图表农村污染现状及治理对策Word格式.docx
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3.08
3.41
5.88
9.0
5.0
1.43
0.52
4.63
4.10
0.80
2.60
7.5
1.96
14.0
鸡粪
45.0
47.87
4.78
5.37
9.84
鸭粪
46.3
30.0
6.20
11.00
每头(只)畜禽每年排泄粪便中污染物含量
牛(kg/a)
猪(kg/a)
羊粪
(kg/a)
家禽类
226.3
21.90
20.70
5.91
4.40
1.165
179.07
14.60
22.70
3.28
2.70
1.015
12.48
12.67
1.23
0.84
0.57
0.125
8.61
1.46
1.36
0.34
0.45
0.115
31.90
29.20
2.34
2.17
2.28
0.275
化学需氧量(COD)
生化需氧量
TP总磷
TN总氮
畜禽养殖场粪污成分
指标
单位
猪场
牛场
生活污水
pH值
7.5~8.1
7.2
8.1
SS
mg/L
1500~12000
19000~60000
211.8
透明度
Cm
0.7~1.0(1:
10)
2.0~2.5(1:
5)
BOD5
2000~6000
3000~8000
66.7
CODcr
5000~10000
6000~25000
320.1
氯化物
100~150
37.1
氨氮
100~600
300~1400
亚硝酸盐
硝酸盐
1.0~2.0
细菌总数
个/L
100000~10000000
10000000
1600000
蛔虫总数
5.0~7.0
10~20
主要禽类粪便中的肥料成分含量(百分比)
种类
水分
有机物
氮(N)
磷(P2O5)
钾(K2O)
82.0
16.0
0.6
0.50
94.0
2.5
0.4
0.05
1.00
80.6
18.0
0.31
0.21
92.6
3.1
1.10
0.10
1.50
50.0
25.5
1.63
0.54
0.85
56.6
26.2
1.40
0.62
烘干鸡粪肥料成分含量
有机质
氮
磷
钾
含量(百分比)
50-60
2.5-4.5
3-5
0.8-1.6
鸡粪对作物产量的影响
番茄
黄瓜
甜瓜
1990
1991
5238
7346
2780
4952
1080
蛭石肥
5148
2038
2592
4104
918
营养液
3447
5395
1656
畜禽养殖业对环境的危害
污染类别
影响
后果
恶臭污染
NH3、H2S、CH4、N2、甲醇
产生恶臭、产生温室气体,危害动植物生长与人体健康;
产生温室效益
水体氮、磷污染
氮、磷
产生水体富营养化,危害水生生物、污染地下水
矿物质污染
钙、铜、锌、锰、钴、碘等
污染水体及土壤,危害人体健康
重金属污染
砷、汞、硒等
污染水体及土壤,危害人体健康
兽药残留污染
抗菌素、激素
污染食品、毒害人体
微生物污染
炭疽、禽流感、五号病、布氏杆菌病、结核病等
传播人需共患传染病
其他污染
畜禽尸体、死胚和蛋壳、此料加工厂产生的粉尘、燃烧废弃物和畜禽尸体所散布出来的烟尘……
传播疾病、污染大气
烘干鸡粪中氨基酸的含量(占干物质的百分比)
赖氨酸
组氨酸
精氨酸
苏氨酸
丝氨酸
谷氨酸
异亮
氨酸
天冬
苯丙
0.24
0.59
0.58
0.66
1.68
1.15
0.49
丙氨酸
胱氨酸
蛋氨酸
脯氨酸
亮氨酸
酪氨酸
甘氨酸
总含量
0.68
0.33
0.18
0.78
0.44
1.66
12.15
猪、牛粪便的营养成分(占干物质的百分比)
干物质
粗蛋白
粗纤维
钙
灰分
总消化养分
猪粪
90
19
17
3.5
45
干牛粪
95
38
0.7
9
鲜牛粪
20
16
37
11
46
烘干鸡粪营养成分分析结果(百分比)
处理
粗脂肪
粗灰分
方法1
21.61
3.14
14.43
7.37
4.66
1.27
18.66
方法2
30.32
4.82
10.62
4.86
10.01
2.46
38.64
方法1:
鸡粪经离心脱水后粪渣先晒干,然后经80度,3小时烘干。
方法2:
新鲜鸡粪先自然晒干,然后再经80度,6小时烘干。
影响堆肥过程的主要参数
堆料
调理剂和膨胀剂
含水量
/%
通气状况
温度/度
初始
C/N
C/P
PH
有机废物
一定孔隙率及强度
45-65
O2的含量为气体体积的15%-20%
