1養(yǎng)殖廢水概況

   近年來畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，大批規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場相繼建成，且主要分布在城市的近郊。并伴隨著逐步形成的專業(yè)化、系列化生產(chǎn)，由此帶來一系列環(huán)境問題。養(yǎng)殖業(yè)廢水作為高濃度有機廢水，富含大量病原體，受雨水沖洗進入水體,極易嚴重造成地下水或地表水水質(zhì)的惡化。由于糞尿中的氮、磷及水溶性有機物等淋溶量大，加之畜禽糞尿的淋溶性又比較強，處理不妥善，通過地表徑流和滲濾進入地下水層，會嚴重將地下水污染。據(jù)有關(guān)資料表明，我國畜禽養(yǎng)殖的廢水排放量，每年超過100億噸，超過了全國生活廢水與工業(yè)廢水排放量之總和。與此同時，畜禽廢水含渣量、有機物和氮磷濃度高，水量波動大，加上目前處理技術(shù)不成熟,管理運行成本高的總體形勢，國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)污染控制迫切需要經(jīng)濟實用的技術(shù)支持。

   2污染來源

   2.1來自于礦物質(zhì)方面的污染

   飼料中添加銅、鋅、硒等重金屬元素，會大大加快畜禽的成長，但它的危害是不能忽視的，未被畜禽吸收的大量元素排除體外之后，必然會污染自然環(huán)境。飼料中大量存在礦物質(zhì)元素，導致人畜慢性中毒的概率也會加大。RLHB武漢市一體化養(yǎng)殖污水處理成套設(shè)備

   2.2來自于有害氣體方面的污染

   一般來講,畜禽的糞便中，含有大量的碳水化合物和含氮化合物等有機物，在空氣中發(fā)生分解,碳水化合物有氧分解成二氧化碳和水，無氧分解成有害氣體甲烷、有機酸等。含氮化合物主要產(chǎn)生氨氣和硫化氫，對人畜都會帶來危軎。

   2.3來自于飼料殘留方面的污染

   根據(jù)養(yǎng)殖科學理論，畜禽一般只能消化30%-50%蛋白質(zhì)飼料中的氦和磷元素，剩余的大量都通過尿液及糞便排出體外。由此可見，如果不及時處理畜禽排泄物中含有的大量氦跟磷，氦發(fā)揮到大氣中，達到一定量時會形成酸雨，嚴重危害生長中的農(nóng)作物，并逐步滲入到土壤中，造成地下水高度污染。RLHB武漢市一體化養(yǎng)殖污水處理成套設(shè)備

   2.4來自于殘留藥物方面的污染

   畜牧業(yè)生產(chǎn)中大量消du藥劑的使用，還有各類治療、預防畜禽疾病的藥物的大量使用，使畜禽在食用與消化后，經(jīng)過糞便排出藥物的殘留物，待進入土壤后產(chǎn)生大量污染。另一方面，當人們食用內(nèi)臟有藥物殘留的畜禽后，必然會影響和危害到食用者的身體健康。

   3行成危害之原因分析

   3.1經(jīng)營者缺乏高度的環(huán)保意識

   由于有關(guān)部門和一些生產(chǎn)經(jīng)營者和缺乏對環(huán)境保護重要性的高度認識，實際中以經(jīng)濟發(fā)展為借口破壞環(huán)境，只在乎和顧及飼養(yǎng)的收益與規(guī)模，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中忽視環(huán)境污染問題，既不提前發(fā)現(xiàn)和預防問題，也不及時主動的去治理，久而久之，使環(huán)境污染問題積重難返，越來越嚴重。

   3.2畜牧環(huán)境比較差

   不少經(jīng)營者只顧及自身的發(fā)家致富，在畜牧產(chǎn)業(yè)中盲目投入方面由于流動資金不足，在從事畜禽養(yǎng)殖過程中，露天飼養(yǎng)，禽舍簡陋，許多設(shè)施設(shè)備都比較陳舊，管理方面的漏洞也比較多，也是對環(huán)境造成嚴重污染的一個重要原因。

   3.3畜牧方式發(fā)生改變

   以往我國畜牧養(yǎng)殖多為小規(guī)模、分散式為主，對環(huán)境的污染較小。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,為了滿足人們對畜牧產(chǎn)品的需求，逐步轉(zhuǎn)為產(chǎn)、供、銷一體化，從粗放轉(zhuǎn)向集約，從個體型轉(zhuǎn)為規(guī)模化。管理模式上的不足,導致死畜處理不及時，大量糞便等排泄物造成積壓,很容易污染到環(huán)境。

