目前用(yòng)於我國大型養豬場汙水處理處(chù)理利用的工藝主要(yào)有土(tǔ)地消納、自然(rán)處(chù)理和厭氧消化處理3種模式。並且現在養豬場大型汙水處理設備的生產(chǎn)公司也是不斷在進行創(chuàng)新發(fā)展,實現可持續利用。
1.1土地消(xiāo)納
土地消納是將汙水經一定時(shí)間的厭氧水解酸化處理後,直(zhí)接(jiē)施用於土壤中,利用土壤(rǎng)微生物和植物根係的(de)共同作用(yòng),分解糞便汙(wū)水中的有機質,使其轉化成腐殖質和植物能吸收利用的(de)肥分供(gòng)植物生長,同時汙水被淨化和消納。以農田進行(háng)土地消納不僅(jǐn)可減少化肥的使用量(liàng),還能維持並提高土壤地力,改善土壤的團粒(lì)結構,提高土壤(rǎng)的通透性和持水、持肥能力,促進有益微生物的生長。
土地消納的應用前提是必須有足夠的儲存設備或設施(不同材料的罐、池(chí)或地麵的坑、塘等)以及就近(jìn)有足夠麵積(jī)的農(nóng)田,若按照每公(gōng)頃耕地的氮肥施用量150~400kg(以N計)計算,則萬頭豬場的(de)糞汙需要(yào)90~235公頃(相當於1350~3525畝)的土地(dì)消納(nà)[1],所以該模式(shì)多適用(yòng)於遠離城市、本場有足夠土地麵(miàn)積的規模化(huà)養豬場。此(cǐ)外,由於汙水不便(biàn)於遠途運輸,隻能以就近的土(tǔ)地進行消納,有專家研究報道,豬糞的經濟運輸距離在13.3km以內,而汙水經濟輸送的距離將會大大縮短[2]。
除了上(shàng)述2個因素製約土地消納的應用外,還存在糞汙水貯存、地下水汙染、畜禽疫病的傳播等問題,所以,該模式在我國的應用(yòng)前景還存在很大的瓶頸。
1.2自然處理
自然處理模式是利用生物塘(氧化塘、兼性塘、厭氧塘、生態係統塘等)和人工濕地(表麵流或潛流)的(de)沉澱、吸附、過濾等物(wù)理作用,以及係統中的植物、微生物的吸收和降解等生物作(zuò)用,使汙水(shuǐ)中有機汙染物(wù)得以降解淨化的處理係統。適用於遠離城市、經濟欠發達、土地寬廣、地價低廉、氣候溫(wēn)和(hé)地區的規模化養豬場,特別是以灘塗、荒地、林地(dì)或低窪地作為汙水自然處理係統的豬(zhū)場(chǎng)。
利用自然處理豬場汙(wū)水不需要複雜設(shè)備的投(tóu)入,其管(guǎn)理方(fāng)便(biàn)、對周(zhōu)圍環境影響小,處理後的中水(shuǐ)可用作肥水還(hái)田、肥塘養魚(yú),或進一步處理後達標排放。其缺點是需要一定的(de)土地(dì)麵積、淨化效果易受季(jì)節和溫度變化的影響,並且對地下水會產生一定程度的汙染。此外(wài),如利用人工濕(shī)地處理係統,由於懸浮物過多則極容易產生堵塞,從而抑製(zhì)微生(shēng)物的生長。此外,養豬場的清糞方式和周邊的環境狀況也(yě)影響該(gāi)種(zhǒng)處理工藝的(de)選擇和處理效(xiào)果(guǒ),所以,除在(zài)我國南方和溫(wēn)暖地區(qū)較大型的豬場有應用外,尚未大麵積推(tuī)廣。
1.3厭氧消化
厭氧消化是微生物在厭氧條件下,利用自然微生物或接種微生物,將有機(jī)質通過複雜的分解代謝,最終產生沼氣和沼肥的過(guò)程。厭氧消化不僅可以除去豬糞便的(de)臭味,還能殺滅大(dà)部分(fèn)的(de)寄生蟲(chóng)及有害(hài)微生物。與其他處理(lǐ)技術相比,厭(yàn)氧消化技術具備能耗低、二次汙染少、可(kě)產生清潔的(de)生物能源(yuán)等優點,具有明顯的環境優勢和更高的投入產出效益,是一種可持續(xù)的處理方法。隨(suí)著我國畜禽養殖業的快速發(fā)展以及(jí)世界能源枯竭進程的加快,采用厭氧消化工藝處(chù)理規模化豬場大量的高濃度(dù)汙水,就更賦予了現實的經濟(jì)和生態意義,因此,得到了國家和各級政府的大力推薦和資金支持。根據對厭氧消化處理的產物(wù)沼氣、沼液和沼渣利用目(mù)的的不同,厭氧消化工(gōng)藝可分(fèn)為集中供氣(qì)、沼氣發電和以沼氣為紐(niǔ)帶的物質(zhì)資源多級利用(yòng)這(zhè)3種模式。沼氣主要成分(fèn)是CH4,含量約60%,熱值較高(gāo),是一種優質綠色能(néng)源,我國沼氣的發展已經開始注重集中供氣係統的建(jiàn)設。集中供(gòng)氣係統(tǒng)是采用增加(jiā)和減壓的調節裝置,通過(guò)輸送管網將沼氣配送到(dào)用戶,形成區域性(xìng)的供氣網絡,為用戶供應沼氣。對於養豬場而(ér)言,沼氣也可用於消毒、照明、爐灶、冬季供暖等的能源。沼氣鍋爐、沼氣飯煲、沼氣燈(dēng)等各類設備的開(kāi)發,都為沼氣的利用提供了很好的條件,為沼氣在養豬場的使用拓寬了範圍,替代豬場日常消耗的一(yī)部分商品能源,最大程度地降低了(le)日常運行成本,實現豬場(chǎng)清(qīng)潔生產(chǎn)、節能減排(pái)、資源循環利用,在解決環境汙染問題(tí)的同時也提高了糞汙水處理(lǐ)的經濟效益。
沼氣發電技術是隨(suí)著沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項新型沼氣利用技術,它是將沼氣和發動機相結合,配(pèi)備(bèi)綜合發電裝置,從而產生電能和熱能(néng)雙重成果。國外沼氣發電技術較為先進,如(rú)德國已經把沼氣發(fā)電連入(rù)國家電網,使之成為一個盈利性的新興行(háng)業,而我國現有(yǒu)養豬場所建的沼(zhǎo)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(jiā)工和供水動力、豬場電動設備(通風、降溫(wēn)、供暖等)、電器和照(zhào)明以(yǐ)及火焰消毒等。隨著沼氣技術的進一步推廣應用,新的利用(yòng)設備會不斷地創新,整個沼(zhǎo)氣技術(shù)勢必日臻完善,推動養豬場糞汙(wū)水處理、環境保護和(hé)可持續健康發展。