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  • 我国粪便干湿分离机粪污治理技术模式的选择

    发布时间:2018-10-15 发布者:皓天机电

    为切实做好养殖业粪污综合治理工作,农业部、环保部和全国畜牧总站组织专家对我国养殖业的粪污处理与利用工作进行了梳理,总结出我国粪污处理与利用的4种技术模式,即种养结合模式、清洁回用模式、达标排放模式和集中处理模式,并给出了相应的定义。此外,有些场的粪污综合治理采用了多元化处理技术模式,可包含种养结合、清洁回用等多种模式组合,通过不同处理工艺把粪尿进行减量化、无害化、资源化综合处理和利用。

    1、种养结合模式

    种养结合模式是指养殖场粪污收集或处理后主要还田用于农业生产。养殖场主要采用干清粪或水泡粪方式收集粪污。清粪方式不同,处理路径也不同。如采用干清粪方式收集后的固体粪便,选择堆肥处理较为经济,污水可通过一定时间的贮存后直接施用;而采用水泡粪方式收集的粪污选择沼气工程技术较为妥当,待形成沼渣、沼液后还田利用。

    种养结合粪肥还田利用,并不是简单的将粪污泼洒到农田,而是有计划、科学规范的施肥过程。奶牛场在规划时,就必须考虑周边农业生产及农业作物特点,按照粪污产生量和所含有机物质准确计算,做到与种植需求相匹配。同时,要加强粪肥、土壤的成分测定和相关基础研究。此项工作在国外有专门的机构执行,在国内目前还处于空白阶段。粪肥还田前,应保证充分腐熟并杀灭病原菌、虫卵及草籽等,要限制粪肥中有害金属含量,不达标不得施用。此外,应针对不同季节、作物,明确施肥量、施用方式,避免量少肥效不足,量大烧苗等现象,使肥效达到较高。

    2、清洁回用模式

    清洁回用模式是指养殖场的粪污收集和处理后主要在场区内使用。奶牛场粪污经固液分离后,固体部分通过垫料方式实现清洁回用,不仅能解决粪污存放的问题,还能解决牛床垫料来源、降低后续粪污处理难度。牛粪作为垫料,与稻壳、木屑、锯末、秸秆等垫料材料相比,牛粪不受市场控制,无需购买;与橡胶垫料比,牛粪成本低,且舒适性、透气性、排湿性较好;与沙子比,牛粪不会造成清粪设备、固液分离机械、泵和筛分器等严重磨损,输送时不易堵塞管路,不在贮液池底部沉积,减少清理难度;与沙土比,牛粪松软不结块,有利于后续处理。在我国,牛粪当作垫料使用的场合主要包括运动场和散栏牛舍中的卧床。具体做法有以下几种:

    ①牛舍内的粪由铲车铲出后直接铺在运动场上。由于室外相对干燥,牛粪中的水分会逐渐减少,放置1~2d后,牛比较喜欢卧在铺有牛粪的运动场休息,但这种方式不适于在雨季使用。

    ②粪污固液分离后,固体部分经晾晒后回填卧床。一些牛场将粪污进行固液分离后,固体部分经晾晒把水分降到50%以下后回填牛床。这种利用方式要求固液分离设备出料的含水量应尽可能低,较好不要超过65%,但由于未对牛粪做消毒杀菌等处理,存在着一定的安全隐患。还有一些牛场采取二次固液分离,将粒径大的分离产物用作垫料,将粒径小的部分作为有机肥使用。二次分离后的垫料中,有机物含量相对要低,可在一定程度上提高垫料的生物安全水平。

    ③固液分离后再经堆积发酵或条垛发酵处理后作为卧床垫料或者牛场粪污直接进入沼气池处理,处理后再进行固液分离,沼渣部分经晾晒后作为卧床垫料。经过好氧或厌氧处理后的牛粪垫料,其生物安全性大大提高。

    ④牛舍内的粪尿经专门的垫料再生系统生产垫料。对于采用机械刮粪的牛舍,粪尿及冲洗用水的混合物经过暗沟集中输送到储存池中。通过泵的提升,进入垫料再生系统,先做固液分离,然后进入发酵仓在6570℃下发酵、杀菌、干燥后形成含水量低于40%的物料,再回填至卧床。目前,意大利、奥地利等的垫料再生系统设备已进入我国市场,在部分牛场得到较好的应用。

    牛舍清粪通道及场内粪沟需要经常用水清洗。冲洗水可以从罐体、高压泵或高水位池体中通过管路来获得,也可以将牛场粪污经固液分离处理后的上清液作为回用冲洗用水。要想实现污水的清洁回用,必须先对进入收集池的粪污进行固液分离预处理。目前回冲粪沟及清粪通道的污水无明确的处理标准,一般认为其含水率须达到95%以上,在冲洗过程中,不会在循环回流时沉淀堵塞管道即可。

    3、达标排放模式

    达标排放模式是指奶牛场污水经厌氧或好氧等处理后,出水水质在达到(国家畜禽养殖业污染物排放标准》GB18596-2001或城市污水排放标准后,直接排放到环境中,或进入城市污水管网系统,再与城市污水一起进行后续处理。

    由于粪污处理工程多数是一次性投资项目,大部分工程只有前期投资,缺乏后期运行资金,加之现有的粪污处理工艺过于复杂,可操作性差,对从业人员要求高,影响了处理效果,很多企业因污水处理费用过高而无法真正实现达标排放。此外,我国奶牛场普遍采用运动场,尤其是雨季,场地冲刷导致污水量大增,不易做到雨污分流,再加上奶厅清洗用水,污水产生的比例要高于其他养殖场。因此,对于没有足够土地消纳粪污的牛场,一定要选择节水型饲养方式和清粪工艺技术,做好雨污分流,从源头控制污水产生量。牛舍粪污和挤奶厅污水应分别收集处理,这对减轻后续污水处理压力十分重要。

    4、集中处理模式

    集中处理模式是指在养殖密集区,依托一个规模化养殖场或单独的粪污处理企业,对周边养殖场(小区、养殖大户)的粪便或污水进行收集,并集中处理的治理方式,可采取固体粪便集中处理、养殖污水集中处理、粪便和污水同时集中处理等形式。该处理模式只需要在一定区域范围投入一套处理设施设备,建设费用、管理维护成本较低。集中处理的原料来源不拘一格,可广泛利用各种畜禽粪便、农作物秸秆等资源,容易实现专业化生产和高效生产。当然,这种模式的实施需要考虑区域服务范围,收集点与临时收集存放设施的投入,以及防范区域卫生和安全风险。

    对策与建议

    (1)奶牛场粪污治理应优先选择清洁回用技术模式,即将粪污固液分离后,通过无害化处理,固体部分用作垫料、基质、燃料,液体部分场内回用。

    (2)对于农垦系统和农业种植大省,倡导种养结合技术模式,简化处理工艺,通过实施养分管理计划,为养殖场或种植区域提供必要的运输和施用设备,或贮存设施与种植地块有机结合,来保障有机肥的高效利用。

    (3)加大技术研发,应按照畜禽排泄量和外部消纳量相配套的原则,重点加强奶牛饲养工艺、粪污收集技术的研究,积极探索基于养殖规模不同的差异化粪污处理模式、牛场粪污高效循环利用的创新研究,推进污水末端高效施用技术和装备研究。

    (4)强调养殖粪污治理的公益性,应采用多元化政策扶持方式,进一步从生态环境、节能减排和节地节水等角度大力扶持粪污综合治理行业。


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