60～70℃高温并且能够持续数天，不仅降低水分，同时杀灭其中的有害病原微生物、寄生虫、虫卵和杂草种子等，腐熟后的物料不再有臭味，易于被作物吸收，整个过程根据工艺不同持续从几十天到几个月，最终完成从粪到肥的转变过程。

图7-2为堆肥基本过程。

畜禽粪便进行堆肥发酵应具备的基本条件：

（1）碳氮比（C/N）：

微生物在新陈代谢获得能量和合成细胞的过程中，需要消耗一定量的碳和氮，一般认为，堆肥C/N比为25～35最佳，而畜禽粪便的碳氮比较低，鸡粪为7.9～10.7，猪粪为7.1～13.2，牛粪为15.2～21.5，因此在堆肥前应掺入一定量的锯末、碎稻草、秸杆等调理剂，同时起到调节水分和使粪便疏松利于通气的作用。

锯末碳氮比为500左右，稻草为50左右，麦秸为60左右。

（2）含水率：

适宜含水率与堆料的有机质含量有关，一般含水率在45%～60%为宜。

当含水率低于30%以下时，微生物分解过程就会受到抑制，当含水率高于70%以下时，通气性差，好氧微生物的活动会受到抑制，厌氧微生物的活动加强，产生臭气。

（3）温度：

堆肥最高温度可达75℃左右，一般认为，堆肥温度保持在55～65℃为好，可通过调整通风量来控制温度。

（4）通风供氧：

微生物的活动与氧含量密切相关，供氧量的多少影响堆肥速度和质量。

堆肥中常用斗式装载机、发酵槽的搅拌机构等设备翻动来实现通风供氧，也可通过鼓风机实行强制通风。

（5）pH值：

堆肥中pH值随时间和温度而变化，可作为有机质分解状况的标志。

（6）接种剂：

加入接种剂可以加快发酵速度，自20世纪90年代中期起，国外某些微生物发酵菌剂产品（如EM、酵素菌、TM等）及应用技术进入我国。

近几年来湖北、北京、上海等地相继开展有机肥生物发酵菌株选育、生产工艺和肥效等研究工作，并在堆肥过程的控制参数、配套机械装置应用及堆肥产品的腐熟指标研究等方面获得大量试验资料，部分研究结果开始生产试用。

以下为几种市场化运作的处理形式，基本原理相同，只是自动化程度、投资及处理能力不同，适用对象也有所区别。

（1）直接堆肥

传统的堆肥方式是将畜禽粪便堆成长条形，长10～15m，宽2～4米，高1.5～2m，在气温20℃左右约需腐熟15～20d，其间需翻堆1~2次，以供氧、散热和使发酵均匀，此后需静置堆放2～3个月即可完全腐熟。

为加快发酵速度，可在垛内埋秸秆柬或垛底铺设通风管，在堆垛后的前20天因经常通风，则不必翻垛，温度可升至60℃，此后在自然温度下堆放2~3个月即可完全腐熟（见图7-3）。

这种方法成本低、处理周期长，占地面积大，受天气影响大，生产成本低。

比较适合于小型畜禽场使用，中型畜禽场如果采用此种方式，翻堆的工作量大。

为防止污染土壤，堆肥场应做防渗处理和防雨棚。

1.表层为已腐熟的堆肥2.畜粪及调理剂3.打孔的通气管4.鼓风机

（a）无通气翻堆条垛（b）通气式条垛

图7-3直接堆肥示意图

（2）发酵槽堆肥

发酵槽堆肥基本由四部分组成：

发酵槽、搅拌机构、通气装置和发酵大棚（车间）。

使用通气装置可以加快发酵速度，但是耗电量大，有些发酵槽堆肥不用通气装置，只通过搅拌来提供氧气。

发酵槽的形式有跑道形、直线形、圆形，目前市场上大部分为直线形，长40～50m，为了提高设备利用率，提高处理量，大都采用并联式发酵槽，一般为2～4个槽，最多可达6个槽，共用1套搅拌机构，用1台移行车实现搅拌机构在槽与槽之间的移动。

在堆肥过程中，搅拌机构在发酵槽的轨道上移动，从粪便的入口端移到出口端，把粪便完整地搅拌一遍，同时把粪便向出口端推移一定距离，再从出口端返回，如此周而复始，最终完成发酵过程。

为了充分利用太阳能，发酵大棚（车间）覆盖材料用玻璃钢、阳光板、塑料薄膜，白天阳光充足时，放置于大棚内的物料相当于蓄能剂，吸收大量太阳能，夜晚温度降低时热量缓慢释放。