   4養(yǎng)殖廢水處理工藝

   4.1普通工藝介紹

   (牲畜)原水進入污水處理站的處理工藝

   以上傳統(tǒng)工藝主要存在以下問題:①效率低，出水很難達到國家標準。②工藝流程復雜，投資大，運行管理及維護操作費用偏高。③容積負荷高，不耐沖擊負荷。

   4.2新工藝

   新工藝采用強化氧化法降解糞水中有機物為小分子或殘基，經(jīng)過絮凝聚沉，固液分離，處理完成后各項指標可達到國家新頒布的試行排放標準，該方法不僅可為養(yǎng)殖場糞水大規(guī)模無害化高效處理提供技術(shù)支撐，而且為其處理產(chǎn)物的產(chǎn)業(yè)化增值利用奠定基礎(chǔ)，能有效破解困擾畜禽養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)發(fā)展的難題，對于推動畜禽養(yǎng)殖業(yè)與社會環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，建設(shè)“環(huán)境友好型”和“資源節(jié)約型”的和諧社會具有重要的意義

   4.3工藝流程

   4.4水處理系統(tǒng)的主要運行操作步驟

   *步:預處理。

   兩個預處理池輪流交替進行。點擊預處理池進水閥每池加糞水淹沒推流器時，開啟攪拌開關(guān)，加至糞水量100噸，關(guān)閉進水閥充分攪拌，加入若干藥劑A，攪拌lh，攪拌均勻，再加入若干藥劑B，充分攪拌30mm，再打開絮凝劑C的加藥開關(guān)，點擊預處理池加藥開關(guān)，加藥完畢，反應(yīng)lOmin，之后推流泵間歇工作。（目的：防止已經(jīng)絮凝好的沉淀再次被 打散，影響過濾）。

   第二步:預處理過濾。

   首先將壓濾機的面板上的按鈕打到“自動加壓”壓緊濾布，點擊前處理壓濾進水閥、前處理壓濾出水閥、預處理排泥閥，使濾液順利排入預處理后池，開啟提升泵提水過濾。觀察水出水情況。當出水較少時，關(guān)閉提升泵。打開氣體壓榨壓力（能夠達到2.0MPa),進行壓榨壓濾。直至出水較少時，關(guān)閉氣壓并放氣。將壓濾機面板上的按鈕打到“手動加壓”、“泄壓”，再打到“停止加壓”“拉板”。清渣沖洗濾布，濾渣收集，濾液排入預處理后池。依次連續(xù)工作。直至預處理池中的糞水都過濾完。關(guān)閉泵及壓濾機，點擊預處理池排泥閥關(guān)閉、提升泵關(guān)閉、前壓濾進水關(guān)閉、前壓濾出水關(guān)閉。

   第三步:氧化塔氧化反應(yīng)。

   將預處理后池中的液體泵入反應(yīng)塔進行氧化反應(yīng)。點擊反應(yīng)塔進水閥、預處理后池提升泵 啟動、（注意：開啟一個提升泵時務(wù)必保證另一個處于關(guān)閉狀態(tài)，防止回流）。當加入一半的水量時，開啟攪拌按鈕，點擊反應(yīng)塔攪拌開關(guān)使之充分攪拌。加水完畢后，點擊反應(yīng)塔進水閥關(guān)閉、預處理池提升泵關(guān)閉。加入若干藥劑的D料，充分攪拌20min，開始臭氧氧化。打開總開關(guān)、空氣壓縮機、制冷干燥機，當空氣壓縮機的壓力達到0.4MPa的壓力時，打開儲氣罐開關(guān)，等氣體流量穩(wěn)定（20-25L/min)、壓力表顯示壓力O.1MPa時，打開臭氧發(fā)生器開關(guān)臭氧氧化75min。

   第四步:反應(yīng)塔絮凝處理。

   臭氧氧化75min后，關(guān)閉臭氧發(fā)生器（順序與開啟時相反，即：先關(guān)臭氧發(fā)生器開關(guān)、再關(guān)儲氣罐開關(guān)、冷凍干燥機開關(guān)、將藍色球閥關(guān)閉，后將總電源關(guān)閉。）使存留氣體慢慢放出。20min后（注意:關(guān)閉臭氧發(fā)生器后20min之內(nèi)，操作員不宜靠近)加入若干藥劑B,充分攪拌20min,再打開絮凝劑C的加藥開關(guān)，點擊反應(yīng)塔加藥閥，加藥完畢，關(guān)閉相應(yīng)的加藥開關(guān)，點擊反應(yīng)塔加藥閥關(guān)閉，反應(yīng)20min。打開反應(yīng)塔排泥閥將水排入緩沖池，待緩沖池水淹沒推流泵時，點擊推流器但是要間斷開啟。

