田寧寧，王凱軍，李寶林，金冬霞
(北京市環境保護科學研究院，北京100037)

　　摘　要：對目前畜禽養殖場糞污的污染狀況及治理技術進行了闡述，將自行研制開發的豬糞堆肥發酵—廢水處理(UASB、SBR工藝)一體化裝置應用于北京順義良山種豬場的糞污治理，取得了顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。
　　關鍵詞：養殖場糞污；沼氣；綜合利用
　　中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)02-0071-03

1　污染狀況

　　近年來畜禽養殖業迅猛發展，并逐步形成系列化、專業化生產，與此同時也帶來了一系列的環境問題，如2000年北京市規模化養殖場產生的畜禽糞便為600×10⁴t，加上集約化生產的沖洗水，廢水排放量達3000×10⁴t/a。據監測，養殖場廢水的COD超標50～60倍，BOD超標70～80倍，SS超標12～20倍，若未經處理就地排放，則將在城市周圍形成嚴重的面源污染。?
　　在這種形勢下，國內養殖業污染控制迫切需要經濟實用的技術支持以使畜禽養殖場糞污向無害化、減量化、資源化方向發展。

2　污染控制

2.1　堆肥
　　堆肥技術是在自然環境條件下將作物秸稈與養殖場糞便一起堆漚發酵以供作物生長時利用。堆肥作為傳統的生物處理技術經過多年的改良，現正朝著機械化、商品化方向發展，設備效率也日益提高。?
2.2　好氧處理
　　①曝氣?
　　20世紀70年代日本采用好氧間歇曝氣技術對養豬廢水進行了有效治理，并開發出一系列相關設備。近年來澳大利亞在傳統鼓風曝氣裝置上又開發出簡單實用的多種淺層射流曝氣裝置。總體而言，養殖業污染控制領域中的好氧技術正朝著高效、實用、經濟、操作簡便的方向發展。?
　　②接觸氧化?
　　接觸氧化技術早已被用來處理各種不同濃度的有機污水，其本質是利用填料上的微生物對有 機物進行氧化分解，從而實現對污水的凈化。英國近年采用接觸氧化技術對豬糞漿進行了處理，并開發出結構和性能很好的新型填料，其對COD的去除率達90%以上，對BOD也有較高的去除效果。?
　　③SBR?
　　序批式活性污泥法是基于傳統的Fill—Draw系統改進并發展起來的一種間歇式活性污泥工藝，近年來引起許多學者的高度重視，現已被廣泛用于城市污水、食品加工廢水等的處理。試驗結果表明，豬糞水經過固液分離、厭氧消化兩級處理后進入SBR好氧系統，其對COD的去除率可達70%，對BOD的去除率可達80%以上，出水可達標排放。
2.3　厭氧處理
　　目前用于處理養殖業糞污的厭氧工藝很多，其中較為常用的有以下幾種：
　　①厭氧濾器(AF)?
　　1969年由Young和McCarty首先提出，1972年國外開始在生產上應用。我國于20世紀70年代末期開始引進并進行了改進，其沼氣產率可達3.4m³/(m³·d)，甲烷含量可達65%。
　　②上流式厭氧污泥床(UASB)?
　　1974年由荷蘭著名學者Lettinga等提出，1977年在國外投入使用。1983年北京市環境保護科 學研究所與國內其他單位進行了合作研究，并對有關技術指標進行了改進，其對有機污水COD的去除率可達90%以上。
　　③污泥床濾器(UBF)?
　　是UASB和AF的結合，具有水力停留時間短、產氣率高、對COD去除率高等優點。
　　④兩段厭氧消化?
　　1971年由Ghosh 提出，把沼氣發酵過程分為酸化和甲烷化兩個階段，并分別在兩個消化器內進行。其特點在于消化器內可滯留大量厭氧活性污泥(具有極好的沉降性能和生物活性)，提高了消化器內的負荷和產氣率。
　　⑤升流式污泥床反應器(USR)?
　　是厭氧消化器的一種，具有效率高、工藝簡單等優點，目前已常被用于豬、雞糞廢水的處置，其裝置產氣率可達4m³/(m³·d)，COD去除率達80%以上。?
2.4　厭氧—好氧組合
　　欲實現養殖業糞污的徹底處置，單憑厭氧工藝尚不能達到對廢物的達標排放和利用要求，必須進行深度處理或后續處置，這就需要將好氧與厭氧工藝結合在一起使用，國內一些養殖場已開始注意到這兩種工藝結合的優越性。?

