农产品加工与养殖产生的粪水、沼液、生活等废水快速除臭发酵技术

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农产品加工与养殖产生的粪水、沼液、生活等废水快速除臭发酵技术

如何对畜牧场的粪便和污水进行合理处理与利用

畜禽养殖场粪便对环境有哪些影响 如何处理粪便

畜禽养殖场粪污处理的工艺流程是怎样的？

一、农产品加工与养殖产生的粪水、沼液、生活等废水快速除臭发酵技术

在养殖、生活污水、食品加工等废水中，含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中，可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气，因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少，影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味，使水质恶化。水体中有机物成分非常复杂，耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示。

这些废水不能直接浇灌农作物，否则会导致烧根烧苗，而且污染环境导致作物病虫害等问题，需要经过下面的微生物无害化发酵处理后才能作物农用。

购买“多功能粪水粪便快速除臭发酵剂”（500克/包，市场售价约30元，处理约30立方米废水）。使用前先给菌种激活：将多功能粪水粪便快速除臭发酵剂1包（500克）与35℃左右的清水20公斤在塑料容器中简单密封进行激活24小时以上备用（放入200克红糖效果更好），我们称为激活菌种，激活的菌种需要在15天内用完，否则会影响效果。

按照每立方米待处理水体使用激活菌种1公斤进行泼洒。如果运用48小时后臭味没有下降，再泼洒1次，最多泼洒3次。如果连续泼洒3次都没有感觉出效果，大部分原因是水体中有较高浓度的杀菌剂导致的，这时候就再过几天再重新泼洒，也是可以处理的只是时间稍差点。

一般泼洒到处理水体会在2-7天臭味明显下降（部分水体开始会出现微微红色数天后消失，水体中的淤泥自动上翻清淤，上翻清淤时间根据淤泥深度一般数天到十几天完成），7-15天达到可以直接浇灌（不稀释的情况下）的要求（COD和氨氮等下降，成为液态生物有机肥）。浇灌前先进行测试浇灌幼苗（不稀释），如果24-48小时幼苗不发蔫就可以安全大量浇灌（出现发蔫就再发酵几天后再浇灌）；如果处理超过25天以上水体会逐渐变清肥效下降，在25-45天达标农灌水标准（清水可以正常养鱼）。

多功能粪水粪便快速除臭发酵剂采用兼氧菌种不需要增氧曝气，如果有曝气能够提高处理速度；只要水体温度高于5℃本产品都可以进行工作，温度的高低对处理速度有关，温度越高速度越快。

需要提醒的是：发酵完成的粪水浇灌农林前1-2天测试后再进行，具体测试方法是：将经过本产品发酵后的粪水在浇灌前进行先测试，如果粪水近距离闻臭味（特别是氨气味）不明显，将少量粪水直接（不兑水）浇灌幼嫩作物（如幼嫩的蔬菜苗），24-48小时试验作物不发蔫，即可进行安全浇灌。如果出现发蔫再发酵几天再进行测试，直到安全才浇灌。

