安徽农学通报，Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉ．Ｓｅｉ．Ｂｕｌ１．２０１５。２１（１４） ｌ１３ 规模化养殖场自循环式污染治理模式设计 高锦华 （福安市农村环保能源办，福建福安３５５０００） 摘要：该文主要介绍了规模化养殖场自循环式污染治理模式，包括设计依据、设计框架、工艺流程、前处理 工艺、沼气工程、集中供气、废弃物资源化利用等内容。该治理模式具有投资省、无动力、效果好、操作性强的 特点，有效地解决了畜牧业带来的农业面源污染问题，促进了农业可持续发展。 关键词：养殖场；污染治理模式；设计 中图分类号Ｘ７１３ 文献标识码Ａ 文章编号１００７—７７３１（２０１５）１４—１１３—０３ １设计依据与应用领域 随着畜禽养殖业集约化发展，养殖场产生的粪便污 染成为了主要的农业面源污染源之一，尤其是规模化养 猪场污染问题引起了各级政府及相关部门的重视，并且 陆续出台了相关的治理管理办法与实施意见。目前福建 自循环处理模式，最终达到区域内养殖场粪污的“零排 放”。 ２设计框架及工艺流程 设计采取能源生态型模式，要求废水进人厌氧反应 器之前应先进行固液分离，固体粪渣出售制作有机肥，污 水经厌氧消化处理后不直接排人自然环境，而是作为农 省仍有相当一部分养殖场污水的处理没有达标排放，或 是有些治理设施不合理、不完善，受到成本的制约未能充 分发挥其应有的作用。福建省２０１５—２０１８年生猪养殖场 标准化改造任务中，存栏量在２５０～１ ５００头有７ ９０３家，存 栏量在１ ５００～５ ０００头有７３４家。这些养殖场在全过程综 作物的有机液体肥料。工程建设的目标是尽可能多生产 沼气，养殖场粪污经厌氧消化后，剩余的沼渣、沼液可作 为优质有机肥施用于农作物，使粪便得到能源、肥料等多 层次的资源化利用，最终达到污水减量化、无害化、资源 化利用的目的。这是符合福建省养殖场现状的一种有效 污染治理模式…，其工艺流程见图１。 合治理方面中，应考虑降低治理成本，尽量避免动力设备 资金投入，利用山势落差实现进出料自流，实现养殖场内 粪污 病 图１工艺流程 ３模式设计 模式设计选择松罗王加养殖场，存栏生猪１ ２００头， 按生猪平均体重６８ｋｇ，每头猪每天排泄粪１．７３ｋｇ，排泄尿 为２．８３ｋｇ ，养殖场全面实施雨污分离与干清粪工艺，日 排放污水总量为２４ｔ。 ３．１前处理系统 于６０ｅｒａ，地面按１０％的坡度向外墙倾斜，并用水泥固化抹 光，以便人工从外墙清粪。 ３．１．２雨污分离直接排放。 雨水、生活洗涤用水走明沟，人畜粪污 走暗沟，全面实现雨污分离，有效防止猪场污水随着雨水 ３．１．３格栅猪圈采取半漏缝地板按存栏猪每头 设置２道固定格栅拦截畜禽废水中较长纤 ３．１．１ 漏缝地板维、毛等杂物，粗格栅栅条间隙为２５ｍｍ，细格栅栅条间隙 为１５ｍｍ，设置倾角为４５。。 收稿日期：２０１５—０７—１３ ０．４ｍ 铺设，靠外墙铺设漏缝地板与地面的垂直距离不小 作者简介：高锦华（１９７２－），男，福建福安人，农艺师，从事可再生能源技术推广及农业生态环境保护工作。 １ １４ 安徽农学通报，Ａｎｈｕｉ Ａ ．Ｓｅｉ．Ｂｕｌ１．２０１５，２１（１４） ３．１．４沉砂池沉淀畜禽废水中较大颗粒砂粒，减轻后 有效储水容积１２ｍ ，设计高度为１．８ｍ，有效水深设计 道工序的污泥量。规格为２ｍｘｌｍ，有效水深为０．８ｍ，前部 １．２ｍ，平面尺寸为４．