在东北等寒冷地区利用太阳能难以达到发酵所需的温度时，发酵大棚内需要增加供暖设备进行局部加温。

发酵槽做成半地下式也有利与冬季保温。

发酵槽堆肥基本工艺流程见图7-4。

根据搅拌原理和设备特点，主要分3类：

（1）深槽发酵搅拌机（见图7-5）

该设备由行走车、搅拌车、螺旋搅拌器、液压系统、自动控制系统等部分组成，行走车放置在发酵槽轨道上，可以沿轨道纵向移动，搅拌车放置在行走车的横向轨道上，可以沿轨道横向移动，螺旋搅拌器悬挂在搅拌车上，有一对可垂直升降且相向旋转的搅拌螺旋，螺旋搅拌器既可以随着搅拌车横向移动，又可以随着行走车纵向移动，液压系统提供行走车纵向移动、搅拌车横向移动及螺旋搅拌器垂直升降所需动力，自动控制系统可以控制设备的工作间隔时间、行走车和搅拌车的移动速度及螺旋搅拌器的倾斜角度等。

图7-5深槽发酵搅拌机

该设备的螺旋搅拌器具有三个功能：

一是将料层底部的物料搅拌翻起并沿螺旋倾斜方向向后抛洒，使物料在运动过程中与空气充分接触，为物料充分发酵补充所需的氧气；

二是翻动物料时，可加速发酵热量蒸发的水分快速挥发；

三是可将物料从进料端逐渐向出料端输送。

表7-5为深槽发酵搅拌机技术参数。

表7-5深槽发酵搅拌机主要经济技术参数

发酵槽尺寸

（m）

占地面积

年产有机肥

（t）

FG6000

20.5

60×

6×

1.8

520

3000

FG8000

28

8×

650

4000

FG12000

35.5

12×

950

6000

主要特点

1．发酵料层深达1.5～1.6m，处理量大，适应有机肥产业化的要求；

2．物料含水率调节至50％～60％，发酵最高温度可达70℃左右；

3．发酵干燥周期30～40d左右，产品含水率为30％～25％；

4．发酵彻底，产品达到无害化要求，无明显臭味；

5．设备自动化程度高，可实现全程智能操作；

6．设备使用寿命长，易损件少，更换方便；

7．节省能源，生产成本低；

8．备有加温、补气设施，不受天气影响，可实现一年四季连续生产；

9．发酵过程中喷洒助酵除臭剂，废气达到国家环保二级排放标准。

（2）浅槽发酵搅拌机（见图7-6）

图7-6浅槽发酵搅拌机和移行车

发酵槽一般为0.8m左右，搅拌设备类似于农业上用的旋耕机，

优点是：

被处理粪便的水分含量可高一些。

缺点是：

受搅拌机设计原理的限制；

肥料堆层不能过高，一般为0.6m左右，占地面积大且时间长，因此处理能力小；

北方地区冬季必须进行外部加温，否则难以维持连续生产。

（3）行走式自动翻堆机（见图7-7）

图7-7并列式发酵槽和单列式发酵槽

本装置采用传送带状的翻堆结构与自动行走系统，翻堆时渐渐地挖掘堆积物并送至机器后面来实现翻堆。

因对堆积物从下往上挖掘并送至较长的距离，从深度和跨度上彻底搅拌，作到重新堆制，搅拌效果好，效率高，翻堆和输送同时完成，并机器边行走边翻堆自动完成全部工作过程，实现流水式有机肥生产。

因翻堆是靠从下往上的逐步挖掘来完成，对堆积物无选择，适应性广，适用于利用畜禽粪便、作物秸秆、农产品加工副料、生活垃圾等生产有机肥。

整套机器结构简单、加工容易、耗能少，成本低。

每条生产线一般由4条发酵槽和配套机械组成，设计的标准规格为日处理量30m3，日出肥10～15t。

搅拌机、翻堆机、粉碎机和筛分机组成机械处理系统。

每个生产线年产4～5千吨有机肥。

（3）高效生物发酵塔堆肥

发酵塔（见图7-8）一般为6层，顶层放新鲜粪便，底层为腐熟后的粪便，通过翻板翻动使物料逐层下移，每天向下移动1层，在移动过程中完成发酵过程，6d后粪便到达底层，完成由粪便向肥料的转变过程，该成套设备可以用来处理畜禽粪便、有机垃圾等，达到快速除臭、干燥、无害化的目的，处理周期5～7d。

电耗为5～8度/t鲜料，煤耗为10～20kg标煤/吨鲜料。

图7-9为发酵塔工艺流程图。

表7-6为发酵塔技术参数。

其主要特点：

发酵设备经久耐用，连续进料、连续出料。

采用耐腐蚀材料制作，使用寿命8～15年；

可连续进料和出料，符合养殖场每天出粪及成品车间全天候生产的要求。

发酵速度快，能耗低。

塔式分层好氧发酵，通气性好，发酵热利用充分，发酵周期5～7d。

水分散失条件好，不需人工翻堆和另设烘干系统，基本不耗电，综合能耗低。

生产环境好，自动化程度高。

不受气候影响，全天候运行；

充分利用窨，占地面积小，自动化程度高。