一、如何对畜牧场的粪便和污水进行合理处理与利用

1. 1 对污水的认识 养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水， 直接排放养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水， 直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体， 将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。 由于畜禽粪尿的淋溶性很强， 粪尿中的氮、 磷及水溶性有机物等淋溶量很大， 如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。 对地表水的影响则主要表现为， 大量有机物质进入水体后， 有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧， 使水体发臭； 当水体中的溶解氧大幅度下降后， 大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、 硫化氢等有毒气体， 导致水生生物大量死亡； 废水中的大量悬浮物可使水体浑浊， 降低水中藻类的光合作用， 限制水生生物的正常活动，使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡， 从而进一步加剧水体底部缺氧， 使水体同化能力降低； 氮、 磷可使水体富营养化， 富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高， 人畜若长期饮用会引起中毒， 而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中， 导致水生动物的大量死亡， 从而严重地破坏了水体生态平衡； 粪尿中的一些病菌、 病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。 1. 2 对农田及作物的影响 畜禽养殖业废水中含有较多的氮、 磷、 钾等养分， 如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力， 改良土壤的理化特性， 促进农作物的生长。 但如果未经任何处理就直接、 连续、 过量的施用， 则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响， 如引起作物徒长、 返青、 倒伏， 使产量大大降低， 推迟成熟期， 影响后续作物的生产等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积， 虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、 真菌、 细菌等提供营养物质和适宜的环境， 但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生； 此外， 大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性， 而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长， 而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放； 大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害。 1. 3 矿物元素和重金属污染 一方面， 在畜禽饲料中大量添加的无机磷约 75%为植酸磷， 由于植酸磷不能被动物吸收利用而直接排出体外， 引起污染。 另一方面， 各饲料厂和养殖场均普遍采用高铜、 高铁、 高锌等微量元素添加剂， 由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低易随粪便排出体外进入环境， 已成为我国的一大环境公害。 1. 4 残留兽药的污染 在畜禽养殖过程中， 为了防治畜禽的多发性疾病， 常在饲料中添加抗菌素和其他药物， 这些药物随饲料进入动物消化道后， 短时间内进入动物血液循环， 最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外， 只有极少部分的药物和抗菌素残留在动物体内。 大量研究表明， 大多数饲料用抗菌素都有残留， 只是残留量大小不同。 随着科技水平的不断提高， 人们发现抗生素作为饲料添加剂使用， 对养殖环境已造成了严重的负面后果。 首先， 使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生并不断向环境中排放； 其次， 畜禽不断向环境中排泄这些抗生素或其代谢产物， 使环境中的耐药病原菌与变异病原菌不断产生。 这两者反过来又刺激生产者增加用药剂量、 更新药物品种， 这就造成了“药物污染环境→耐药或变异病原菌产生→加大用药剂量→环境被进一步污染” 的恶性循环。 另外， 畜禽产品中药物残留进入环境后， 可能转化为环境激素或环境激素的前体物， 从而直接破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。 1. 5 微生物污染 畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外， 通过养殖场废物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。 如果对这些粪污不进行无害化处理， 大量的有害病菌一旦进入环境， 不仅会直接威胁畜禽自身的生存， 还会严重危害人体健康。 国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。 综合利用是生物质能多层次利用、 建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径。 但是， 目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后， 加上综合利用前厌氧处理的不到位， 常使畜禽粪水在综合利用的过程中产生许多问题， 如废水产生量大、成分复杂、 处理后污染物浓度仍很高、 所用稀释水量多和受季节灌溉影响等。 对于处理达标排放的来讲， 虽然国内外所用的工艺流程大致相同， 即固液分离-厌氧消化-好氧处理。 但是， 对于我国处于微利经营的养殖行业来讲， 建设该类粪污处理设施所需的投资太大、 运行费用过高。 因此， 探寻设施投资少、 运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法， 已成为解决养殖业污染的关键所在 。 2. 1 固液分离 无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理， 都必须首先行固液分离， 这是一道必不可少的工艺环节， 其重要性及意义主要在于： 首先， 一般养 殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高， 最高可达 160000mg/L， 相应的有机物含量也很高， 通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低； 其次，通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节， 防止设备的堵塞损坏等。