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养猪场处理粪污,加工有机肥VS发酵还田,哪样更划算?

http://www.zhujiage.com.cn 猪价格网 2017-01-07 01:09 右右 网友评论 |

  大中型场污染防治模式研究

  我国畜禽养殖业品种繁多,养殖量大,是世界上主要的畜禽生产大国,其中生猪出栏量连续多年位居世界第一,养殖量约占世界的50%。随着中国经济的不断发展和人民生活水平的提高,业将继续保持较快速度的发展[1],随之而来的是不断发展的畜牧业所带来的粪污处理问题,特别是生猪养殖污生量大,治理难度也大,其污染防治长期受到人们的关注。

  目前国内生猪养殖粪污处理方式主要有工厂化处理、资源化利用两种典型模式,两种模式在投资、运行费用及适应条件均存在较大差异,我国畜禽养殖污染防治起步较晚,养殖企业对如何正确选择处理模式还存在一定困惑。全面掌握不同防治模式的应用范围和适用条件是正确选择生猪养殖场污染防治模式的前提。

  1 畜禽养殖污染存在的问题

  1.1 对环境压力逐渐增大

  全国畜禽粪便的排放量从1988年的18.8亿吨逐年上升,1998年已经达到35亿吨,据预测,2020年全国畜禽粪便总量将达到42.44亿吨[2]。据第一次污染源普查动态更新数据显示,2010年畜禽养殖COD、NH3-N排放量分别达到1 148万吨、65万吨,分别占全国排放总量的45%和25%、占农业源排放总量的95%和79%[3]。据测算,一个年出栏10 000头的生猪养殖场,每年约产生2 190吨固体粪便和5 200 m3尿液,折合COD约460吨、总氮约37吨、总磷约5.6吨。规模化生猪养殖场污染物产生量大、排放比较集中,对环境造成的压力更大。

  1.2 难于选择适合自身特点的污染防治模式

  对于规模化粪污处理方式主要有资源化利用和工厂化处理两种模式。工厂化处理又有物理法、化学法、生物法以及物化法多种工艺,生物法又可分为厌氧处理、好氧处理以及自然生态处理三大类,厌氧处理有厌氧序批式反应器(ASBR)、厌氧挡板反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)和完全混合式厌氧反应器(CSTR)等工艺技术;好氧处理包括活性污泥法、氧化沟、序批式反应器(SBR)、接触氧化法和膜生物法(MBR)等工艺方法;自然生态处理可采用氧化塘以及人工湿地等。

  透过不同工艺技术的表象,从本质上看,规模化猪场粪污处理可总结为沼气(厌氧)-还田模式(资源化利用模式)和沼气(厌氧)-好氧处理模式(工厂化处理模式)两种模式。以这两种模式为基础,不同模式应用条件和要求不同,如何结合自身特点,选择适合的防治模式是当前大部分养殖场存在的技术问题。

  2 不同粪污处理方式分析

  2.1 典型工厂化处理防治模式案例分析

  以采用工厂化处理防治模式的年出栏10 000头猪场为例,该采用干清粪工艺,粪便好氧堆肥后生产简易有机肥,栏舍冲洗水和猪尿采用“固液分离+厌氧沼气发酵+SBR好氧生化”模式处理。该养殖场地处于城市周边,没有足够的土地消纳猪场粪污,污水产生量为70吨/天左右,粪便产生量约为6吨/天。经现场检测污水 COD为 7 000~7 500 mg/L,BOD5为3 000~4 000 mg/L,SS为 2 500~3 000 mg/L、NH3-N为450~600 mg/L,pH值为6~7.5。根据当地环保局要求,外排污水须达到《畜禽养殖业污染物排放标准》 (GB18596-2001)的要求。该场采用的处理模式如图1所示。

  图1 固液分离+厌氧处理+SBR好氧处理模式

  2.1.1 投资及运行成本分析

  ⑴土建及设备投资

  该养殖场土建投资主要包括:调沉池7.68万元(192 m3)、沼气池40万元(1 000 m3)、SBR池12.96万元(216 m3)、混凝沉淀池9.72万元(162 m3)、污泥浓缩池3.84万元(64 m3)、有机肥加工房10.00万元(250 m2)和配电及设备间2.00万元(40 m2)。设备投资主要包括排污泵1.52万元(4台)、污泥泵0.96万元(2台)、罗茨鼓风机7.36万元(2台)、曝气器0.9万元(50个)、水下推流器4.3万元(1台)、叠螺脱水机4.88万元(1台)、猪粪固液分离机1.95万元(1台)、简易有机肥生产设备10.50万元(1套)、搅拌系统1.68万元(1套)、加药投药系统1.20万元(2套)和电控系统1.75万元(1套)。

  综上所述,粪便和污水处理设施土建和设备两个部分的投资分别为10万元、12.45万元和76.2万元、24.55万元,合计123.2万元,其中设备投资37万元。

  ⑵运行、设备维护和折旧成本

  场污水采用厌氧-好氧处理模式处理,除土建和设备投资较高外,设备运行、维护、折旧费用也是不可忽略的一部分。该养殖场粪污处理成本主要包含以下几个方面。

  ①运行电费:污水处理站日耗电量为125 kW,电费价格为1元/kW,则污水处理站每天的电费为125元,按污水处理站每日处理水量70吨计算,则污水处理电费为1.79元/吨。

  ②药剂费:混凝中用到PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)。PAC投加量为30 mg/L,市场价为2 000元/吨,则投加PAC费用为0.06元/吨。PAM投加量为4 mg/L,市场价为16 000元/吨,则投加PAM费用为0.064元/吨。消毒用次氯酸钠,投加量为30 mg/L,市场价为1 500元/吨,则投加消毒剂费用为0.045元/吨。

  生产有机肥需要加入菌种,每生产1吨有机肥需要加入0.4 kg菌种,菌种市场价格为90元/kg,则生产1吨有机肥的药剂费为36元。按照每4吨粪便产生1吨有机肥计算,每天产有机肥1.5吨,则每天生产有机肥的菌种费为54元。

  ③人工费:污水站自动化处理程度较高,因此只配备一位兼职管理人员,每月工资为3 000元,则人工费为1.43元/吨。堆粪场发酵生产有机肥自动化处理程度较低,配备2名工作人员,每月工资为3 000元,则粪便处理需人工费33.33元/吨。

  综上所述,该粪污处理中污水处理直接成本为3.39元/吨,即每天污水站的污水处理费用为237.3元。粪便堆肥发酵生产有机肥的成本为42.33元/吨,即每天粪便处理费用为254元。

  ④设备维护费、折旧费年设备维护费用按设备投资的5%计,维护费为37×5%=1.85万元/年;设备使用年限按20年计算,折旧费为123.2/20=6.16万元/年。

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