８ｍＸ２．１ｍ，底部保持５％坡度，设有污 泥排渣管。 ３．２沼气厌氧发酵采取厌氧发酵工艺为无动力、自流 设一水流挡板达到降低流速、快速沉降悬浮物效果。 ３．１．５酸化滤床酸化滤床分为上下层，上层为人工滤 床，用以过滤粪渣，实现无动力固液分离；下层为酸化调 节池，利用粪污中固体物沉降性能好和有机物分解（水 进料、常温发酵、单元组合曲流布料水压式沼气装置，池 型选择圆形（即短壁圆柱池墙＋球冠拱顶＋反拱池底），结 构为地下式砖混结构。粪便污水经前处理系统后，从进 料口进入装置，经过“八”字形档墙曲流布料，经各发酵单 解、酸化）快的特点，降低粪污浓度，贮存、调节厌氧发酵 处理的水质、水量；上、下层之间用倾斜不小于３０。的水泥 漏缝板隔开，漏缝板上铺滤网，滤床滤网上的粪渣自行沥 干后经卸渣门收集、清扫、运到粪便堆场。利用养殖场地 位逐级厌氧发酵，使粪污得到无害化和减量化处理，同时 产生沼气。 ３．２．１厌氧发酵装置养殖场每天污水排放量为２４ｔ，按 发酵液滞留期９ｄ。确定厌氧发酵容积为２１６ｍ 。在实施 过程中，根据地形采取埋地下式，按３个单元底部连通组 合，每个单元容积为７２ｍ 。按实际经验全年产气率取 ０．２ｍ ／ｍ ｄ，平均日产气量为４３．２ｍ ，水压池按停止用气 势落差，粪污通过猪圈旁的污水管道自流引入人工滤床， 滤床前方设置均匀布水槽，使集中、间歇性进水变成均 衡、连续性出水；人工滤床采用３个并联的独立单体，在前 方布水槽中安置活动ＰＶＣ套管，通过拨插套管方式随意 控制３个滤床的进水，可以实现同一时间３个滤床分别进 行过滤、沥干、清粪、清洗等不同操作；滤床卸渣门高ｌｍ， 宽６ｍ，底部距地面ｌｍ，方便车辆收集干粪或装袋，卸渣门 设有活动档板，底部设有料液回流槽，防止料液外溢。水 解酸化池酸化采用半地下式砖混结构，滞留时问为１２ｈ， １２ｈ的最大产气量计算，设计容积为２１．６ｍ ，尺寸为６ｍ￣ ３ｍ，有效高度为１．２ｍ。水压池底部的标高与主池投料液 面（即零压液面）在一个水平线上，为池墙体顶部圈梁上 部球冠拱顶开始处上方约２０ｅｍ处。设计参数如表１。 表１沼气厌氧发酵装置设计参数 ３．２．２压力调节水压池有效高度设计为１．２ｍ，意味着 下端距池底中心最低３００ｒａｍ处，上端伸至拱顶圈梁上方 ２００ｒａｍ处。ＰＶＣ管上端再接可活动ｌｍ长的ＰＶＣ竖直管， 外面套上直径３００ｒａｍ，ｌｍ长的水泥套管，防止出渣时沼 池内最大工作压力为１２ｋＰａ。考虑到用气高峰时沼气供 应问题，设计了一种简易调节主池内沼气压力，使贮存沼 气空间增加的方法。在水压间有效高度向下４０ｅｍ处增 设一个阀门，作为可活动的泄流口，用以调节压力，增加 沼气产生量。在夜间停止消耗沼气的前提下，打开活动 渣四溢。出渣时，拨掉竖直ＰＶＣ内套管，利用水压间的压 力将沼渣压出，然后再用管道自流引入出渣间，实现自动 出渣。 泄流口，实现主池内压力在８－１２ｋＰａ问调节，料液回落， 沼气存贮空间增加。然后关闭活动溢流口，重新调整压 力平衡。这样的设计灵活、可操作性强，节省了贮存沼气 装置的资金投入。 ３Ｉ３后处理系统 ３．３．１ 穿孔过滤贮液由于贮液池与穿孔池、过滤池成 本造价一样，所以在贮液池的前方增设穿孔池与过滤池， 进一步起到沉淀、过滤和净化作用。穿孔过滤贮液３个池 紧挨串联规划，厌氧池出水依次经过穿孔、过滤，最终到 达贮液池。穿孔池共３个单池并联，隔墙前后流通孔设置 尽量远些，污水在池中前后蛇行穿孔尽量延长停留时间， ３．