1 糞污治理模式和工藝流程
某種豬場根據本場和周邊環境的實際情況確立了“三沼”綜合利用、厭氧發酵的治理模式。
2 糞污的清理和控制
豬場采用干式機械清糞、高壓水沖洗豬舍的方法,即將圈舍固態豬糞用自動刮糞板刮出外運堆放發酵,剩余糞尿用水沖洗,通過排污暗渠進入沼氣池。生產中配套采用雨污分流、暗道排污、夏季機械降溫等節水控污技術,控制養殖用水總量,減少污水產生量和污染物濃度,降低治理難度和成本。
針對低水位地區,如果不做排氣水溝處理,底部積水會產生大量氣體,防滲膜會鼓起,嚴重影響池子的防滲密封效果。長葛宇龍防滲公司利用無紡土工布包裹礫石埋入排氣排水一體化溝道中,PVC大口徑排氣管鉆孔利于池底部空氣進入。排水管則不鉆孔,預留管口,方便連泵抽取底部的積水。
3 HDPE膜沼氣池的應用
3.1 HDPE膜沼氣池和沼液池設計規模
某種豬場根據本場常年存欄規模,設計建設3500m3的HDPE膜沼氣池1座,連通建設8000m3的沼液儲存池1座。
3.2 HDPE膜沼氣池的優點
某種豬場選擇用HDPE防滲膜為基礎材料建設沼氣池。HDPE膜沼氣池是在開挖好的土方基礎上,采用優質HDPE膜進行底部防滲和頂膜密封形成的一種厭氧反應器。在HDPE膜沼氣池內,污水有機物在微生物作用下降解轉化生成沼氣,系統配置沼氣凈化和利用設施,設有污泥收集干化設施。HDPE膜沼氣池具有建設成本低、施工簡單、建設周期短、運行安全性高、工藝流程短和維護方便等特點。
3.3 HDPE膜沼氣池和沼液池的施工要點HDPE膜
沼氣池施工過程簡單,包括土方開挖、基礎夯實、集氣管鋪設、底膜和邊坡鋪設、頂膜鋪設和沼氣利用設施安裝等過程。
3.3.1 土方開挖沼氣池土方開挖的尺寸:長50m、 寬20m、深5m,坡長7.5m;池體的尺寸:長38m、寬20m、深5m;池底的尺寸:長28m、寬10m,容積3500m3。沼液儲存池土方開挖的尺寸:長50m、寬40m、深5 m,坡長7.5m;池體的尺寸:長38m、 寬40m、深5m;池底的尺寸:長28m、寬20m,容積8000m3。沼氣池坡度小于40°,坡面應平緩, 坡度均勻、一致。基面經過干燥、夯實、平整,無開裂、無明顯尖凸、凹陷,垂直深度25mm內無樹根、瓦礫、石子、鋼筋頭、玻璃屑等尖銳雜物。基面上的陰陽處做圓滑過渡處理,其半徑不小于0.5m。基底表面干燥,碾壓密度達到《聚乙烯(PE)土工膜防滲工程技術規范》(SL/T231-98)的要求。沿沼氣池池邊1.5m處挖錨固溝,錨固溝寬1m、深1m;
3.3.2 管道鋪設
沼氣池開挖后,根據現場實際情況開挖盲溝,鋪設進水管、出水管、排渣管、沼氣出氣管等。排渣管底部緊貼底膜。沼氣池輸氣管使用75mmPE管,能夠承受10kpa以上壓力。輸氣管道安裝前,要檢查是否漏氣。輸氣管走向要合理,要有坡度,朝沼氣方向傾斜0.05%,長度越短越好,不要盤成圈,避免增長管道距離而使沼氣壓力損失增大。氣水分離器安裝在輸氣管最低處。每根排渣管連接1個排渣池,排渣管可鋪設于底膜上。進水管、出水管管道節點采用擠出式焊接方式密封固定。
3.3.3 土工布和HDPE膜鋪設
沼氣池和沼液池進行防滲施工,采用600g短纖土工布進行保護襯墊,保護防滲層不受損壞。鋪設HDPE防滲膜是整個防滲系統中一道關鍵的工序,鋪設前要開包檢查HDPE膜,記錄并修補已發現的機械損傷、生產創傷、孔洞和折損等缺陷。采用1.0mm厚度的HDPE防滲膜進行底部防滲,膜與膜之間接縫的搭接寬度不小于100mm,使接縫排列方向平行于最大跛腳線,即沿坡度方向排列。HDPE膜焊接多使用楔焊機和擠壓熔焊機。接縫寬度范圍內有兩道焊縫(雙保險),每道焊縫寬度不小于10mm,焊縫處HDPE防滲膜熔接為一個整體,不得出現虛焊、漏焊或過焊。避免邊坡膜面“起鼓”或“懸空”。沼氣池基礎設施、管道鋪設、底膜鋪設都完成后,采用1.5mm厚度的HDPE膜做整體焊接,進行頂部覆蓋。HDPE底膜鋪設后,素土填20cm厚度,待鋪頂膜后,錨固溝用素土填平夯實。
