有机肥转化装置的毕业论文

集约化养猪场废水处理技术及应用养猪场废水是养殖业废弃物中最典型的一类污染物,主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水,属高浓度有机废水。由于养猪业属传统产业,用于废水处理的资金有限,所以养猪场废水处理各项指标要完全达标难度很大。迄今为止,国内外对养猪场废水处理已进行了大量研究和工程应用实践。文章分析总结了近3年来集约化养猪场废水处理的工艺研究和工程应用等方面的情况,现报道如下。1 猪场废水处理工艺目前,养猪场废水处理研究的工艺方法有物化处理、自然生态处理、好氧处理、厌氧处理等,实际工程应用中常常是这些处理技术的组合工艺。猪场废水悬浮物质浓度很高,悬浮物质是COD的主要来源之一,过高的悬浮物质将会影响后续生化处理的效果,所以在养猪场废水进入生化处理系统之前进行固液分离处理是必要的。固液分离机有振动筛、回转筛、水力筛和挤压式分离机等,其中挤压式分离机可以连续运行,效率较高。德国研制的FAN -SEPATOR的挤压式离心分离机,具有很好的分离效果,在我国的应用表明,悬浮物的去除效率较高,分离出来的泥渣含水率为80%左右。猪场废水氮磷含量很高, 采用磷酸镁铵(MgNH4 PO4 ·6H2O,俗称鸟粪石)化学沉淀法处理,使得废水中的氨氮转化为缓释肥中的营养元素,解决了氮的回收和氨的污染两大问题,同时达到较好的预处理效果,为后续的生化处理创造了条件。但该方法必须考虑废水中N、P、Mg的平衡问题,所以廉价的添加剂是化学沉淀法能否实际应用的关键。Lee S I等人利用海水或制盐工业中的废盐卤作为Mg2 + 添加剂,沉淀速度快,与添加MgCl2 作镁源对磷有等同的去除效果,是一种处理成本低廉的方法,但去除氨的效果不如添加MgCl2。自然生态法是运用生态学原理与工程学方法相结合的技术,应用较多的是稳定塘工艺和人工湿地系统。PoachM E[ 1 ]为了研究有机负荷和去除效果的关系,设计了6个并联的湿地- 池塘- 湿地处理系统,通过分别进水控制各处理单元的有机负荷,试验研究表明,最佳TSS、COD、TN、TP去除率分别为35% ～51%、30% ～50%、37% ～51%、13% ～26%,夏季处理效果明显优于冬季,处理效果受温度和降雨的影响较大。自然生态法处理建设费用较低,运行成本低廉,但受自然条件的影响较大,适宜于土地资源丰富的地区,具有良好的应用前景。好氧生化法主要有活性污泥法和生物接触氧化法。成文[2]采用接触氧化水解(酸化) -两段接触氧化-混凝工艺处理猪场废水,水解对CODcr有较高的去除率,稳定在60%～70%;接触氧化对COD的去除效果在50%左右。整个工艺对氨氮去除效果较好,出水氨氮在13～15 mg/L, CODcr在200～250 mg/L,经过聚合氯化铝混凝沉淀后,最终出水CODcr稳定在100 mg/L 以下,出水达到污水综合排放一级标准(GB8978 - 88) 。但该工艺程序复杂,占地面积大,对氨氮的去除效果还有待进一步研究。邓良伟[ 3 ]研究水解- SBR处理猪场废水,大大简化了处理工艺, 水解去除了大部分的COD, TP去除率达到55% ,但对氨氮去除效果不好;SBR对氨氮有较好的去除效果, TN的去除率为 ,氨氮的去除率在97%以上,但最终出水的COD残留量较大。猪场废水的高氨氮常常导致生化处理过程中碳源不够、C /N过低,从而影响总氮的去除效果,如果采用外加碳源则会增加处理成本。Ju -Hyun Kim等人利用序批式反应器( SBR) 实时控制工艺,采取补充源水作外加碳源的方式处理猪场废水,通过ORP以及pH值实时控制缺氧段、好氧段,TOC和总氮的去除率分别在94%和96%以上,能够有效除去TOC和TN,但对TP的去除效果不佳。猪场废水氨氮浓度高,对直接进行生化处理可能会产生影响,因此在生化处理前进行化学脱氮以减轻后续生化处理的难度,是目前猪场废水处理的一个新途径,于金莲等人提出了加石灰乳混凝沉淀- 脱氨- 好氧生化的联合处理工艺,在生化处理前进行混凝沉淀和脱氨预处理,一方面去除了大部分悬浮物和部分难降解有机物;另一方面提高pH值,脱除大部分氨氮,使后续生化处理降低能耗、容易达标。