   第五步:緩沖池水沉降。

   操作步驟跟第二步類似。首先將壓濾機的面板上的按鈕打到“自動加壓”壓緊濾布，點擊后處理壓濾進水、出水閥、緩沖池排泥閥、石灰池進水閥開啟使濾液順利排入石灰乳池，點擊提升泵提水過濾。觀察水出水情況。當出水很小時，關(guān)閉提升泵。打開氣體壓榨壓力（能夠達到2.0MPa),進行壓榨壓濾。直至出水較少時,關(guān)閉氣壓并放氣。將壓濾機面板上的按鈕打到“手動加壓”、“放松”，再打到“停止加壓”、“拉板”。清渣沖洗濾布，濾渣收集,濾液排入預處理后池。依次連續(xù)工作。直至預處理池中的糞水都過濾完。關(guān)閉泵及壓濾機，點擊緩沖池排泥閥、提升泵、后壓濾進水、出水閥關(guān)閉。

   4.5新工藝特點

   ①該工藝效率比較高。這一工藝對廢水中的有機物有較高的祛除功效。當總停留時間大于54h,經(jīng)生物脫氮再經(jīng)沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，總氮去除率在70%以上，其余指標亦達到排放標準。

   ②費用低，流程簡單，節(jié)省投資。這一工藝是以廢水有機物為反硝化碳源，無需另加甲醇等昂貴碳源。特別是有脫固定氨的裝置后，相對提高了碳氮比例,相應(yīng)降低了硝化過程需要的堿耗。

   ③容積負荷高。因為在反硝化階段采用高濃度污泥的膜技術(shù)，在硝化階段采用強化生化，這就從提高硝化及反硝化的污泥濃度方面大大增強了效果，與國外同類工藝相比，容積負荷較高。

   ④較強的耐沖擊負荷能力。該工藝耐沖擊負荷能力強，當污染物濃度較高或進水水質(zhì)波動較大時，仍能堅持正常運行,其操作管理也不復雜。從上面流程比較中明顯看出，生物脫氮工藝即在脫氮的同時降解鼢、氰、COD等有機物。采用和推薦這一工藝，不但能達到污水處理裝置脫氮之目的，其它也可達到排放指標。

   5總結(jié)

   污水處理采用強化氧化法降解糞水中有機物為小分子或殘基，經(jīng)過絮凝聚沉，固液分離，處理完成后各項指標可達到國家新頒布的試行排放標準，使污水達標排放，真正的做到了養(yǎng)殖廢水的資源化，無害化，大化的保護環(huán)境。在湖南同類養(yǎng)殖廢水處理中起到啦帶頭作用，成為行業(yè)的標榜。

當然，治理畜牧業(yè)廢水除了選擇合理科學的工藝外，還應(yīng)該做到如下幾點：

   ①選址要合理。

   如何做好畜牧業(yè)生產(chǎn)中的選址工作，非常關(guān)鍵。畜牧業(yè)生產(chǎn)選址應(yīng)盡量選擇遠離城市且人口較稀的地方，還要有方便的交通條件和良好的水源條件。具備了這些條件，也比較有利于畜牧業(yè)規(guī)模化的發(fā)展，實現(xiàn)對畜禽的統(tǒng)—管理，使農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)能夠沿著有機結(jié)合的路子建設(shè)與發(fā)展。

   ②做好畜禽糞便的再利用。

   做好畜禽糞便的再利用，要求在經(jīng)營思路上，樹立可持續(xù)發(fā)展的理念，具體措施上合理規(guī)范畜禽的糞便再生產(chǎn)。如可建沼氣池在畜舍旁,便于隨時將畜禽產(chǎn)生的糞便排進池內(nèi)，用以生產(chǎn)沼氣，這樣可大大節(jié)約能源，同時還可以有效改善畜舍環(huán)境；同時,發(fā)酵的畜禽糞便是優(yōu)質(zhì)的有機肥，可用作植物的底肥；發(fā)酵的畜禽糞便也可回收，送進肥料工廠加工為商品肥，這樣還能大為減少生產(chǎn)的成本，農(nóng)牧結(jié)合，良性循環(huán)。

   ③畜牧處環(huán)境保持清潔。

   畜牧處應(yīng)減少舍內(nèi)微生物、微粒，對畜禽舍進行適當除臭，保持通風、干燥，做到糞水分離，對畜禽及時清糞和污物，提供給畜禽舒適、良好的生存環(huán)境，這樣才能保障畜禽的健康成長。

