王紹勇
(山東省沂水縣行政審批服務(wù)局,山東 沂水 276400)
主要有水沖糞、水泡糞、干清糞和生態(tài)發(fā)酵床收集四種工藝。
1.1 水沖糞 其方法是:每天多次將進入縫隙地板下的豬糞尿用水沖入主溝,然后流進地下的貯糞池或用泵抽到地面上的貯糞池。該工藝簡單,投資少,勞動強度小,但需要消耗大量的水,固液分離后廢水處理難度大,固體肥料養(yǎng)分含量低、肥效差。該工藝已基本被淘汰。
1.2 水泡糞 該工藝是改進水沖糞的一種糞尿收集方法,主要用于豬場。其方法是:先向豬舍縫隙地板下的糞溝中注入一定量的水,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的糞尿、廢水排放到糞溝,經(jīng)1~2個月發(fā)酵可打開閘門,讓糞水通過主干溝流進地下的貯糞池或用泵抽到地面上的貯糞池。該工藝勞動強度小,用水少,但糞水長時間在豬舍中滯留,產(chǎn)生的臭氣(甲烷、硫化氫、氨氣等)影響豬群健康,同時廢水中污染物濃度更高,處理難度更大。
1.3 干清糞 干清糞是借助機械或人工將畜禽糞尿、沖洗水單獨或一起清理出舍的一種工藝。其方法是:借助刮糞系統(tǒng)、履帶式清糞機或人工直接將畜禽糞便清理出糞道,尿、沖洗水自下水道流出。
人工干清糞的設(shè)備簡單,投資小,糞尿可直接分離,后期處理簡單,但勞動量大,生產(chǎn)效率低,不利于規(guī)?;B(yǎng)殖場推廣應用。機械干清糞一次性投資大,經(jīng)常更換刮糞板并做好維護的情況下設(shè)備可連續(xù)使用多年,可以減輕勞動強度,適于規(guī)?;B(yǎng)殖場應用。
2.1 液體糞污的貯存 實行水沖糞工藝的養(yǎng)殖場,產(chǎn)生的液體糞污一般通過地下管道輸送到地下貯糞池,或通過專用泵輸送到地上貯糞池,并在貯糞池內(nèi)暫存等待處理。
2.1.1 貯糞池容積和設(shè)計 貯糞池的容積根據(jù)飼養(yǎng)畜禽的品種、數(shù)量,糞便的產(chǎn)生量、貯存時間等進行計算和設(shè)計,一般根據(jù)6~8 個月的產(chǎn)糞量設(shè)計貯存量。污水量按照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(GB 18596)中集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)最高允許排水量標準計算或折算(表1、表2、表3)。
表1 集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)水沖糞工藝最高允許排水量
表2 集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)干清糞工藝最高允許排水量
表3 集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物最高允許日均排放濃度
2.1.2 貯糞池防滲處理 貯糞池要符合防滲、防漏、防雨、防曬、防蠅、防火、防爆、防臭氣擴散等要求。因此貯糞池要用水泥預制,并用水泥預制板封頂,架設(shè)雨棚,做好遮陰防曬等工作。
2.2 固體糞便貯存 實行干清糞工藝的畜禽養(yǎng)殖場,固體糞便貯存場地建設(shè)應符合《畜禽糞便貯存設(shè)施設(shè)計要求》(GB∕T 27622-2011)。根據(jù)養(yǎng)殖數(shù)量、遠期規(guī)劃、產(chǎn)糞數(shù)量、存放時間等,在離養(yǎng)殖場最少100 m 以外、常年主導風向的下風向或側(cè)風向處,用磚混結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)建造帶雨棚的“n”型槽式堆糞池,周圍設(shè)置與排污溝分離的排雨水溝,防止雨水徑流進入堆糞池內(nèi)。
畜禽糞污在進行好氧堆肥和無氧發(fā)酵等之前須進行預處理,通過物理或化學方法將糞污中的懸浮固體、雜草和長纖維等固形物移除。固液分離后固形物便于批量運輸,制成優(yōu)質(zhì)有機肥,制成牛床墊料。糞污固液分離可降低污水化學耗氧量(COD),為高效厭氧發(fā)酵創(chuàng)造條件并減輕負荷,便于后續(xù)處理(好氧處理)后的達標排放。