25-30
75-150
5.5-8.0
不同通风控制方式的比较
Beltsville
控制方式
Rutgers
O2含量的控制方式
堆肥装置过程
控制目标
强制通风静态垛
维持O2体积分数5%—15%
强制通风静态
控制最高温度为60度
密闭式反应器
保持O2体积分数15%—20%
堆肥时间
长
短
中
风机控制
整个过程定时控制
开始时定时控制,随后温度控制
O2含量控制
能耗
一般,5.48W/t湿污泥
须满足散热时的最高通风要求
O2需求成比例
风机工作方式
负压抽风
正压鼓风
控制方式结果
堆料氧化;
有机物分解速率慢;
温度最高,可达到抑制微生物的温度(80度),产热和蒸发速率低;
干燥趋势不明显;
灭菌效果好
有机物分解速率快;
产热和蒸发速率高;
如不加预防,干燥可达到抑制微生物活动的程度;
有机物分解速率快,干燥趋势正常,灭菌效果好
畜禽粪便处理设备各部分功能与作用
名称
功能与作用
备注
混合搅拌料机
使畜禽粪便与配料混合均匀
搅拌轴只准正转其上的输送器起混合、输送作用(按指示方向转)
螺旋输送机
把搅拌混合后的原料送进加压混炼机中
一般情况下只准正转
加压混炼机
挤压摩擦混炼内部混合物使其升温,杀死或抑制低温菌等
正常工作处于正转状态
粉碎机
粉碎混炼机处理后的物料
电气控制系统
控制系统中各部件动作,是系统正常工作
设有加压电源
评估成熟堆肥的方法
方法名称
参数、指标或项目
化学方法
1.碳氮比(C/N)
2.氮化合物(总氮、NH3—N,HNO3-N,HNO2-N)
3.阳离子交换量
4.有机化合物(有机碳、还原糖、脂类、纤维素、淀粉等)
5.腐殖质(腐殖质指数、腐殖质总量和功能集团)
物理方法
1.温度与产热量
2.颜色、气味及密度
3.荧光性
4.水及空气含量
生物活性
1.呼吸作用
2.微生物量
3.酶学分析
植物毒性分析
安全性测试
1.发芽试验
2.植物生长实验致病微生物指标等
沼气池沼渣营养成分
全氮
全磷
全钾
农村沼气池沼渣
320-500
9.5-16.0
8.9-9.6
13.1-25.0
城镇沼气池沼渣
95-142
4.0-4.3
5.7-6.0
6.3-6.6
有机肥料的技术标准
有机质含量(以干基计)/%
大于30
总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)含量(以干基计)/%
大于4.0
水分(游离水)含量/%
大于20
酸碱度(pH值)
开放式堆肥系统的类型和特点
工艺类型
堆积方式
通风方式
优点
缺点
被动通风
条垛式堆肥
简单堆积
堆体“烟囱效应”
投资和运行费用低
分解时间长,不能满足连续好氧堆肥条件。
若堆肥管理不当,可能会形成厌氧条件,堆肥温度低,反应慢,产生恶臭。
条垛式
强制通风和机械搅拌
设备简单,投资成本较低,堆肥易干燥;
干燥的堆肥易于把充填剂筛分;
干的充填剂可以较快的进行回用;
堆肥产品腐熟度高、稳定性好
占地面积大腐熟周期长;
需要大量的翻堆机械和人力;
相对于其他的堆肥系统,条垛式需要更多的监测以确保足够的通气量和温度;
翻堆可能会造成臭味散失;
受天气影响严重;
为了确保良好的通风,条垛式系统需要相对比例大的充填剂
强制通风静态垛系统
多垛式
风机和埋在地下的通风管强制通风供氧
更有效确保达到高温。
设备的投资相对较低;
与条垛式相比,不进行翻堆,可更好的控制,产品稳定性较好,可更有效杀没病原微生物和控制臭味;
堆肥时间短
易受天气条件的影响
随着我国现代化经济建设的不断发展,人民生活水平的进一步提高,在各级政府的大力扶植下畜禽养殖业迅速发展,畜禽粪便产生量也日益增加,畜禽养殖业带来的生态环境问题也变得日益突出,已经成为中国农业面源污染的主要来源.
因此,加强畜禽养殖业的污染防治与环境管理已成为现阶段农村环境保护的重要内容.
1我国畜禽养殖业发展状况
进入21世纪90年代后期,畜牧业呈现出了强劲的发展势头,实现了连续多年的快速发展,我国肉、禽、蛋的总产量连续多年保持世界第一.
预计2010年前畜牧业的产值还将以每年8%左右的速度增长.2008年,全国畜牧业总产值达到20584亿元,占农业总产值的比重达到35.5%;
2008年,畜禽存栏数大牲畜为12250.7万头;
猪为46291.3万头;
羊为28084.9万只,家禽为528000万只,兔为21835.1万只;
肉类产量达到7278.7万t,其中猪肉产量4620.5万t,奶类3781.5万t,禽蛋2702.2万t.