   沼氣是由各種有機物質(zhì)在適宜溫度、濕度及無空氣的條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可燃氣體。沼氣的主要成分是CH4，含量為50%~70%；另外還含有30%~40%的CO2，0%~5%的N2，以及少量的H2、H2S、NH3、硫醇、硫醚和微量的不飽和烴垃圾滲濾液處理厭氧工藝過程中會產(chǎn)生大量的沼氣，通常1m3垃圾滲濾液會產(chǎn)生15~30m3的沼氣。

   1垃圾焚燒發(fā)電廠沼氣回收利用

   沼氣的熱值約為36090kJ/m3，如果用內(nèi)燃機來發(fā)電的話，每立方米純凈甲烷可以發(fā)電4kWh。當沼氣中甲烷含量為60%~70%時，其低位熱值為20934~25120kJ/m3。用內(nèi)燃機發(fā)電每立方米沼氣可以發(fā)電1.8~2kWh。沼氣具有無煙、少灰、不產(chǎn)生污染等特性。將沼氣中的C02提取后還可以把沼氣制成天然氣:CNG(壓縮天然氣）和LNG（液化天然氣)。

   1.1沼氣燃燒

   沼氣通過沼氣鍋爐直接燃燒可以生產(chǎn)熱水和蒸汽，多余的沼氣通過火焰炬燃燒后排入大氣，以便減少對環(huán)境的污染。這種應(yīng)用方式一般用在沼氣量較少，又沒有穩(wěn)定的熱用戶情況下使用。

   1.2沼氣發(fā)電

   沼氣通過內(nèi)燃機發(fā)電是沼氣能量利用的一種有效形式。沼氣的能量在沼氣發(fā)電過程中經(jīng)歷由化學能一熱能一機械能一電能的轉(zhuǎn)化過程，其能量轉(zhuǎn)化效率受熱力學第二定律的限制，熱能不能*轉(zhuǎn)化為機械能，熱能的卡諾循環(huán)效率小于40%，大部分能量隨廢氣排掉。因此，將發(fā)動機的廢氣回收是提高沼氣能量總利用效率的有效途徑，有余熱回收的發(fā)電系統(tǒng)總效率可以達到60%~70%。一般稍大點的沼氣內(nèi)燃機發(fā)電項目可以將內(nèi)燃機產(chǎn)生的高溫廢氣(420~550°C)導入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的熱水和蒸汽提供給生產(chǎn)和生活使用。在垃圾焚燒發(fā)電廠中以沼氣為燃料的內(nèi)燃機可以不再另設(shè)余熱鍋爐，可以直接利用垃圾焚燒余熱鍋爐回收內(nèi)燃機的廢氣余熱，從而簡化了系統(tǒng)，減少了投資。采用這種工藝每立方米沼氣通過內(nèi)燃機可以生產(chǎn)1.8~2kWh的電能，通過垃圾焚燒發(fā)電廠余熱鍋爐回收廢氣的余熱發(fā)電還可以生產(chǎn)0.7kWh的電能，目前可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價為0.65元/kWh，經(jīng)濟效益顯著。

   在4000kW以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)燃機具有較高的利用效率。相對燃煤、燃油發(fā)電來說，沼氣發(fā)電功率小。對于這種類型的發(fā)電動力設(shè)備，、國內(nèi)普遍采用內(nèi)燃機發(fā)電機組進行發(fā)電，否則運行不經(jīng)濟。因此，采用沼氣發(fā)動機(內(nèi)燃機）和發(fā)電機組是目前利用沼氣較經(jīng)濟和有效的途徑。在理論上沼氣也可利用燃氣輪機發(fā)電，但沼氣項目的規(guī)模要大，否則運行經(jīng)濟性差。

   沼氣在導入內(nèi)燃機時一般需要進行預處理并經(jīng)過穩(wěn)壓防爆裝置。由于沼氣中含有少量的H2S氣體，該氣體對發(fā)動機有強烈的腐蝕作用，因此沼氣必須*行脫硫。通常用氧化鐵作為脫硫劑，而且可以反復再生使用，另外沼氣中含有的飽和水需要去除。沼氣作為燃氣，其流量調(diào)節(jié)是基于壓力差實現(xiàn)的，為了使調(diào)節(jié)準確，必須確保沼氣壓力穩(wěn)定，因此在沼氣進氣管路上安裝穩(wěn)壓裝置。另外，為了防止進氣管路回火引起沼氣管路發(fā)生bao炸的問題，應(yīng)在沼氣供應(yīng)管路上安裝防回火與防爆裝置。