3.4 長葛宇龍黑膜沼氣池和沼液池成本分析豬場常年存
欄規模1.1萬頭,經核算,建設3500m3沼氣池投資額約為60000元,8000m3沼液池的投資額約為30000元。黑膜沼氣池所用到的材料主要有:HDPE防滲膜,土工布。建筑材料費更為低廉,周邊同期建設的鋼筋混凝土結構的多級污水沉淀貯存池整體工程造價也比較低廉,沼氣膜沼液貯存池每立方米的整體工程造價僅為鋼筋混凝土結構多級污水沉淀貯存池的51.8%,更適合在粘性土質、地下水位較低的地區建設超大型污水貯存池。小型豬場或規模養殖戶建設小型污水貯存設施,若可節省部分人工費用,將更加經濟實惠。
4 糞肥資源的綜合利用和效益預估
4.1 沼氣的利用糞污通過厭氧發酵處理后,沼氣池所產生的沼氣用于場區餐飲、取暖,條件成熟時將用于發電。據企業預估,年可產生沼氣24萬立方米,相當于171t標準煤,價值20.5萬元。產生出的沼渣、沼液,定時清理,進入沼渣池和沼液池貯存。
4.2 沼渣的利用 沼渣是沼氣發酵后殘留在沼氣池底部的半固體物質,含有30%〜50%的有機質、10%〜20%的腐殖酸、0.8%〜2%的全氮、0.4%〜1.2%的全磷和0.6%〜2.0%的全鉀,是一種優質肥料。固液分離后,沼氣池年排出沼渣2500t,經過堆積發酵后,沼渣可以50元/t的價格出售至有機肥加工廠和周邊農戶,年可收益12.5萬元。
4.3 沼液的利用沼液是沼氣發酵后的殘留液體,其總固體含量小于1%,沼液中含有作物生長所需的氮、磷、鉀等營養元素。豬場所在鄉鎮設施農業比較發達,棚果協會有會員500多戶,周邊有蔬菜大棚1000余畝、専樹林2000余畝。豬場已與周邊農戶和棚果協會簽訂了土地消納協議,沼液無償供給周邊耕地、蔬菜大棚和果園作為有機肥使用。朝陽地處半干旱地區,水資源匱乏,豬場通過種養結合的方式,將沼液等廢棄物資源化利用,起到了減少化肥使用、減少土地板結、增加土壤肥力、提高作物產量、緩解農業用水緊張等作用。
5 處理效果
2015年4月下旬,通過對豬場污水處理設施進水口和出水口進行采樣、檢測,得到表1試驗數據。
數據顯示,污水經過HDPE膜沼氣池處理后,沼液pH變化不大,呈弱堿性,氨氮和總磷含量在處理前后變化不大,有效地保留了氨氮和總磷等養分,更有利于作為液態肥使用。污水進水樣中懸浮物為6700mg/L,說明污水中的固體物質,包括不溶于水的無機物、有機物及泥砂、黏土、微生物等含量很高,造成污水很渾濁。污水進水樣中C0D為9478mg/L,而B0D5僅為238mg/L,說明污水中不可被微生物降解的有機物含量過高,污染程度很高。沼液出水樣中懸浮物降解率為81.8%,C0D降解率為80.0%,,B0D5B解率為66.4%,說明沼氣池的厭氧處理作用十分明顯,只是污水初始的污染物基數過高,造成處理后指標仍然較高,但隨著氣溫的升高,沼氣池的厭氧發酵能力將會增強。
根據以上分析,豬場應進一步加強干式機械清糞的管理,及時將圈舍內的固體糞便和雜物清除,在高壓水沖洗豬舍前盡量減少固體污染物的含量;科學、合理控制飼料中營養物質用量,減少隨著糞便排出的飼料中未被消化吸收的有機物,從源頭上實現污染的減量化;根據實際情況,可在飼料中添加酶制劑,補充豬體內源酶的不足,消除飼料中的抗營養因子,降低腸道食物的黏度,提高營養物質的消化率和吸收率,同時也就減少了排泄物中有機物的含量,減輕了環境污染的壓力。
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