目前(qián)用(yòng)於我國大(dà)型養豬場汙水處理處理利(lì)用的工藝(yì)主要有土地消納、自然(rán)處理和厭氧消化處(chù)理3種模式。並且現在養豬場大型汙水處理設備的生產(chǎn)公司(sī)也是不斷(duàn)在進行創新發展,實現可持續利用。
1.1土地消納
土地消納是將汙水經一定時間的厭氧水解酸化處(chù)理後(hòu),直接施用於(yú)土壤中,利用土壤微生(shēng)物和植物根(gēn)係的共同作用,分解糞便汙水中的有機質,使其轉化成腐殖質(zhì)和植物能吸收利用的肥(féi)分供植(zhí)物生(shēng)長,同時汙水被淨化(huà)和消納。以農(nóng)田進行土地消納不僅可減少化肥的使用量,還能維持(chí)並提高土壤地(dì)力,改善土壤的團粒結(jié)構,提高土壤的通(tōng)透性和持水、持(chí)肥能力,促進有益微生物的生長。
土地(dì)消納的(de)應用前提(tí)是必須有足夠的(de)儲存設備或設施(不同材料的罐、池或地麵的坑、塘等(děng))以及就近有足夠麵(miàn)積的農(nóng)田,若按照每公頃耕地的氮肥施用量150~400kg(以N計)計(jì)算,則萬頭豬(zhū)場的糞汙需要90~235公(gōng)頃(相當於1350~3525畝)的土地消納[1],所以該模式多適(shì)用於遠離城市、本場有足夠土地麵積的規(guī)模化養豬場。此外,由於汙水不便於遠途運輸,隻能以就近的土地進行消納,有專家研究報道,豬糞的經濟運輸距離(lí)在13.3km以內,而汙(wū)水經濟(jì)輸送的距離將(jiāng)會大大縮短[2]。
除(chú)了上述2個因素製約土地(dì)消納的應用外,還存在糞汙水貯存、地下水汙染(rǎn)、畜禽疫病的傳播等問題,所以,該模式在我國的應用前景還存在很大的瓶頸。
1.2自然處(chù)理
自然處理模式是利用(yòng)生物塘(氧化(huà)塘、兼性塘、厭氧塘、生態係(xì)統塘等)和(hé)人工(gōng)濕地(表(biǎo)麵流或潛流)的沉澱、吸附、過濾等物理作用,以及係統中的植物、微生物的吸(xī)收和降解等生物(wù)作(zuò)用,使汙水中有機汙染物得以降解淨化的處理係統。適用於遠離城市、經濟欠(qiàn)發達、土地(dì)寬廣、地價低廉(lián)、氣候溫和地區的規模化養豬場,特別(bié)是以灘塗、荒地、林地或低窪地作為(wéi)汙水自然處理係統(tǒng)的豬場。
利用自然處理豬場汙水(shuǐ)不需要複雜設備的投入,其管理方便、對(duì)周圍環境影(yǐng)響小,處理後(hòu)的中水可用作肥水還田、肥塘養魚,或進一步處理後(hòu)達標排放。其缺點是需要一定(dìng)的土(tǔ)地麵積、淨化效果易(yì)受季節(jiē)和溫度變化(huà)的影響,並(bìng)且(qiě)對地下(xià)水會產生一定程度的汙染。此(cǐ)外(wài),如利用人工濕地處理係統,由(yóu)於懸浮物過多則極容易產(chǎn)生堵塞,從而抑製微生物的生長。此外,養豬場的清糞方式和周邊的環境狀況也影響該種處理工藝的選擇和處理效果,所(suǒ)以,除(chú)在我國南方和溫暖地區(qū)較大型的(de)豬場有(yǒu)應用外,尚未(wèi)大麵積推廣。
1.3厭氧消化
厭氧消化是微生物在厭氧(yǎng)條件下,利用自然微(wēi)生物或接種(zhǒng)微生物(wù),將有機質通過複雜的分解代謝,最終(zhōng)產生沼氣和沼肥的過程。厭氧消化不僅可以除去(qù)豬糞便(biàn)的臭味,還能殺滅大部分的寄生蟲及有害微生物。與其他處理技術相比(bǐ),厭(yàn)氧消化技術具備能耗低、二次汙染少、可產生清(qīng)潔的生物能源(yuán)等優點,具有(yǒu)明顯的環境優勢和更高的(de)投入產出效益(yì),是一種可持續的(de)處理方法。隨著我國畜禽養殖業的快速(sù)發展(zhǎn)以及世界能源枯竭進程的加(jiā)快,采用厭氧消(xiāo)化工藝處(chù)理規模化豬(zhū)場大量的高濃度汙水,就更賦予了現實的經濟和生態意義,因此,得到了國家和各級政府的大力推薦和資(zī)金支持。根據對厭氧消化處理的產物沼氣、沼液和沼渣利用目的的(de)不同,厭氧消化工藝可分(fèn)為集中供氣、沼氣發電和以(yǐ)沼氣為紐帶的物質資源多級利用這3種(zhǒng)模式。沼氣主要成分是CH4,含量約60%,熱值較高,是一種優質綠色能源(yuán),我國沼氣的發(fā)展已經開始注重集中供氣係統的建設。集中供氣係統是采用增加和(hé)減壓的調節裝置,通過輸送管網將(jiāng)沼(zhǎo)氣配送到用(yòng)戶,形(xíng)成區域性的(de)供氣網絡,為用戶供應沼氣。對於養豬場而言,沼氣也可用於消毒、照明、爐灶、冬(dōng)季供(gòng)暖等的能源。沼氣(qì)鍋爐(lú)、沼氣飯煲、沼氣燈等(děng)各類設備的開(kāi)發,都為沼氣(qì)的利用(yòng)提供了很好的條件,為沼氣在養豬場的使用拓寬了範圍,替代豬場日常(cháng)消耗的一部分商品(pǐn)能源,最大(dà)程度地降低(dī)了日常運行(háng)成本,實現豬場清潔生產、節能減(jiǎn)排、資源循環利用,在解決環境汙染問題的同時也提高了糞汙(wū)水處(chù)理的經濟效益。
沼氣發電技(jì)術(shù)是隨著沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項新型沼氣利用(yòng)技術(shù),它是將沼氣和發動機相結合,配備綜合發電裝(zhuāng)置,從而產(chǎn)生電能和熱能雙重成果(guǒ)。國外沼氣發電技(jì)術(shù)較為先進,如德國已經把沼氣(qì)發電連入國家電網,使之成(chéng)為一個盈利性的新興行(háng)業,而我國現有養豬場所建的沼氣工程規模相對較小,沼氣發電多為豬場自用,如用來飼料加工和供水動力、豬場電動(dòng)設備(通風、降溫、供暖等)、電器和照明(míng)以及火焰消毒等。隨著沼氣技(jì)術(shù)的進一步推廣應用,新的利(lì)用設備會不斷地創(chuàng)新,整個沼氣技術(shù)勢必日臻完善,推動養豬場糞汙水處理、環境保護和可持續健康發展。