自然生态法和好氧处理都有各自的不足,自然生态法处理需要大面积的处理场地;好氧处理能耗大,去除污染物不完全。对于高浓度有机废水的处理,厌氧技术是必然选择之一。目前较常用也比较有效的处理方法是厌氧或厌氧+好氧后续处理工艺,研制高效厌氧反应器是猪场废水处理的关键。邓良伟等人利用内循环厌氧反应器( IC)处理猪场废水,水力停留时间0. 8～2. 0 d,COD 负荷3～7 kg / (m3 ·d) ,经过半年的运行,结果表明, COD 平均去除率为80. 3% ,耐冲击负荷好,BOD5 平均去除率为95. 8% , SS去除率为78. 5%。厌氧反应器中,部分有机氮转化为氨态氮,使得出水氨氮浓度比进水高2. 82% ,反应器对总氮、总磷的去除还需进一步的试验研究。一般而言,单纯使用厌氧工艺,出水有机污染物还很高,必须采用后续处理才能达到排放标准。考虑到SBR 对氨氮有较好的去除,杨朝晖等人提出沉淀- UASB - SBR工艺处理猪场废水,经厌氧消化可除去大部分的有机质,在SBR工艺中的曝气过程分为2个阶段,中间添置闲置阶段,既防止产生过多泡沫,又增强反消化作用。经过稳定运行, UASB 反应器COD 有机负荷稳定在8～10 kg/ (m3 ·d) , COD去除率达到70%左右,BOD5去除率80%左右,经SBR 处理可去除氨氮95% ～98% ,最终出水CODcr为186 ～412 mg/L, BOD5 为78～146 mg/L,氨氮为20 ～60 mg/L,出水仍残留部分生化处理难以去除的难降解有机物,这是因为厌氧消化较完全,消化液COD较低,而氨氮很高,导致后续生化处理碳源不足,影响了后续的处理效果。杨朝晖等人又研究水解酸化+好氧处理猪场废水工艺,采用水解酸化反应器(ASBR)进行厌氧处理,保持厌氧消化处理控制在水解、酸化阶段,使出水C /N 较高,保证了后续SBR的生化效果。经过最终混凝处理,COD去除率为99. 6% , BOD5 去除率为99. 8%, TN为88. 3% ,氨氮为99. 8% ,出水达到污水综合排放二级标准(GB8978 - 96) 。但水解酸化反应器COD 的容积负荷较低仅为2. 3 kg/ (m3 ·d) ,还需进一步研究提高其负荷。猪场废水中还存在大量细菌,如不经处理可能将大肠杆菌带入地表水和地下水,危害人类健康, JamesA Entry等人提出用水溶性的阴离子聚丙烯酰胺( PAM ) 处理猪场废水, 基建投资低、应用快捷。PAM、PAM与CaO复配和PAM与Al2 ( SO4 ) 4 复配能够使总的大肠杆菌和排泄物大肠杆菌减少30% ～50%,降低源水中的总磷、正磷酸根以及氨氮。正确的应用PAM及其复配物可以减少进入地表水和地下水中的污染物数量,保护水质。2 猪场废水处理技术应用情况目前,应用到实际工程上的猪场废水处理工艺有自然生态法处理、好氧处理、厌氧+好氧处理等。潘涌璋等人利用高级综合稳定塘处理猪场废水,经过稳定运行, 出水达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596 - 2001)的要求,氨氮在60 mg/L 左右,总氮没有考虑,总停留时间在20 d以上,占地面积大,适合于土地资源较丰富的亚热带山区。由于凤眼莲对水体中的污染物质和营养物质有较好的吸收,]考虑用凤眼莲处理猪场废水,工艺流程如下:该凤眼莲生化处理系统对COD 的______去除率为43%～69% ,对总氮的去除率为55% ～72% ,对氮元素的吸收量很大,同时对总磷、挥发酚等污染物都有较好的去除效果。该处理系统的停留时间为30 d,日设计流量为600 m3 ,但需要较大的处理场地,且受气候条件影响很大,这都限制了该工艺的应用。目前,厌氧+好氧处理工艺应用较为广泛。胡海良等人将环形生活污水高效净化沼气装置应用到猪场废水的处理上,废水经过高效净化沼气装置后进入接触氧化池,进行自然曝气去除CODcr和BOD5 , 该工艺对COD、BOD的去除率达到90%以上,但出水氨氮为100～200 mg/L,去除效果不好。