此外， 在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性， 减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间， 降低设施投资并提高 COD 的去除效率。 固液分离技术一般包括： 筛滤、 离心、 过滤、 浮除、 沉降、 沉淀、 絮凝等工序。 目前，我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备， 其设备类型主要有筛网式、 卧式离心机、 压滤机以及水力旋流器、 旋转锥形筛和离心盘式分离机等。 2. 2 厌氧处理 由于养殖业废水属于高有机物浓度、高 N、P 含量和高有害微生物数量的“三高” 废水。 因此厌氧技术成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。 对于养殖场这种高浓度的有机废水， 采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物， COD 去除率达 85%～90%， 而且能杀死传染病菌， 有利于养殖场的防疫。 如果直接采用好氧工艺处理固液分离后的养殖业废水， 虽然一次性投资可节省 20%， 但由于其消耗的动力大， 电力流水消耗是厌氧处理的 10倍之多， 因此长期的运行费用将给养殖场带来沉重的经济负担。 目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多， 其中较为常用的有以下几种： 厌氧滤器（AF） 、 上流式厌氧污泥床（UASB） 、 复合厌氧反应器（UASB＋AF） 、 两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（USR） 等。 近年来， 厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中， 到 2002 年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到 2000 余处， 是世界上拥有沼气装置数量最多的国家之一。虽然， 在我国的沼气工程建设中也不乏失败的例子， 工程建设成功率仅为 85%，但这一技术不失为解决畜禽粪便污水的无害化和资源化问题的最有效的技术方案。 畜禽粪便和养殖场产生的废水是有价值的资源， 经过厌氧消化处理既可以实现无害化， 同时还可以回收沼气和有机肥料， 因此建设沼气工程将是中小型养殖场粪便污水治理的最佳选择。 好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。 好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。 天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法， 亦称自然生物处理法， 主要有水体净化和土壤净化两种。 前者主要有氧化塘（好氧塘、 兼性塘、 厌氧塘） 和养殖塘等； 后者主要有土地处理（慢速渗滤、 快速法滤、 地面漫流） 和人工湿地等。 自然生物处理法不仅基建费用低， 动力消耗少， 该法对难生化降解的有机物、 氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理， 部分可达到三级处理的效果。 此外， 在一定条件下， 该法配合污水灌溉 可实现污水资源化利用。 该法的缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。 但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时， 应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。 人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。 该方法主要有活性污泥法、 生物滤池、 生物转盘、 生物接触氧化法、 序批式活性污泥法（SBR） 、 厌氧/好氧（A/O） 及氧化沟法等。 就处理效果来讲， 接触氧化法和生物转盘的处理效果要好于活性污泥法， 虽然生物滤池的处理效果也很好， 但易于出现滤池堵塞现象。 氧化沟、 SBR 和 A/O 工艺均属于改进的活性污泥法。 氧化沟出水水质好、 产生泥量少， 也可对污水进行脱氮处理， 但其处理的 BOD 负荷小、 占地面积大、 运行费用高。 SBR 法自动化控制程度高， 能够对污水进行深度处理， 但其缺点是 BOD负荷较小， 一次性投资也大。 A/O 体是一种兼有去除 BOD 和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺， 其投资虽然偏大， 但经该法处理后的水易于达标排放。 因此对于那些养殖规模大、 废水产生量多且有较强经济能力的养殖场可选择 A/O 法， 而对于中等规模的养殖场可选择接触氧化和生物转盘等好氧处理工艺 ①要处理达标； ②要针对有机物、 氮、 磷含量高的特点； ③注重综合利用（资源化） ； ④考虑经济实用性， 包括污水处理设施的占地面积、 二次污染、 运行成本等；⑤注重生物技术与生态工程原理的应用； ⑥要与畜牧场主建筑物同时设计、 同时施工、 同时使用。 3. 1 固液分离技术与设施 无论畜牧场污水采用什么系统或综合措施进行处理， 首先都需进行固液分离， 这是一道必不可少的环节。 3. 1. 1 筛滤 以机械处理为主的筛滤乃是最常用的固液分离的方法， 这是一种物理分离方法。 它通常是根据固体颗粒大小的分级， 将固液分离。 筛滤是一种根据禽畜粪便的粒度分布状况进行固液分离的方法。 3. 1. 2 沉淀分离 沉淀分离法是利用污水中各种物质比重不同进行固液分离常用的方法。 3. 1. 3 化学沉淀和混凝技术 在污水中投加某些化学混凝剂， 它与污水中可溶性物质反应， 产生难溶于水的沉淀物， 或混凝吸附水中的细微悬浮物及胶体杂质而下沉。 3. 2 厌氧发酵处理工艺与设施 3. 2. 1 厌氧发酵的基本原理和过程 厌氧发酵是微生物在缺乏氧的状况下， 将复杂的有机物分解为简单之成分，最终产生甲烷和二氧化碳等。 厌氧发酵过程， 可分为二个阶段： 第一阶段由兼性细菌和厌氧细菌群将蛋白质、 碳水化合物、 脂肪等转化为以脂肪酸为主的中间产物。 第二阶段甲烷化细菌利用此中间产物形成最终产物甲烷及二氧化碳。 3. 2. 2 影响厌氧发酵的因素 除厌氧发酵必须保持发酵在厌氧状态以外， 还有如下因素影响厌氧发酵： 温度、 发酵液停留时间、 浓度、 有机负荷量、 酸碱度及是否含有毒之物质， 如重金属等。 3. 2. 3 厌氧消化工艺及设施 （1） 常规消化器 ： 目前我国农村使用的常规消化器大多是沼气池。 （2） 上流式厌氧污泥床： 是微生物滞留型发酵工艺。 （3） 两步厌氧发酵： 基本过程是原料可以先经预处理或者不预处理， 然后进入酸相， 采用连续或间歇式进料， 进行完全混合式发酵。 （4） 厌氧序批操作反应器： 是近年来发展起来的新型悬浮生长反应器。 这种反应器， 除了固体分离是在反应器内而不是在反应器外部沉淀以外， 其运行方式与厌氧接触氧化反应器相似。