目前,畜禽养殖业已成为农村经济的重要支柱产业、农民增收的重要途径和国民经济新的增长点.
2我国畜禽养殖业环境污染的现状
2.1畜禽废弃物产生量很大
原国家环保总局组织的全国规模化畜禽养殖业污染情况调查结果显示,1999年全国畜禽粪便产量为19亿t,是当年工业固体废弃物产生总量的2.4倍.
据估算,到2010年,全国畜禽粪便的排放量将达到45亿t.
畜禽粪便主要通过水的作用而流失,资料表明畜禽粪水进入水体率达50%,粪便的流失率也达5%~9%.
2.2畜禽废弃物污染环境相当严重
据调查,现有养殖场普遍存在选址不当、畜禽粪便乱堆乱放、废水随意排放等问题,全国80%的规模化养殖场缺乏必要的污染治理设施,60%的养殖场缺少干湿分离粪污处理设施,90%以上的养殖场没有综合利用和污水治理设施.大量畜禽废弃物未经处理直接进入水体,加剧了河流、湖泊的富营养化.畜禽废弃物造成的环境污染,己成为我国环境污染的主要来源之一.
2.3畜禽粪便污染严重威胁和影响城市郊区环境质量
禽畜养殖业集约化的程度越来越高,为了便于运输,许多规模化畜禽养殖场都建在了城市近郊,造成了畜禽粪尿集中、量大,郊区土地难以消纳,加之监管不利,造成畜禽废弃物随意丢弃、污水乱排乱放,对城市郊区环境造成了严重污染,制约着畜牧业的可持续发展。
3我国畜禽污染的原因
3.1农牧业严重分离脱节
由于现代化农业化肥生产的发展,在广大农村取代了以畜禽粪便为基础的有机肥,畜禽粪便失去了还田利用的主要出路,从资源转变成污染源.
畜禽养殖规模越来越大,再加上饲料基地的不合理,畜禽场向城
市化发展,但绝大多数规模化畜禽养殖场周边没有足够的耕地消纳畜禽养殖产生的粪便,加剧了农牧脱节.据调查显示,全国绝大多数养殖场单位标准畜禽占有的配套耕地没有达到666.67m2基本要求,占有耕地最少的尚不足200m2[12].
单向运作的养殖业,加上没有配套相应的治污技术,则难以形成具有多环节链接和实现粪便—沼气—果(菜)综合效益的良性循环,最终导致了养殖业与种植业的分离,畜禽粪便得不到及时利用
和消纳.
3.2畜禽养殖业的污染防治与环境管理相当薄弱
在我国现有的立法中,仅有《畜牧法》对污染控制作了少量规定,《畜禽养殖污染防治管理办法》虽然对畜禽污染防治有专门的规定,但其法律效力不够[16],使环保部门对畜禽粪便污染管理不力.
大多数养殖场对废水处理设施管理较差,既不了解处理工艺和处理能力,也没有任何技术资料,因清粪不及时造成设施不能有
效使用的现象比较普遍.而且大中型养殖基地是城市政府“菜篮子”工程的重要组成部分,环保部门对其也不能简单地实施“关、停、并、转”,环保部门对其监督管理相当困难.
3.3畜禽污染治理技术严重滞后于畜禽养殖业的发展
当前畜禽养殖企业生产废弃物的处理方法大多局限于生物、化学、物理等一系列针对污染因子的处理技
术,设施投资大、治理成本高、处理效果不明显,基本不适用于畜禽养殖企业生产废弃物的治理.
而畜禽养殖企业生产废弃物的大部分资源化利用技术水平和环境管理水平低,生产条件和生产管理水平低,无害化处理不够彻底,仍然可以直接或间接造成二次污染.
鉴于以上原因,必须加大对畜禽粪便污染的治理力度.
4畜禽污染治理措施
4.1发展生态型畜牧业,实现生态环境良性循环
树立可持续农业的思想,发展生态型养殖业,将畜禽养殖业纳入整个农业生产体系中,促进农业生产和生态环境的良性循环.
畜禽养殖应遵循“以地定畜,种养结合”的基本原则,将畜禽养殖场产生的废物作为农业生产的生产资料,根据土壤的环境容量,确定养殖规模,保证畜禽养殖场产生的废物有足够的土地消纳.提倡农牧结合、种养平衡,扩大畜禽粪便资源化利用的出路,将养殖业产生的废物转化为种植业可利用的资源,最终实现互为促进的良性生态农业链.