   沼氣發(fā)動機一般由柴油機改造而成，分為壓燃式和點燃式兩種。

   壓燃式發(fā)動機采用柴油和沼氣雙燃料，通過壓燃少量的柴油以點燃沼氣進行燃燒做功。這種發(fā)動機的特點是可調(diào)節(jié)柴油與沼氣的燃料比，當沼氣供應(yīng)正常時，發(fā)動機引燃油量可保持基本不變，只改變沼氣供應(yīng)量來適應(yīng)外界負荷變化；當沼氣不足甚至停氣時，發(fā)動機能夠自動轉(zhuǎn)為燃燒柴油的工作方式。這種方式一般用在小型沼氣發(fā)電項目中，對供電負荷可靠性連續(xù)性要求較高的場合般不會并網(wǎng)運行。缺點是系統(tǒng)復雜，所以大型沼氣發(fā)電并網(wǎng)工程往往不采用這種發(fā)動機，而采用點燃式沼氣發(fā)動機。

   點燃式沼氣發(fā)動機的特點是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，一般采用較低的壓縮比，用火花塞使沼氣和空氣混合氣點火燃燒，而且無需輔助燃料，適合在中大型沼氣工程上使用。沼氣通過內(nèi)燃機燃燒，產(chǎn)生的廢氣可以采用熱交換器或者余熱鍋爐回收利用，該系統(tǒng)稍微復雜，但具有較好的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益。

   2用沼氣制天然氣并獲取食品級的二氧化碳工藝

   沼氣中含有30%~40%的CO2，可以很容易地制備成食品級的CO2。首先對沼氣進行脫硫、脫碳、脫水等一系列凈化處理，即可制得清潔無污染的使其燃燒熱值大幅提升的清潔能源一天然氣（甲院）。脫碳尾氣還可以制取食品級液體二氧化碳，從而可以將沼氣進行充分有效的利用。該工藝一般要求日產(chǎn)生沼氣達15000m3以上，才可獲得一定的經(jīng)濟效益。

根據(jù)終產(chǎn)品目標要求，可將沼氣制成天然氣直接輸送至天然氣管網(wǎng)作為民用燃氣，或?qū)⑻烊粴鈮嚎s至20~25MPa制成CNG(車用壓縮天然氣)作為車用燃料，也可以將沼氣深冷液化終制成LNG(液化天然氣）。

   3應(yīng)用實例

   徐州某垃圾焚燒廠垃圾滲濾液處理工程設(shè)計處理能力為300t/d，污水通過預處理后進入?yún)捬跎磻?yīng)器，經(jīng)過2.5個月對生化反應(yīng)器的調(diào)試，進入正常運行階段。在正常運行工況下每天對生化反應(yīng)器進出口水流量、COD、pH、VFA等指標進行監(jiān)測，連續(xù)核算記錄生化反應(yīng)器進出水水量、循環(huán)量、三相反應(yīng)器沼氣排放量好氧段生化反應(yīng)沼氣產(chǎn)生量，連續(xù)監(jiān)測210d。

  厭氧反應(yīng)器進水COD值高為46000mg/L左右，出水C0D在8000?9000mg/L內(nèi)波動，COD去除率為80.4%~82.6%。厭氧反應(yīng)器出水中VFA濃度為2000~3000mg/L，較高的VFA有助于后續(xù)的好氧生物處理。

 厭氧反應(yīng)器進水達到設(shè)計流量12.5m3/h左右時，厭氧反應(yīng)器出水循環(huán)量大都集中在30~40m3/h，循環(huán)比在250%~320%內(nèi)波動，1m3滲濾液沼氣的產(chǎn)率約9~19m3，沼氣的產(chǎn)率系數(shù)為每去除1kgCOD產(chǎn)生0.5m3沼氣，沼氣產(chǎn)率與COD產(chǎn)率線性相關(guān)，COD的去除率直接影響到沼氣的產(chǎn)率。

   沼氣的產(chǎn)生主要來自厭氧反應(yīng)器，其主要成分是甲烷,厭氧生物反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣含甲烷量為50%~60%，熱值約為20934kJ/m3。用沼氣直接導入焚燒爐焚燒可以提高垃圾焚燒溫度，改善垃圾焚燒污染物治理效果，沼氣中含有的氨在垃圾焚燒爐中還可以把氮氧化物還原為氮氣，從而降低煙氣中的氮氧化物濃度，沼氣中含有的硫化氫在燃燒后轉(zhuǎn)化為二氧化硫,后續(xù)脫硫裝置會將二氧化硫去除。