李晓侠
(萧县环境保护监测站 安徽宿洲 235200)
近年来,皖北地区畜禽养殖业得到了迅猛发展,畜禽养殖不但推动了区域经济的快速发展,而且成为农村发展和农民增收的一个重要支柱产业。但与此同时,养殖业粪便和污水排放量剧增,畜禽粪污中含有大量的COD,氨氮、磷等物质,排入外环境致使周边水体富营养化,溶解氧不足,畜禽养殖污染已经成为部分水体水质恶化重要污染源,加之畜牧粪便中含有的大量病原微生物、寄生虫卵,极易孳生蚊蝇,影响村庄环境卫生状况,引起周边住户的污染投诉事件正呈逐年上升态势。如何解决畜禽养殖业污染问题,找到一条适合皖北地区实际的污染防治技术路线,对于建设新农村、建设美好乡村,改善农村生态环境,都具有迫切的现实意义。
萧县某养殖场于2003年建场,一直从事良种猪的引进、繁育和推广工作,是皖北地区较大的私营良种养猪场,占地100余亩。该养猪场现存栏生猪5000头,年出栏9000余头。目前,该猪场排放粪尿污水经排污管道直接排向附近沟渠,由于未采取有效的污染防治措施,导致对附近的环境造成一定污染,被当地环保部门立案查处。本研究认为利用养猪场粪便污水生产沼气、附产沼液和沼渣对污水进行治理可有效解决污染问题,而其该养殖场周边有约4800亩连片耕地,每年需要大量的有机肥进行培肥,因此可成为沼液、沼渣消纳的理想去处。
该养猪场现有污染主要为养猪场废水、粪便及恶臭等产生的污染。废水主要来自冲粪水、猪舍内地面清洁用水等。本养猪场的粪便污水主要通过排污管道直接排入东侧的沟渠和北端的一处洼地池塘积存。未经处理的畜禽粪便污水流入河道后,通过水体或水生植物进行快速的扩散和传播,直接或间接的传染各种疾病。粪便随意堆放,未采取防雨淋、防渗透等措施,周边污水横流,恶臭不堪。一旦腐败性有机物质进入水体,经微生物分解后,会释放氮、磷等富营养成分,促使水中藻类等水生生物大量繁殖,引起水质的富营养化。恶臭主要来自牲畜的皮肤分泌物、粘附于皮肤的污物、呼出气等,部分来自粪污在堆放过程中有机物的腐败分解产物,包括氨、甲烷、硫化氢、醇类等多种恶臭物质。据调查,本单位养猪场日产粪便污水合计为55t左右,考虑80%-85%的收集率,实际粪便污水约为48t左右。
对养猪场废水治理,应改变过去的末端治理模式,发展清洁生产模式。皖北地区为缺水地区,宜因地制宜得采取干清粪+沼气化+农田利用模式。鼓励养殖场采用干清粪工艺,厂区实现雨污分流,建设规范的符合防雨防渗要求的废弃物暂存设施,积极发展以净化沼气池为核心的厌氧发酵处理方式,产生的沼液、沼渣全部还田利用,实现粪污“零排放”。该处理工艺相对简单,无须运行管理费用,不需要专门技术服务人员,浓度养殖污水经过厌氧发酵处理,有机物含量如COD可降解85%~90%,对水环境质量起到改善作用。
本项目建成后可日处理60t粪便污水,年产沼气14万m3;日产沼渣3t。主要建设内容包括:雨污分流改造300米,沉砂格栅池、预处理池、400m3发酵罐两座、沉淀池、沼气脱硫净化装置、贮气装置400m3、沼渣沼液池180m3等。
本研究认为可采用USR升流式厌氧发酵工艺,滞留期为10天,整个流程非常稳定。原料从底部进入消化器内,与消化器内的活性污泥接触,使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内,上清液从上部溢出。发酵为中温30℃左右,在这个温度下,加上充足的水,产烷细菌将有机物消化成甲烷、二氧化碳、硫化氢和稳定的排泄物。根据日产沼气400 m3的能源资源,沼气每天直接用于本场生产生活用气和周边农户作为炊事能源。生产工艺流程图如下:
按照畜禽养殖场污染防治技术规范,对该养殖场产生的的粪污应及时投加到粪污收集池,不得随意堆放;维护好沼气贮存设施,做好防沼气泄漏的风险防范措施和应急预案;为防止造成地下水的污染,对其污染防治设施采取必要的防渗漏、防流失、防溢流等措施;采取吸附、池加盖、绿化吸收等措施做好厂区臭气的污染防治。
(1)环境效益:将养猪场的粪便、尿液、污水等收集后,进入厌氧发酵池进行发酵,产生沼气,沼液、沼渣用于农田。本项目沼气池建成后,沼液作为优质有机肥用于蔬菜种植,废水实现了零排放,对水环境、土壤环境等起到改善作用,而其恶臭影响将在很大程度上有所减轻,对大气环境有一定的改善作用。
(2)产生的沼气主要成分为甲烷,供给本农场的居民和附近居民使用;沼液、沼渣作为优质有机肥料,可以出售获取经济效益,经济效益和社会效益明显。
(1)结合地区特点选择适合的污染治理技术,以工程手段为辅、生态治理为主的方式进行治理,推广建设成本低、运行费用少、环境效益好、易于管理维护的实用技术模式,因地制宜建设废弃物临时储存设施,充分考虑畜禽养殖废水的特殊性,优先选择低运行成本、运行稳定的生物处理工艺。鼓励养殖场采用干清粪+厌氧发酵沼气化处理模式,对其产生的粪便污水进行有效处理,可产生较好的环境效益、经济效益和社会效益。
(2)产生的沼气作为燃料可以供居民使用,产生的沼液、沼渣进行综合利用,可作为绿色无公害肥料就近施肥于周边的连片耕地,有利于农村生态环境保护和农业增产增收。
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