3.1 固液分離技術(shù)路線 實行固液分離,移除畜禽糞污中固形物的方法有多種。借助固形物重力沉降可進行自然沉淀分離;干旱地區(qū)自然蒸發(fā),其他地區(qū)人工加熱,也可實現(xiàn)固液分離;使用某些化學試劑將糞污中比較小、比較輕的懸浮固形物凝集,都可實現(xiàn)移除糞污中懸浮固體和部分溶解固體的目的。
3.2 固液分離方法 應用廣、處理效果較好的是借助機械進行物理固液分離。
3.2.1 篩分分離 篩分分離是根據(jù)糞污中固形物顆粒大小進行篩條過篩的固液分離方法。篩條間隙越小,固形物篩除率越高,但篩條越易堵塞。常用的篩分分離設(shè)備有斜篩式固液分離機和震動篩分離機。
斜篩式固液分離機的原理是當畜禽糞污由上到下經(jīng)過固定的篩板(篩條排列而成)時,固形物借助自身的重力被自動篩出分離。在分離含水量、固形物大小不同的糞污時,可調(diào)節(jié)篩板的斜置角度、更換篩條間隙不同的篩板。圖1 是斜板篩分離機用于畜禽糞污分離的工作原理示意圖。
圖1 斜板篩分離機用于畜禽糞污分離的工作原理示意圖
斜板篩分離機雖然使用簡單、運行成本低,但篩條易被固形物堵塞,對固形物的去除率也比較低,特別是貯糞池中存貯了一段時間的糞污更難過篩分離,其分離出的固形物仍含有很高的水分,給運輸和后續(xù)處理帶來不便。
震動篩分離機的基本原理和斜篩式固液分離機相同,但為了提高糞污分離效率、防止篩孔堵塞,其在水平放置的分離機上裝有一個高速震動的篩板。
3.2.2 壓濾分離 有帶式壓濾技術(shù)和螺旋擠壓技術(shù)。帶式壓濾技術(shù)操作方便、能耗小,但費用高。糞污經(jīng)過壓濾后,固形物成了濾餅,含水量低,但濾帶需要用高壓水沖洗,其工作原理見圖2。
圖2 帶式壓濾機工作原理
螺旋擠壓技術(shù)是將重力過濾、擠壓過濾以及高壓壓榨融為一體的新型分離裝置。螺旋擠壓機結(jié)構(gòu)簡單,操作靈活,運行費用低。因螺旋壓濾機密閉運行,因而噪聲低,臭氣排放少。
3.2.3 離心分離 借助高速旋轉(zhuǎn)的沉淀式離心機將固液分離,其分離效率高,分離出的固形物含水量低,但運行成本高,難以大面積推廣應用。
4.1 自然發(fā)酵,直接肥田 遠離城鎮(zhèn)的郊區(qū),飼養(yǎng)規(guī)模小、畜禽糞便少的養(yǎng)殖場可摻拌部分墊料、雜草,讓糞便在貯糞池中自然腐熟、發(fā)酵,也可將糞便堆在閑置的土地上,糞堆外用稀泥封嚴,進行厭氧發(fā)酵。經(jīng)自然發(fā)酵的糞堆,堆內(nèi)溫度保持在40 ℃以下不再升溫時,表明已基本腐熟。此法處理效率低,占用土地多,產(chǎn)生臭氣多,只適合小規(guī)模養(yǎng)殖場采用。
4.2 好氧堆肥,生產(chǎn)有機肥 規(guī)?;半u場、肉雞場、羊場等糞便以固形物為主的養(yǎng)殖場,糞便經(jīng)好氧堆肥并無害化處理后,直接還田利用。常用的堆肥方式有:
4.2.1 靜態(tài)堆漚 將糞便摻拌墊料等輔料,使孔隙率達到30%左右。在糞堆底部安裝帶有空隙的管道,管道另一頭與風機相連,管道安裝好后直接堆糞,糞堆高1~2 m。堆肥發(fā)酵過程中開通風機,直接給糞堆供氧,進行好氧發(fā)酵,一般4 周后發(fā)酵成功。此法運行成本低,但發(fā)酵周期長,堆漚糞肥質(zhì)量不穩(wěn)定,在農(nóng)村分散性、集約化養(yǎng)殖場可以應用。
4.2.2 條垛式堆肥 畜禽糞便、堆肥輔料、菌種按適當比例混合均勻后在土質(zhì)或水泥地面上堆制成長度不限、高度1~1.5 m的長條形堆垛,2~3 d 翻垛一次,進行好氧發(fā)酵,溫度超過70 ℃時增加翻垛次數(shù)。該法投資小,但占地面積大,糞堆發(fā)酵和腐熟周期30 d以上,翻垛不及時會產(chǎn)生大量臭氣。該法適用于中小規(guī)模養(yǎng)殖場。
4.2.3 槽式堆肥 在密閉式發(fā)酵車間內(nèi),將按比例混合好的畜禽糞便堆料混合物放在長槽式發(fā)酵槽中,借助翻拋機的往復運動不斷攪拌,實現(xiàn)糞堆的好氧發(fā)酵和快速腐熟。
一般槽高5~8 m,深1.2~1.5 m,長60~90 m,每天翻拋1~2 次,發(fā)酵15 d 左右。槽式堆肥處理糞便量大、發(fā)酵周期短,但成本較高,適用于大型規(guī)?;B(yǎng)殖場。
無論是厭氧發(fā)酵堆肥還是好氧發(fā)酵處理,其排放和利用都要執(zhí)行相應的標準規(guī)范。配套糞污處理土地充足的養(yǎng)殖場戶,糞污無害化處理后還田利用的要求及限量應符合《畜禽糞便無害化處理技術(shù)規(guī)范》(GB∕T 36195)、《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》(GB∕T 25246)。