２－３ 曲流布料墙在主池内设置“八”字形档墙，使原 料进入池内时，由档墙进行布料，形成多路曲流，增加新 料扩散面，充分发挥池容负载能力，提高池容产气率。 “八”字形档墙相距主池墙体为０．７ｍ，窄边相距０．２ｍ，墙宽 ０．７２ｍ，高１．２ｍ，两墙夹角为１３０。，结构为单砖砌体。主池 最终出口下沿设置塞流墙，沿墙体建设，高度为０．３５ｍ，起 到塞流固菌作用。 ３．２．４ 出渣装置经过干清粪工艺进人厌氧消化池的粪 污，固形物含量大大减少，沼气发酵较完全，产生沼渣也 总容积３０ｍ ，水深１．８ｍ，单池有效尺寸６ｍＸＯ．９ｍ；过滤池 共３个单池并联，总容积３０ｍ ，水深１．８ｍ，单池有效尺寸 ３ｒｅｘ１．８ｍ，池中辅上养殖场附近随处可拣的干燥铁芒箕， 用两端插入墙体中的多条竹片条压住防止上浮，让污水 在过滤池中上行下行以净化水质；最后达到贮液池，液池 设计容积为６０ｍ 。 ３．３．２ 沼肥田间消纳 养殖场下方有集中连片的设施葡 相对少，利用山地落差，可以在主池外建３ｍ￣１．５ｍ，深 ０．６ｍ的出渣间，池子上方位于主池拱顶圈梁处。３个主池 各在拱顶圈梁下方固定安放一根４ｍ长１１０ｍｍ的ＰＶＣ管， 萄农业示范园区和大片茶园，选择在６．６７ｈｍ 设施葡萄园 里辅设输送管道及简易管网，利用山势自（下转１＂１４页） １７４ 安徽农学通报，Ａｎｈｕｉ Ａｇｒｉ．Ｓｃｉ．Ｂｕｌ１．２０１５，２１（１４） 分组成，分别占５０％。尤其是数据分析部分，更要注重考 查学生碰到“问题”数据分分析能力，能够找到出现问题 的原因。 ［１］刘兰英．粮油检验［Ｍ］．北京：中国财经经济出版社，１９９８． ［２］李淑芬，李荣启．粮油饲料检验［Ｍ］．北京：中国农业科技出版社， ２００６． ［３］国家粮食局人事司．粮油质量检验员［Ｍ］．第二版．北京：中国轻工 业出版，２００７． ４教学改革的效果 通过学生反馈以及教师观察发现，教学和实验两方 ［４］邓开野，刘长海．食品工程原理课程设计教学模式改革与实践 ［Ｊ］．广西轻工业，２０１０（０５）：１２９—１３０． 面的改革大大提高了学生科学探索能力，极大的激发了 学生的学习兴趣。通过改革实验教学，学生也能够更加 积极的参与理论教学过程，加深了对理论知识的理解和 把握。实践证明，通过对理论教学与实验教学的双重改 ［５］侯曼玲．食品分析［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４． ［６］杨波．高职《食品分析》课程实践教学改革的探讨［Ｊ］．琼州学院学 报，２０１１（０２）：８７—８９． ［７］苗敬芝，刘辉．食品分析实验教学改革的探索与实践ＩＪ］．煤炭高 等教育，２００９（０２）：１２４—１２５． ［８］褚远辉，辉进宇．当前教育科研论文撰写中的几种不良现象及对 策［Ｊ］．教育探索，２００９（０８）：１４０—１４１． ［９］吕明生，王淑军．食品分析课程教学改革与实践［Ｊ］．科教文汇， ２００８（Ｏ１）：３９—４Ｏ． 革，学生能更好地体会到理论与实践结合的重要性，真正 感受到自己所学的知识具有巨大的应用价值，对学生热 爱本专业的学习发挥了积极的作用。 ５结语 通过优化理论教学内容、改进实验教学方法及改革 对学生的考核方式，极大地激发了学生对粮油品质分析 这门课程的兴趣。实践证明，这种教学内容及改革方案 能够在很大程度上提高学生的自主能动性以及创新性， ［１０］于秀荣，刘长虹，陈洁．食品分析实验课教学研究ＩＪ］．