3　存在的問題

　　然國內已有部分養殖場開展了畜禽糞污的治理工作，但目前在技術上存在如下問題：
　　①治理技術單一、落后或組合不合理；②糞便利用率低，只注重單一的能源回收、不能兼顧資源和環境的綜合效益；③管理模式落后。?
　　由此可見，單一的環保技術已不能有效解決養殖業的環境污染問題，需要綜合考慮能源與資源最大程度的利用。?

4　豬場糞污治理成套工藝

　　針對當前豬場糞污處理領域存在的問題，北京市環科院經優化、組合自行開發出一套養殖業污染的控制技術。該技術已在北京市的幾個養豬場得到應用，并取得了較好的環境、經濟與社會效益。?
4.1　技術構成
　　①豬糞堆肥發酵?
　　以豬糞為主要原料，采用好氧堆肥方式，用有機物分解率高、堆肥周期短的高效滾筒臥式發酵裝置進行發酵(周期為5～7d)。經過高溫好氧發酵，豬糞成為性狀良好的腐殖顆粒有機肥。根據不同農肥的N、P、K等含量標準添加原料，通過粉碎、攪拌后進入造粒裝置，成型后經干燥、篩分成為有機復合肥，包裝后可入庫或出售。?
　　②污水處理?
　　將UASB和SBR組合工藝作為豬糞廢液處理的關鍵技術。首先采用干掃工序對豬糞進行預處置，干糞進入發酵處理單元進行發酵制肥，液體部分則進入UASB反應器，產出沼氣后再進行SBR好氧處理，使出水達標。?
　　③一體化反應器?
　　裝置的罐體材料采用柔性搪瓷或其他防腐形式預制鋼板，以栓接方式拼裝，栓接處加特制密 封材料防漏，此種預制鋼板形成的保護層不僅能阻止罐體腐蝕，而且具有抗強酸、強堿的功能。一體化裝置具有如下優點：建造周期短、耐腐蝕性強、已建成的設備可進行容積放大，從而提高處理量，使其投資少、投產快，可以拆卸并重新安裝在其他地方。?
4.2　工藝流程
　　豬場廢水處理流程見圖1。?

4.3　應用實例
　　北京順義良山畜牧場以銷售種豬、育肥豬為主，豬場大量高濃度廢水的排放對周圍水環境造成嚴重的污染，尤其是夏季廢水產生惡臭且到處飄散，廢水中的病原菌通過食物、飲用水危害居民的健康，亟需采取有力措施進行治理。
　　該豬場按現存欄12000頭計算，產鮮豬糞為49.5t/d，產尿為47.4m³/d，采用高架漏縫地板結構，其廢水集中排放。現采用人工清理豬場70%的糞便，糞漿產量為120m³/d。根據測算，廢水中COD含量約為18000mg/L，固體含量約為4%～6%。?
　　根據該豬場的規模及排污情況，采用如圖2所示的工藝流程。?

　　豬場廢水、廢渣中含有大量的有機物，易生物降解，可采用生物處理工藝。先用固液分離技術將固體與液體物質分開，用厭氧工藝可去除分離后液體中80%以上的有機物，且可回收沼氣作為可利用的能源，同時沼液經好氧穩定后可施用于蔬菜地、果園和農田，固液分離后的固體則經堆肥處置后制成有機肥出售。各主要處理構筑物對COD的處理效果見表1。

表1　各主要處理構筑物對COD的處理效果 名稱 進水COD(mg/L) 出 水COD(mg/L) COD去除率(%) 固液分離器 18000 12600 30 調節池 　 12600 　 UASB 12600 1260 90 SBR 1260 252 80 氧化塘 252 ＜60 80

　　該工藝的特點是將固液分離技術、厭氧工藝、好氧工藝及生物穩定塘工藝、好氧發酵制肥技術等有機地組合在一起，實現了養殖場糞污的高效處置和廢物的綜合利用。
　　①廢物處置：通過將上述工藝組合應用，使COD為(2～3)×10⁴mg/L、SS為1×10⁴mg/L的養豬場糞污經處理后，其出水達標排放(或部分回用)，節約了豬場的自來水用量(1.5×10⁴m³/a)。
　　②能源回收：養豬場糞污經處理后產生沼氣(CH4含量達62%)為20×10⁴m³/a，可供居民或豬場作燃料使用。
　　③綜合利用：經綜合處理后比直接用作肥料時的養分利用率提高40%，生物能利用率提高30%。

5　結語

　　在養殖業廢物處置方面，國內主要是采用以沼氣工程為紐帶的多種處置與利用并行的方式，在技術水平上也有了很大提高。由實例分析表明，通過借鑒和應用現有的治理技術，在一定程度上進行科學組合可以取得良好的環境效益、經濟效益和社會效益。

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　　電　話：(010)68308002
　　收稿日期：2001-08-24