5.1 直接還田利用 采用水泡糞收集豬糞的養(yǎng)殖場,貯糞池內(nèi)的污水、尿液通過物理沉淀和自然發(fā)酵,沉淀出的水可供周邊農(nóng)田、果園澆地,池底沉淀出的糞污可作為有機肥肥田,也可和固體糞便一起使用。直接還田操作簡單,投資小,但糞污處理不徹底,勞動強度大,需要較多的農(nóng)田消納糞污,一般集約化小型豬場可采用。
5.2 厭氧發(fā)酵 采用篩分收集的污水、尿液直接進入?yún)捬醭匕l(fā)酵。發(fā)酵后沼氣直接被利用,沼液還田,沼渣可還田,也可用于制造有機肥。
這種污水減排方法實現(xiàn)了“養(yǎng)—沼—種”的循環(huán)利用,投資小,運行費用低,但需有與飼養(yǎng)規(guī)模配套、容積足夠大的貯糞池,適合常年氣溫較高地區(qū)的中小規(guī)模豬場采用。
5.3 厭氧-好氧處理 污水、尿液先經(jīng)厭氧發(fā)酵,處理后的污水、尿液再經(jīng)好氧及自然處理系統(tǒng)處理,符合國家和地方排放標準后,即可達標排放或作灌溉用水使用。處理工藝見圖3。該法處理效果好,適用于各地區(qū)的各種養(yǎng)殖場,但所用設(shè)備多、投資大。
圖3 厭氧——好氧深度處理流程圖
沼氣工程是以養(yǎng)殖場糞污為原料,以生產(chǎn)沼氣和處理畜禽糞污為目的,實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)良性循環(huán)的一項工程技術(shù)。這項技術(shù)是通過厭氧發(fā)酵降低糞污中的有機質(zhì),并獲取干凈能源沼氣。在處理糞污、制備沼氣的過程中,產(chǎn)生的沼渣和沼液要科學利用。
6.1 沼渣利用 畜禽糞污發(fā)酵生產(chǎn)沼氣后的剩余固形物就是沼渣,其包括未完全分解的畜禽糞便、微生物菌體及輔料,含有豐富的腐殖酸、蛋白質(zhì)、氮、鉀等有機和無機營養(yǎng)成分。
6.1.1 用作肥料 沼渣中含有豐富的有機質(zhì)和腐殖質(zhì),施入土壤后可改善土壤團粒結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),可松土、培土、改土。沼渣中沒有硝酸鹽,是生產(chǎn)有機蔬菜、無公害綠色農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)肥料。用沼渣做基肥可改善土壤肥力,防止養(yǎng)分流失,其可直接開溝挖穴作追肥,還可與碳酸氫銨、過磷酸鈣堆漚,提高肥效。
6.1.2 配制營養(yǎng)土 多種花卉、蔬菜、特種農(nóng)作物在育苗時都要用到營養(yǎng)土。使用腐熟度好、質(zhì)地細膩的沼渣與肥沃的大田土按1∶3比例摻拌配制而成的土壤,能很好地滿足育苗需要,而且還能預防枯萎病、立枯病和多種地下害蟲,可起到壯苗作用。
6.1.3 栽培食用菌 沼渣不僅含有豐富的植物生長所需的營養(yǎng),且質(zhì)地松軟、酸堿度適中,是栽培食用菌的優(yōu)質(zhì)基質(zhì)。
畜禽糞便生產(chǎn)沼氣后,挖取滯留在沼氣池內(nèi)3 個月以上、沒有糞臭味的沼渣(不要挖取池底的沼渣,以免帶入寄生蟲卵),每500 kg 沼渣中摻拌入粉碎的稻草或麥秸150 kg、棉籽殼1.5 kg、石膏6 kg、石灰2.5 kg后可直接栽培蘑菇。
6.1.4 做牛場墊料 沼渣曬干后可做牛床、運動場的鋪設(shè)墊料,以增強舒適度。
6.2 沼液利用 沼液是畜禽糞污厭氧發(fā)酵后的殘留液體,含有大量的氮、磷、鉀和氨基酸、維生素、水解酶等,需經(jīng)一定處理后方可利用,如果直接排放會造成二次污染。
6.2.1 肥用 沼液是很好的液體肥料,大田作物、蔬菜、果樹、牧草等均可用沼液進行澆灌、滴灌、滲灌,其作為液態(tài)速效肥料追施有不錯的肥效。
6.2.2 浸種 沼液中含有生物活性物質(zhì)和某些植物激素,可促進細胞分裂,并能消除種子攜帶的病原體和細菌。使用沼液浸種,種子發(fā)芽整齊,苗壯,長勢旺,抗逆性強。
6.2.3 葉面噴施 畜禽糞污在沼氣池內(nèi)經(jīng)長時間厭氧發(fā)酵,或產(chǎn)生銅、鐵、鋅、錳等微量元素及多種生物活性物質(zhì),這些產(chǎn)物能被植株快速吸收,并能抑制或殺死某些有害病菌和蟲卵,具有很好的植保效果。■