邓良伟等人进行了厌氧- 加源水- 间隙曝气(Anarwia)的研究,此工艺是厌氧+ SBR工艺的改良,因为厌氧消化较完全,导致好氧处理中C /N较低,影响后续消化效果,如果添加外源碳源或外源有机物提高C /N,运行成本随之增高,故提出了部分猪场废水进入厌氧池进行厌氧处理,另一部分进入沉淀配水池与厌氧出水混合后再采用间歇曝气的序批式反应器( SBR)处理,经过一年的生产性试验,该改良工艺对COD、氨氮、TN的去除率分别为93. 1% ～97. 4%、98. 2% ～99. 5%、93. 1% ,但最终剩余难降解的有机质还需要进一步物化处理才能达到排放标准。3 其他相关处理技术猪场废水处理还有其他的相关处理技术,如从养猪场生产过程的环境管理上考虑,在源头改进工艺减少排污,减轻污染。采用干清粪工艺取代水冲式清粪就是一种较好的方法,干清粪工艺是将粪便单独清出,不与尿、污水混合排出,这种工艺固态粪便含水量低,粪中营养成分损失小,肥料价值高,便于堆肥和其他方式处理,还可以节约用水,减少废水和污染物排放量,易于净化处理,是目前理想的清粪工艺。以万头规模化养猪场为例,将现有的水冲粪工艺改为干清粪工艺,每年可减少污水排放5. 5万吨,既节约了用水,又减少了污染。王德刚等人提出“零污染”干式法养猪,即在栏舍内铺上敷料,将猪的粪尿吸附混合,生物处理后进行二次发酵,并经工艺处理合成生态有机肥,对周围环境达到“零污染”的排放效果,同时降低猪群疾病发生率,加快生长速度,提高饲养效益以达到较好的经济效益、环境效益。目前很多学者提出了不少猪场废水处理的新方法,但都只停留在试验室小试阶段,真正应用到生产中还需要进一步的研究试验。邓良伟等人利用秸秆作为载体进行堆肥,在堆肥发酵过程中,产生的生物热蒸发浓缩“猪场废水”,达到处理猪场废水和生产有机肥的目的。以秸秆为载体用猪粪水及其厌氧消化液进行堆肥处理,其吸水比可达1∶5. 94～1∶6. 65,堆肥含水率基本在70%以上,超过一般堆肥过程含水率( 50% ～60% ) ,且能保持较长的高温期,说明以秸秆为载体吸收猪粪水在高温条件下进行堆肥的工艺路线是可行的。在堆肥过程中,氮、磷、钾是一个累加的过程,所获得的堆肥是一种肥效较高的有机肥,但该工艺消耗猪场生产废水有限,仅限于小规模的污水处理,对于大规模的猪场废水处理还需研究探讨。4 结论与展望根据以上分析,解决猪场废弃物污染问题,首先应当加强猪场环境管理,从源头污水减量化考虑,采用“零污染”干式养猪,减少用水量,基本实现零污染物排放;或采用干清的方式代替水冲,既不会流失营养物质,又可以大大减少废水的排放。养猪业属于传统产业,猪场废水处理必须寻求经济可行、处理效果好的方法。开发经济有效的处理工艺是目前猪场废水处理的重点。高效厌氧反应器的研制、氮磷污染物的去除、沼气发电技术及无害化资源能源的回收是今后猪场废水处理的重要研究方向。参考文献:[ 1 ] POACH M E. SwineWastewater treatment bymarsh - pond - marshconstructed wetlands under varying nitrogen loads [ J ]. EcologicalEngineering, 2004 (23) : 165 - 175.[ 2 ] 成文. 养猪场废水处理工艺研究[ J ]. 环境污染与防治, 2000, 22(1) : 24 - 27.[ 3 ] 邓良伟. 水解- SBR工艺处理规模化猪场粪污研究[ J ]. 中国给水排水, 2001, 17 (3) : 8 - 11.[ 4 ] 余远松. 凤眼莲水生生态系统处理大型养猪场废水的应用研究[ J ]. 农业环境保护, 2000, 19 (5) : 301 - 303.畜禽粪便用于生产饲料的方法随着我国畜牧业的蓬勃发展,生产规模化、集约化趋势越来越明显,在给人类提供丰富的畜禽产品同时,由于规模化养殖场的畜禽粪便和污水多不处理直接用作肥料,某些地区甚至直接排入江河,造成严重的环境污染。