二、畜禽养殖场粪便对环境有哪些影响 如何处理粪便

刚排出的畜禽粪便含有 NH3、 H2S 和胺等有害气体， 在未能及时清除时臭味将成倍增加，恶臭气体将导致空气污浊，蚊蝇孳生。畜禽粪便的大量长期堆积使环境中有害病菌数量呈上升趋势。粪便堆放或流经的地点，有大量高浓度粪水渗入土壤， 可造成植物一时疯长， 或使植物根系受损伤， 乃至引起植物死亡。粪水渗入地下水， 会使地下水中硝态氮、 硬度和细菌总数都严重超标。据测定， 当畜禽
粪水流入池塘而使水中氨含量达到或超过 0.2 mg/L时， 就会对鱼产生毒性。若流入饮用水水源， 则可成为疾病传播的源头， 将使畜禽抗病力和生产力降低。这不仅影响到畜禽自身生存、 生长与发展， 而且也污染环境， 危及人类身体健康。
畜禽粪便臭气的处理
1化学中和除臭法
在畜禽舍垫料上撒一层过磷酸钙，过磷酸钙与粪中产生的氨气发生反应，生成无味的固体磷酸铵盐， 能减少粪便中氨气散发， 降低氨气浓度。可以利用过氧化氢、 高锰酸钾、 硫酸铜、 乙酸等具有抑臭作用的化学物质，通过杀菌消毒，抑制有害细菌的活动，达到抑制和降低畜禽舍内有害气体的产生。用4%硫酸铜和适量熟石灰混在垫料之中，或用 2%的苯甲酸、 2%乙酸喷洒垫料， 均可起到除臭作用。 在垫料中混入硫磺， 可使垫料的 pH 值小于 7.0。这样可抑制粪便中的氨气产生和散发，降低畜禽舍空气中氨气含量。
2酸化剂除臭法
使用酸化剂能调节畜禽粪便中的氨， 在 pH=5 时猪粪中的氨挥发停止，酸化剂能中和畜禽粪便中的咸性物质。在堆肥中添加 20%的氧化钙能减少 10%的氨挥发。还有报道， 使用 11%的蔗糖能使猪粪 pH值降至 3.5， 氨的挥发减少了 98%。 在粪便中添加植物乳杆菌和葡萄糖复合能使猪粪的 pH 值从 8 降至6，氨的挥发减少 50%。 有研究表明， 铝盐添加后降低粪便中的 pH 值， 减少氨的挥发， 在禽类粪便中添加硫酸铝能减少 99%的氨挥发量。
畜禽粪便的再利用
1沼气化
沼气工程是以减量化、 无害化、 资源化为目标，实行清洁生产， 集粪污处理、 沼气生产、 资源化利用为一体的系统工程。它由四个环节组成： 前处理、 厌氧消化、 后处理、 综合利用。经过处理后产生的沼气经脱水、 脱硫、 脱杂净化后可作为生产或生活用能。沼渣根据情况定期排出并可干化。经过发醇的沼渣可直接杀死病菌和寄生虫， 减少生物污泥量， 不会引发病虫害，可作为优质的有机肥使用。沼液中存在着许多氨离子和多种微生素，并含有吲哚乙酸和赤霉素等物质，能够杀菌并对有害病菌有抵制作用。试验表明， 沼液对蚜虫的杀死率为 95.25%， 对红、 黄蜘蛛的杀死率为 95.25%, 对其它青虫的杀死率为99.40%。 因此， 沼液进入后处理系统， 可用为营养液喂猪或作为农田的液面有机肥使用。
2肥料化
