大型生猪养殖场粪便污水全过程综合治理技术经济分析
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摘 要：介绍了诏安县某大型生猪养殖场基本情况及其污水全过程综合治理项目工艺设计、项目工程建设内容与技术措施、项目工程启动运行情况、主要技术经济指标，指出该猪场生猪养殖污染全过程综合治理工程是成功的典型，值得推广应用。
中图分类号 S815 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）18-86-02
1 项目概况
诏安县某万头猪场（以下简称‘猪场’）是2012年度福建省农业减排示范项目建设单位。猪场占地10hm2，常年存栏生猪8 000头，经产母猪700头，年出栏13 000头，职工人数64人，管理人员6人，技术人员5人，年总销售额3 000万元。猪场日污水量冬季约为150m3、夏季约200m3。
猪场位于诏安县国家级韭菜生产基地附近5km，北面背靠福石山、山北是西溪河流，东面为农田菜地，南面约1 000m是村庄，西面为南山。养殖场地势北高南低，南北高差约2.3m。
猪场原有排污基础设施建设及其运行情况：建有较完善的雨水与污水分离系统，30幢猪舍的污水全部由南往北排入埋设在地下3m多深的总排污管道；在猪场的北面建有防雨贮粪池150m3，猪舍上午、下午各清粪便1次，清出来的猪粪堆放在贮粪池内，每天由诏安县绿洲生化有限公司的运粪车运走――生产有机肥料。在猪场的东南低洼处建有氧化塘500m3、生物氧化塘500m3、沼气池6口共600m3。沼气池因堵塞已弃用，猪场污水基本未经处理直排入西溪河。2011年10月至2012年8月当地天气长期干旱，猪场污水淤积物堵塞了河道，恶臭难闻，对下游种植业和养殖业造成了严重影响。
猪场于2012年8月初开始建设生猪养殖污水全过程综合治理系统工程，2012年12月工程竣工投入运行，半年来污水处理效果良好。
2 猪场污水全过程综合治理工艺设计和技术措施
2.1 设计原则 采取全过程综合治理的技术路线，重视前中后各个处理环节；项目建设以满足近期生产规模需要和使用为主，兼顾远期规划，并为今后扩建预留余地；选择投资省、占地少、工期短、运行稳定、操作简便的工艺路线，做到技术先进，经济合理，安全适用；充分利用资源，利用现有排污基础设施，最大限度地利用粪便生产有机肥料，沼液优先用于农作物生产、过剩部分实现达标排放。
2.2 工艺流程 综合治理工艺流程如图1。
图1 综合治理工艺流程
2.3 工程建设主要内容与技术措施
2.3.1 前处理
2.3.1.1 前处理工程建设内容 在干清粪、雨污分离的基础上，建设沉砂池、格栅滤池、集水池、固液分离机安装平台，购置安装固液分离机设备。
2.3.1.2 前处理技术措施 （1）实行干清粪；粪便直接出售给诏安县绿洲生化有限公司生产有机肥料；（2）实行严格的雨污分离；（3）控制猪舍冲水量；（4）污水经过沉淀、过滤、除去砂和大的污物后由水泵抽到固液分离机进行固液分离，分离出来的粪渣用于生产有机肥料，污水进入厌氧发酵池进一步处理。
2.3.2 中间处理（厌氧消化处理）
2.3.2.1 中间处理工程建设内容 新增建设水压式厌氧发酵沼气池（CSTR）1 200m3，配套建设沼气输配与利用系统；采用二级厌氧发酵工艺，一级发酵池2×350m3，一级水压间容积100m3，水压间内布置尼龙软填料；二级厌氧发酵池350m3，二级水压间容积100m3，水压间内布置尼龙软填料。
2.3.2.2 中间处理技术措施 （1）对原有的6个沼气池进行出渣与维修后继续使用；（2）新建的厌氧发酵沼气池采用削球形拱盖，整体地埋，水压式构造；（3）合理设计沼气池气压，使厌氧发酵沼气池内部依靠沼气前后压力变化与拱盖水位与水面面积变化实现自动破壳；（4）定期对厌氧发酵沼气池进行出渣（1a最少出渣1次），沼渣用于生产有机肥料；沼液进入贮液池沉淀后优先通过布设的管道供给菜园、果园利用，余下部分通过氧化沟进入氧化塘进一步处理后实现达标排放；沼气用于猪场生产和职工生活燃料，剩余部分供应周围农户使用。
2.3.3 后处理
2.3.3.1 后处理工程建设内容 新增建设猪粪干化场300m2，贮液池400m3，氧化沟渠2 000m，氧化塘1 000m3，室外道路200m；建设菜园、果园沼液综合利用装置，包括污水过滤池5m3、沼肥利用管道2 000m、水泵站4个。
2.3.3.2 后处理技术措施 （1）对氧化塘和生物氧化塘进行清淤维修；（2）沼液优先通过管网供给菜园、果园利用，余下部分经过氧化沟渠进入原有的氧化塘和生物氧化塘进一步处理实现达标排放。
2.4 场区绿化 在猪场内空地、道路两旁种植香樟树300株，以改善养殖环境并对养殖臭气进行植物吸收。
3 工程运行效果及效益
3.1 猪场废水水质 本猪场养殖废水水质情况如表1所示。
3.2 工程启动与运行情况 2012年11月初，厌氧池气密性试压测试合格，11月15日厌氧消化沼气池投料，12月7日沼气池封池启动即日产沼气，沼气供养殖场食堂及工人洗澡等使用。2013年1月25日、5月24日两次对工程污水处理情况取样检测化验，BOD5、CODcr、SS、NH3-N的去除率达到预期的效果，出水水质达到GB8978-1996污水综合排放标准二级排放标准的要求，其结果见表2。
3.3 主要技术经济指标 本工程土建工程投资为84.43万元，设备安装调试及其他投资约为23.5万元，总投资为107.93万元。设备主要包括固液分离机与水泵，总装机容量25kW，实际使用功率13kW，日运行时数约10h，日耗电量13kW・h，0.67元/（kW・h），小计87.1元；人工成本48元/d；日总运行成本135元。折合1t水耗电量0.67kW・h，1t水耗电费用0.45元，人工费用0.24元/m3，单位废水运行总成本为0.69元/m3。项目运行收益：安装固液分离机后，1d可增加分离出的粪渣3t、出售收益360元，日生产沼气300m3价值340元，项目运行纯收益为565元/d，年纯收入20.6万元，项目投资回收期为107.93/20.6=5.24a。
4 结束语
（1）对生猪养殖场粪便污水采用全过程综合治理措施，能够达到零排放或达标排放的良好效果；到位的前处理措施减轻了厌氧消化处理和后处理的负荷；中处理采用二级厌氧消化工艺能够较好地实现降解COD的目的，并对降解NH3-N、P具有作用；后处理从实际出发，不拘泥于单一模式处理沼液，可以最大限度地利用沼液资源，氧化沟渠和氧化塘、生物氧化塘对处理农业利用不了的沼液及NH3-N起着关键作用。（2）单位废水运行总成本约为0.69元/m3，出水BOD5、CODcr、SS、NH3-N的值分别为120mg/L、350mg/L、150mg/L、75mg/L，出水各项指标均达到GB8978-1996废水综合排放标准二级排放标准。（3）项目运行用电量小，操作简便，各项工艺技术成熟，设备运行可靠；项目占地面积较小，投资省，运行成本低，效益好，投资回收期5.24a，值得推广应用。
（责编：陶学军）