其实,畜禽粪便并非完全是不可利用的废物,粪便中有一部分营养物质能被动物直接再吸收,还有一部分物质可通过处理再被动物吸收。现在被各国所接受和使用的主要处理方法有以下几种。1 干燥法一般只适用于营养物质含量较高的鸡粪。1. 1 自然干燥将新鲜粪便单独或掺入一定比例糠麸拌匀后,摊在水泥地面或塑料布上,随时翻动,自然风干、晒干,然后粉碎,掺到其他饲料中饲喂。此法成本较低,操作简单,但受天气影响大,晒干时造成的环境污染大。1. 2 加温干燥干燥快速,可达到灭菌、灭杂草籽和去臭的目的,但是经处理后的粪便养分损失较大,成本较高。1. 2. 1 低温干燥 将畜禽粪便运到装有机械搅拌和气体蒸发的干燥车间或干燥机、隧道窖中,在70 ～500 ℃的温度下烘干,使畜禽粪便含水量降到13%以下,再储藏和利用。1. 2. 2 高温快速干燥 将含水量为70% ～75%的畜禽粪便通过高温快速干燥机,在不停旋转的干燥机中,畜禽粪便通过间接加热( 500 ～700 ℃) , 12 s左右,含水量即可降至13%以下。1. 3 微波处理干燥

浅论~~市生活垃圾资源化 摘 要：通过对~~市生活垃圾产量、成分及处置现状的分析，提出生活垃圾的资源化，并阐述了~~市生活垃圾资源化的潜力，给出生活垃圾资源化措施的见意，对~~市生活垃圾资源化处理方案的制定具有一定的参考及指导意义。 关键词： 城市生活垃圾；资源化；分类收集 城市生活垃圾是人们日常生活中的或为日常生活服务过程中所产生的废弃物，若处理得当，可以是一种资源。城市生活垃圾资源化就是将生活垃圾变废为宝，使其转化为肥料、能源等造福于人类[1]。~~市自1992年建成洪河特种垃圾焚烧厂，其垃圾无害化处理工作已全面实施，至2004年成都市生活垃圾无害化率达到，中心城区为[2]，只是资源化至今仍是空白。~~是我国著名的历史文化名城，西南地区重要的商贸、金融、科技中心、交通和通讯枢纽，研究与推广生活垃圾的资源化，对于其环境保护和经济发展都具有重要的现实意义。 1~~市生活垃圾的现状 市生活垃圾的产量 城市生活垃圾是城市的代谢产物，随着经济的发展，人民生活水平的提高，~~生活垃圾产量呈现出逐年增加的态势。至2005年未[2]-[3]： ~~市生产总值是亿元，在全国15个副省级城市中，仅次于广州、深圳、杭州，居第四位；~~市总人口为万人，市区总人口为万人，在全国特大城市中，人数仅次于重庆、北京、上海，居第四位；中心城市垃圾产量为3400吨／日。与1996年相比，十年间GDP增长了％，总人口增长了％，市区人口增长了％，中心城区垃圾日产量增长了％。平均每年垃圾日产量增长了％左右。 市生活垃圾的成分 随着垃圾产量的变化，~~市生活垃圾成分也发生了很多变化。以下给出了~~市中心城区近十年内生活垃圾成分曲线图[2]。 从图1可以看出，~~市生活垃圾的特点是：有机物成分含量高、特别是可燃烧有机物含量至2004年已达到％[2]，无机物逐渐下降，可回收物逐年增加，这些变化特点为成都市生活垃圾资源化带来了机遇。 图1 ~~市生活垃圾各成分历年所占比例 市垃圾的处置现状 ~~市现行的垃圾收运模式是混合收集。除医院、涉外宾馆等产生的大约30t特种垃圾被运往洪河特种垃圾焚烧厂焚烧处理外，其余全都生活垃圾被运至距市区公里的~~固体废弃物卫生处置场作卫生填埋处理[2]。该填埋场一期工程于1993年建成，投入使用至今已经饱和，二期工程2003年峻工。两期工程共耗资亿元，设计库容3209万立方米，计划使用30年。由于处置场距市区远，运管费用高，且垃圾产量大，处理方式单一，对~~市这样一个人口密度大、用地紧张的特大城市来说，当填埋场库容再次饱和时，又不得不寻找新的用地来消纳与日俱增的生活垃圾。因此，生活垃圾资源化处理是其唯一出路。 2~~市生活垃圾资源化处理的潜力 城市生活垃圾的资源化处理是指对城市生活垃圾进行仔细分类，然后根据分类后的垃圾的不同性质分别采用适宜的方法处理，使不同种类的垃圾均能加以利用，从而真正做到城市生活垃圾的减量化、地害化和资源化[4]。