科技信息： 科学教研，２００８（０１）：２５７． ［１１］王玉堂．食品分析与检验教学教改初探［Ｊ］．科教导刊：中旬刊， ２０１２（０９）：５７—５９． ［１２］孙平，王浩，张津凤．在食品分析实验教学中不可忽视理论知识 实现理论教学与实际应用的完美结合。 参考文献 的指导作用［Ｊ］．中国轻工教育，２０１１（Ｏ１）：４９—５２． （责编：徐焕斗） （上接１１４页）然落差，将贮液池的沼液自然流灌至葡萄 园。其余的沼液自然排放至设施葡萄园及茶园中。 ３．３．３ 沼气输配系统厌氧发酵主池液面与水压池液面 污染治理，干粪制作有机肥，剩余粪污进入沼气池，经正 常厌氧发酵，能够有效杀灭病毒、病菌和寄生虫卵，减少 病病传播；沼液沼渣是一种高效的优质肥料，农田长期施 用，土壤有机质含量提高，理化性状得以改善，有利于农 作物的优质高产；通过干清粪、厌氧发酵、贮液、农田消纳 方式进行污染整治，能够有效减少ＣＯＤ、氨氮的排放量， 减排效果明显，能够实现区域内养殖场粪污的“零排放”； 模式生产的沼气作为生活燃料，可以防止薪炭林的乱砍 乱伐，对于保护植被，防止水土流失和山体滑坡具有现实 意义。 差产生的自然压力输送沼气，这种无动力低压输送，成本 低，维护简单。产生的沼气经过脱硫净化后供应给养殖 场管理房及邻近王加村３０户农户炊事、照明、沐浴。 ４模式效益分析 模式设计利用山势自然落差，采取自动滤粪柜和贮 液池自然流灌农田，实现综合治理全过程无动力、无耗 能，保证了治污设施全年正常运行，不被搁置，从而实现 “零排放”。 ４－３社会效益采取干清粪工艺，比传统水冲粪每头猪 生态养猪使当地群众的养殖观念和养殖 ４．１经济效益方式得到了转变，增强了群众环保意识，减少了各种疾病 的发生和传播，对周边养殖场起到了辐射带动作用。养 殖与农村的经济发展息息相关，生态养殖必将成为农村 经济的一大增长点，有利于增加就业，增加农民收入，美 化农村，实现社会与企业的共赢。推广以沼气为纽带的 每天节约用水１０ｋｇ，年可节约用水４ ３８０ｔ，按福安市水 费、污水处理费合计２．３元／ｔ，年可节省水费、污水处理费 １万元；通过干清粪与自动滤粪柜出来的粪便，沥干后每 天可装袋２０袋（每袋３５～４０ｋｇ），每袋用于销售可获利６．５元， 养殖场年可获利４．７万元；粪便可及时、有效地清除畜舍 内的粪便、尿液，保持畜舍环境卫生，猪的发病率和死亡 生态茶果园技术，不仅有效地解决了剩余劳动力的转移 和消化，而且激发了农民学科学，用科学，将实用技术转 化为现实生产力的积极性，增强了农民的科技意识，使农 业生产高效化、无害化。 参考文献 ［１］包武，李元钦，钱午巧，等．福建省生猪养殖污染现状及治理对策 ［Ｊ］．安徽农学通报，２０１３，１９（１８）：９０—９４，１０５． Ｅ２ ３董红敏，朱志平，黄宏坤，等．畜禽养殖业产污系数和排污系数计 算方法［Ｊ］．农业工程学报，２０１１，２７（１）：３０３—３０８． 率明显减少，节省了医药费开支，按每头猪减少１３元医药 费计算，年可减少医药费１．６万元；沼气池年产气量１．６万ｍ ， 按１．５元，ｍ 计，年可获得沼气直接经济效益２．４万元；沼 液沼渣施用于葡萄园，可节省化肥、农药，并使便葡萄品 质提升、产量增加，年可节支增收２．２万元。以上５项共计 年可节支增收１１．９万元。 ４．２生态效益养殖场每天排放２４ｔ粪污水，如得不到 （责编：张宏民） 有效处理，囤积场内，必然影响到周围的环境卫生，通过