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头条 | 大中型畜禽养殖场沼气工程模式及效益分析

作者:admin 发布日期: 2019-07-01 二维码分享
头条 | 大中型畜禽养殖场沼气工程模式及效益分析

头条 | 大中型畜禽养殖场沼气工程模式及效益分析——随着全国各大中城市“菜篮子”工程的建设,大批规模化畜禽养殖场相继建成,这些畜禽养殖场产生了高浓度、高氨氮、高悬浮物、处理难度较大的畜禽粪水,成为水体.大的污染源。应用沼气技术处理畜禽废水,将污染环境的有机物转变成沼气,形成协调、转化、再生、增值的良性循环,越来越受到国内外的广泛重视。根据养殖规模、资源量、污水排放标准、投资规模和环境容量等条件的不同,畜禽场沼气工程项目可以有综合利用型、生态型和厌氧-好氧达标型三种不同的工艺类型因地制宜选用。 

                                     

一、综合利用模式
1、工艺流程图
 

图1、沼气综合利用型工艺流程
 
2、工艺适用条件
1)日处理污水量50t一下,如年出栏5000头以下的养猪场。
2)养殖场周围应有较大规模的鱼塘、农田、果园和蔬菜地,可供沼液、沼渣的综合利用。
3)沼气用户与养殖场距离较近。
 
3、工艺特点
1)畜禽粪便污水可全部进入处理系统,进水CODCr为10000~20000mg/L。
2)厌氧工艺可采用全混合厌氧池、厌氧接触反应器(ACR)、升流式污泥床反应器(USB)。有机负荷1~2.5kgCOD/m3?d,HRT=8~10d,发酵温度35℃,池容产气率0.6~1.0m3/m3?d,厌氧出水COD1500~3000mg/L,COD去除率75%~85%。
3)沼气利用方式为民用或小规模集中供气。
4)沼液、沼渣进行综合利用,建立以沼气为纽带的良性循环的生态系统,提高综合效益。
 
4、工程规模及投资分析
 
表1、工程规模及投资分析
 
5、优点
1)工艺简单,管理、操作方便。
2)沼气的可获得量高。
3)工程投资小,运行费用低,投资回收期短。
 
6、缺点
1)工艺处理单元的效率不高。
2)处理后的浓度仍很好,就地消化综合利用,配套所占的土地资源多。
 
二、沼气生态模式
1、工艺流程图
图2、沼气生态模式工艺流程
 
2、工艺适用条件
1)日处理污水量50~150t,如年出栏5000~15000头的养猪场。
2)养殖场周围应配套有较大稳定塘面积。
3)养殖场周围应有一定的环境容量,环境不太敏感。
4)排放水质要求一般的地区。
 
3、工艺特点
1)养殖场须实行清洁生产、粪水分离,畜禽粪便直接用于生产有机肥料,尿和冲洗污水进入处理系统,进水CODCr为7000~12000mg/L。
2)厌氧工艺可采用厌氧滤器(AF)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。有机负荷2.4~4kg-COD/m3?d,HRT=5d,发酵温度35℃,COD去除率80%~85%,池容产气率1.0~1.2m3/m3?d,厌氧出水COD在700~1500mg/L。
3)污水后处理采用稳定塘或自然生态净化设施,HRT=50~100d,出水COD在150~400mg/L。
4)沼气利用方式:民用、烧锅炉或小型发电。
5)有机肥的生产一般采用简单的堆肥生物发酵工艺。
 
4、工程规模及投资分析
 
表2、工程规模及投资分析
 
5、优点
1)工艺处理单元的效率较高,管理、操作方便。
2)处理后排放的污水浓度较低,基本满足农田灌溉的要求,对周围环境的影响较小。
3)工程投资较小,运行费用低,投资回收期较短。
 
6、缺点
1)配套的后处理设施稳定塘占地面积大,处理效果气候条件影响大。
2)由于猪粪直接生产有机肥,沼气的获得量相对较低。
3)处理后的污水仍需要一定的自然生态环境消纳。
 
三、厌氧-好氧达标模式1、工艺流程图
 
图3、厌氧-好氧达标排放型模式工艺流程
 
2、工艺适用条件
1)日产生污水量50~1500t,甚至更大的养殖场。如年出栏5000~100000头的猪场,以及10万头以上的猪场。
2)排水要求高的地区,如城市近郊的养殖场、水源区域等。
 
3、工艺特点
1)养殖场须实行严格清洁生产、干湿分离、畜禽粪便直接用于生产有机肥料,冲洗污水和尿进入处理系统,进水CODCr5000~12000mg/L,氨氮在500~1000mg/L。
2)污水须先进行预处理,强化固液分离、沉淀,严格控制SS浓度。
3)厌氧工艺可采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。有机负荷2.5~5kgCOD/m3?d,HRT=3d,COD去除率80%~85%,池容产气率1.0~1.2m3/m3?d,厌氧出水COD700~1000mg/L。
4)好氧处理工艺采用序批式好氧活性污泥法(SBR)反应器,在去除COD的同时,具有除磷脱氮效果。一般设2个反应器(也可2个以上),交替曝气运行,每周期有进水、曝气、沉淀、滗水、闲置5个过程,每周期一般8h,HRT=2~3d,污泥负荷:0.08~0.15BODS/MLSS?d,容积负荷:0.2~0.5kg BODS/m3?d,COD去除率90%~95%,氨氮去除率95%以上。此外该工艺自动化程度要求高,工艺运行技术参数可视实际情况灵活调整。
5)混凝沉淀出水COD≤150mg/L,NH3-N≤25mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)的二级排放标准。出水经消毒处理后可作灌溉水。
 
6)厌氧、好氧产生的污泥经浓缩、机械脱水压成含水率为75%~80%的泥饼,可用于制作有机肥或作为菌种出售。
7)沼气利用方式:发电、烧锅炉或肥料烘干。
8)有机肥的生产应优先采用好氧连续式生物堆肥工艺。
 
4、工程规模及投资分析
 
表3、工程规模及投资分析
 
5、优点
1)沼气回收与污水达标、环境治理结合得较好,适用范围广。
2)工艺处理单元的效率高,工程规范化,管理、操作自动化水平高。
3)对COD、NH3-N的去除率高,出水能达标排放。
4)有机肥料开发充分、资源得到综合利用。
5)对周围环境影响小,没有二次污染。
 
6、缺点
1)工程投资大,运行费用高。
2)管理、操作技术要求高。
 
四、结语
目前限制畜禽场沼气工程发展的主要问题有两个:一是基建投资较高,一个万头规模的猪场一次性基建投资在100万元左右,除去运行成本,再考虑贷款利息,靠沼气回收投资是多数养殖场承受不了的。另一个问题是沼气出水浓度太高,以COD计通常超过1000mg/m3,达不到排放标准,若再用好氧处理则又增加了运行费。基于此,大中型畜禽养殖场沼气工程要想提高市场参与度,政府的政策支持是关键因素。
来源:@沼气圈
 

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