现阶段,我国畜禽粪便处理多采用厌氧方式处理.厌氧生物处理技术即厌氧甲烷化,是有种微生物类群参与的生物化学过程,大致为产酸和产甲烷两个阶段.产酸阶段主要是水解和发酵菌群将复杂的有机物分解为简单的有机物,进而降解为各种有机酸;
产甲烷阶段主要是产甲烷和产氢、产乙酸菌,将各种有机酸转
化为CH4和CO(沼气).大部分厌氧发酵工艺,如上流式厌氧污泥床工艺(UASB),是将参与两个阶段反应的两大类微生物置于同一反应中.由于两大类微生物的作用底物、最适pH、倍增速率不同,两类微生物之间的平衡易被破坏,从而引起酸化,造成操作上的失败.
另外,还有一种高产低耗的畜禽粪便处理新工艺,将“塞流、混合(搅拌)、高浓度”3种畜禽粪沼气发酵工艺融为一体,相互取长补短,达到池容产气率高、自身耗能省、结构简单、投资低、操作方便等目标.
4.2科学规划,合理布局
在养殖场(特别是集约化养殖场)建立和发展过程中,按照环境保护规划和环境保护法律、法规要求,做到选址得当、布局合理,最大限度地减少对环境的影响和危害.按照农业生产结构调整发展规划,根据不同畜禽种类废弃物产量和各种不同作物(林木花卉)不同季节的种植情况,确定消纳畜禽养殖业废弃物土地的承载畜量,充分考虑资源、环境、交通、市场等相关因素,合理规划养殖业发展种类、规模和科学布局.将畜禽生产、粪尿与污水处理、能源与环境工程,以及种植业、水产业等统一进行考虑,结合起来发展,以期把由于畜禽养殖生产而导致的环境污染减少或控制到最低限度.
4.3通过立法对畜禽养殖业污染进行控制
世界上许多发达国家和地区对畜禽粪便污染防治的立法已相当完善.原国家环保总局发布施行的《畜禽养殖污染防治管理办法》、《畜禽养殖业污染防治技术规范》和《畜禽养殖业污染物排放标准》,主要管理对象是常年存栏数为猪500头以上、鸡3万羽以上和牛100头以上的养殖场.而对低于该规模的其他养殖场无相关的管理办法,使得履行环保手续的门槛过高.建议借鉴国外和国内的禽畜养殖立法的成功经验,根据我国各地的实际情况制定地方性畜禽养殖业环境污染的管理法规,确定畜禽养殖场规模标准、养殖业载畜量标准、养殖污水的排放标准、养殖场和消纳畜禽养殖业生产废弃物环境评估标准,加强综合利用和污染治理,使环境管理和行政执法有章可循,确实做到有法可依,违法必究,以管促治,促进农业生产和生态环境的协调发展.
.4畜禽粪便全程控制管理
解决畜禽粪便污染问题不能仅仅着眼其治理,而应该是从污染的源头抓起,做到源头控制、中间预处理、末端治理的全过程控制管理.养殖业的饲料投入、饮水、设备改造和畜禽舍粪便清理工艺出发,将畜禽粪便处理作为一个系统工程,走清洁生产和循环经济的道路.加强对畜禽粪便的源头控制,科学配方饲料,加入添加剂控制畜禽N、P、K排放量,减少粪尿发酵中氨与硫化氢的挥发,减轻N素损失与猪粪的恶臭(表1).建立畜禽粪便治理和综合利用设施,采用干燥技术、除臭技术、堆肥技术、厌氧发酵技术等畜禽粪便处理方法、技术对畜禽粪便进行中间处理、控制,畜禽粪便经过处理后要达到规定的无害化标准后,才能将畜禽粪便施用于农田.
4.5畜禽粪便综合利用技术的研发和推广
由于缺乏经济有效的畜禽粪便处置技术,目前畜禽粪便资源化技术还不够普及,致使畜禽粪便对生产、生活环境造成了严重污染.与工业废弃物不同,畜禽粪便含有丰富的肥源,是宝贵的资源.
它含有农作物必需的氮、磷、钾等多种营养成份,施用与农田后将有助于改良土壤结构,提高土壤有机质含量,促进农作物增产、畜禽粪便的资源化利用主要有5种方式:
直接还田、高温烘干制作肥料、沼气发酵、粪便饲料化以及堆肥处理.尽管畜禽粪便处理方法很多,但根据发达国家和我国的经验,经过沼气发酵和堆肥处理后进行资源化利用是其中比较经济可行、适合我国国情的处理方式.畜禽粪便通过密封发酵、高温堆肥、沼气发酵和微生物等无害化处理,进行资源化利用,通过适度规模的农牧结合,在农业内部形成良性循环,增加农民收入.
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