主要采用堆肥法。将畜禽粪便和垫草、 秸秆、 稻壳等固体有机废弃物按一定比例堆积起来，调节堆肥物料中的碳、 氮比， 控制适当水分、 温度、 氧气与酸碱度， 在微生物的作用下， 进行生物化学反应而将废弃物中复杂的不稳定的有机成分加以分解，并转化为简单的稳定的有机物质成分。随着堆肥温度的升高而杀灭堆肥物料中的病原菌、 虫卵和蛆蛹， 处理后的物料用于农田可改良土壤，提供作物养分。操作过程中注意以下方面： ①微生物菌种、 碳氮比、 pH 值、温度、 含水率、 通气、 腐熟度要合适。②堆肥制作有顶棚的堆积场舍最理想。如在户外露天堆积，则需有适当覆盖， 以防雨水冲刷。 另外， 必须考虑水分取得、翻堆空间、通风情形及肥水收集等问题。③堆肥化设备堆肥化设施大致可分为传统式 （野积式） 、 通气静堆式及槽式三类。前两者的区别在于堆肥化过程空气提供的方式不同，野积式只要由堆积体的表面或人工翻堆来提供好氧微生物所需的氧气，其效率较低； 槽式是一种堆肥化设备， 堆肥化过程的操作过程 （进出料的方式、 通气量等 ） 由设备主件来控制， 可算是半自动化生产设备（因整个生产流程尚需包括前段物料调整及后续腐熟等过程） 。考虑土地及二次污染等因素，槽式堆肥化设备应该是未来发展的趋势。好的堆肥对改善土壤结构、培肥地力起到重要作用。利用堆肥方法不但能处理畜禽粪便，也能处理其他有机废弃物，是一种集废弃物处理和资源化循环再利用于一体的好方法。
3饲料化
畜禽粪便不仅是优质的有机肥料, 而且也是很好的畜禽饲料资源。特别是鸡粪中含有大量未消化的粗蛋白质、 B 族维生素、 矿物质元素、 粗脂肪和一定数量的碳水化合物, 可作为家禽和水产养殖饲料使用。但是畜禽粪便不仅含有很多水分, 而且还含有各种细菌, 这就需要经过高温高压、 热化、 灭菌和脱臭等过程， 将粪便制成粉状饲料添加剂， 只有经过加工处理后方可成为很好的饲料资源。畜禽粪便饲料化的方法主要有干燥法、 青贮法 （无氧发酵法 ） 、 有氧发酵法和分离法。
3.1干燥法
干燥法是饲料化的常用处理方法，尤以鸡粪处理用的最多。干燥法以否加入人为动力可分为自然干燥法和人工干燥法。
3.2青贮法
青贮发酵是一种简便易行且经济效益较高的固体有机废弃物处理方法。可平衡全年的饲料供应。
3.3有氧发酵
该方法投资少，改变了粪便本身的许多特点， 产品可作为动物的饲料。在处理过程中需要充气、 加热、 干燥产品， 所以消耗大量的能源。
3.4分离法
目前，许多牧场采用冲洗式的清洗系统 （尤其是猪场 ） ， 收集的粪便大多是液体或半液体。若采用干燥法、 青贮法处理粪便， 消耗能源过大， 造成资源的浪费。分离法就是选用一定的冲洗速度， 将畜禽粪便中固体和液体分开， 可以获得满意的结果。

三、畜禽养殖场粪污处理的工艺流程是怎样的？

粪污处理工艺流程，采用国内先进的“七段式”工艺流程，即鲜干粪采集、固液分离、三级过滤、厌氧发酵（产生沼气）、好氧曝气、生物塘氧化技术、处理后的粪肥水用于浇灌农田。整个处理过程中生成三种产品，即沼液、沼气、有机复合肥（沼肥）。有机复合肥用于农田种植，沼气用于生活供能或清洁化电能，有机废水多项指标基本能够达到国家规定的排放标准，实现资源化利用。例如，猪场的粪污处理，以鲜干猪粪人工收集为主（占55%）、冲扫清洗为辅，然后采用固液分离（固形物占30%），对15%的小颗粒固态物进行厌氧发酵产生沼气。同时，猪舍冲洗的污水与自然雨水分成两条管系排放，结合生产有机复合肥处理后的水可以用于农田种植。畜禽养殖场粪污处理的工艺流程如图1-2所示。

图1-2 畜禽养殖场粪污处理工艺流程