对于分类后垃圾的处理，最有效的资源化途径是堆肥、焚烧以及卫生填埋的沼气回收利用。~~市生活垃圾资源化技术研究在国内起步较早，对分类收集、焚烧、堆肥、卫生填埋方面都有一些自已的经验、研究成果及总结，另外关于生活资源化有国家相关政策的支持[2]。所以~~市走生活垃圾资源化处理道路有巨大潜力。 ~~市早在64年就开始进行生活垃圾分类收集的尝试，83年11月又在市内四个文明街区试行分类收集，为~~市以后的生活垃圾分类收集的研究积累了宝贵的经验。 焚烧处理是指在高温条件下[5]，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而稳定的固体残渣。其中燃烧气可作为热源回收利用热能。~~市环卫科研所从1988年开始进行城市垃圾焚烧实验及焚烧炉研制工作，并自行建成LTF-03垃圾焚烧炉，于93年用于洪河特种垃圾焚烧厂试行至今，运行状况良好。1998年，市环卫部门开始了《~~市生活垃圾焚烧发电技术研究》课题，在LTF-03的基础上，完成了SHNB垃圾焚烧发电锅炉技术方案。该技术在国内处于领先水平，与引进国外同类设备相比，可减少投资60％以上，节约资金，适合成都这样一个资金并不充沛的西部大开发城市。 堆肥技术是将有机垃圾送入机械消化机中[6]，利用自然界广泛存在的微生物，在好氧和厌氧条件下降解垃圾中的有机质，并发酵转化产生可被农作物吸收的腐殖质，成为农作物的营养，变废为宝。~~市环卫部门于1986年8月承担了《城市有机生物质垃圾系统处理工程技术》的研究课题。该项课题在发酵工艺、沼气利用、肥料试制及肥效实验方面取得了显著成果，并将这些先进工艺、技术在~~等地的垃圾处理工程中也得到了实际应用，被国家环保总局定为国家环保示范工程项目的都~~垃圾堆肥处理厂就是该工艺技术的继承和发展。1999年4月，市环卫部门又进行了《~~市200T/d生活垃圾制有机肥示范工程可行性研究》课题的研究，该研究达到了国内先进水平，报告中提出的采用堆肥、磷矿为原料生产有机肥的方案，为垃圾堆肥出路提供了新的选择，有利于促进垃圾堆肥的发展，为~~市生活垃圾堆肥资源化方面提供了强有力的技术支持。 八十年代以来，~~市根据本地得天独厚的自然资源条件，在城区大力提倡使用清洁能源，使我市城区居民生活用气普及率居全国首位，2004年未已达到％[2]。城区垃圾中易腐有机物含量增大，2004年未城区生活垃圾中有机物达％，热值在，另外成都市土壤的特点是富氮贫磷，因此~~市已具备作焚烧和焚烧处理的基础条件[2]。结合以上两种垃圾处理方式的技术研究水平，所以在实施生活垃圾分类收集基础上，~~市生活垃圾焚烧发电和堆肥的资源化技术前景广阔。 关于卫生填埋，~~市目前已建成了国内较高水平的固体废弃物填埋场。若将填埋垃圾产生的沼气进行回收，可以得到一种宝贵的能源。针对卫生填埋技术，考虑到传统的厌氧填埋方式存在种种弊端，所以~~市环卫科研所与西南交通大学于2003年9月开始研究目前世界上比较先进的、在国内还没正式应用的垃圾填埋技术——准好氧填埋技术。该项技术完全符合我国有关城市垃圾处理“减量化、资源化、无害化”的原则，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，改善环境卫生条件，大大加速了垃圾的降解，垃圾降解稳定时间大约在2年左右，而一般厌氧填埋的稳定时间在10年以上，甚至长达几十年，又由于准好氧填埋是通过自然通风来达到垃圾快速降解之目的，所以节约处理成本，每吨垃圾的处理费用仅为传统厌氧填埋的83％[2]。所以~~市目前已具备填埋产沼的各项配套技术、设施，卫生填埋产沼资源化处理方式前景也是广阔的。 政策支持 中央实施西部大开发政策，是建国以来西部地区面临的前所未有的发展机遇。国家拟继续增加对基础设施建设项目投入，并制定了向西部地区倾斜的政策和措施，还将进一步研究、制定有关垃圾资源化利用的价格、投资、财政、信贷等方面的优惠政策。~~市作为西部中心城市，在全国经济发展战略位置上居于“三中心、两枢纽”的重要地位，可以优先享受国家有关加快西部地区发展的各项优惠政策。