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随着生猪集约化养殖技术的进步和农业产业构造的调整，传统的家庭作坊式圈养逐步转变为范围化、集约化消费性养殖。范围化养猪场废水排放量大，污染物浓度高，且大多数都未经处置直接排放，对区域环境产生直接要挟和危害。这些环境污染问题惹起了各级人民政府的高度注重，国度环保总局和国度质量监视检验检疫局公布了《畜禽养殖业污染物排放规范》(GB18596—2001)，对畜禽养殖业废水、废渣和恶臭气体的排放实行了规则;福建省人民政府也积极响应国度政策，进一步加大范围化养猪场的整治力度。

　　目前，国内外主要采用自然处置、好氧处置、厌氧处置及混合处置等技术管理范围化养猪场污水，但是由于能耗大、投资费用高、维护管理技术请求多等缘由，致使这些办法未能完整被各养殖场或农户接纳，推行也遭到限制，因而养殖场粪污经济有效管理照旧是个难题。福建省永安市某养猪场改良传统工艺形式，经过应用固液分离-厌氧生物发酵-生物氧化塘组合工艺处置污水，从粪污减量化到污水深度净化处置使养猪场出水水质到达畜禽养殖业污染物排放规范(GB18596—2001)排放规范，处理养猪场粪便污染问题同时也可为同类养殖场提供一定参考。

　　1、资料与办法

　　1.1 养猪场概略

　　该养猪场位于福建省三明市永安市某村镇，年存栏3500~5000头，出栏商品猪10000头，采用干清粪工艺。按1头猪日排粪2.2kg，排尿2.9kg计算，则该猪场日粪尿产生量17.85t，其中粪7.7t，尿10.15t，包括冲栏用水和职工的生活污水在内，每天产生污水60~100t。对该养猪场排放的污水实行实地监测，水质状况见表1。

　　1.2 处置工艺流程及简介

　　1.2.1 处置工艺流程

　　经过对该养猪场污水水质剖析并分离该猪场的实践状况，最后采用固液分离-厌氧生物发酵-生物氧化塘组合工艺，以到达最佳的处置效果和经济效益(详细工艺流程见图1)。

　　1.2.2 主要单项技术简介

　　(1)固液分离前处置技术。

　　粪便污水含有大量的有机污染物和悬浮物，需求经过固液分离后再分别处置固形物和污水，从而有效降低污水中的污染物浓度，同时可确保后续的厌氧处置工艺稳定、有效地运转。选用本课题组研制60目的筛网的FZ12固液分离机，将污水中的大局部悬浮物别离出来，完成污水浓度减量化。该固液分离机的设计特性是集振动系统、挤压系统和自动清洗系统于一体，污水处置效果较稳定，不会形成沉渣梗塞，可缩短后续厌氧发酵处置水力停留时间。

　　(2)厌氧生物发酵处置技术。

　　污水经过固液分离前处置后进入厌氧生物发酵系统。本研讨采用铭盛环境的ZWD型隧道式厌氧发酵池，是中国最先设计应用的水压式沼气池型，内设破壳网及布水器，保证池内布水平均，进步厌氧发酵效果。该沼气池具有占空中积小、构造简单、操作便当、产气率高等优点，克制了旧式的水压式沼气进出料难，占用有效建造容积等缺陷。该单项技术是本工艺的中心，一方面可去除污水中大局部有机物，另一方面厌氧发酵产生的沼气可作为消费生活用电，产生的沼液可作为液体肥料灌溉农田，在去除污染物的同时产生一定的经济效益。

　　(3)生物氧化塘处置技术。厌氧发酵产生的沼液富含N、P、K和有机质，若直接排放，将会形成下游河道水质富营养化，可形成水体等环境污染。因而，对耕作区应用不完的沼液采用水生物氧化塘处置技术实行深度脱氮除磷，可起到进一步的净化作用。共建立生物氧化塘3亩，蓄水才能为0.45万m3，水深约为1m。为了保证耕作区需求施肥时有足够的沼液能够应用和雨季沼液无法应用时不会外排，调理沼液贮量在0.24~0.45万m3。

　　1.3 各阶段污水测试项目及剖析办法

　　pH值用便携式pH计(雷兹pHs-3E)丈量;SS的测定采用GB11901—1989重量法，CODcr的测定采用GB11914—1989重铬酸钾法;BOD5的测定采用HJ505—2009稀释与接种法;NH3-N的测定采用HJ535—2009纳氏试剂分光光度法。

　　2、结果与剖析

　　2.1 处置效果

　　分别对固液分离后沉淀出水、厌氧消化池、氧化塘最终出水水质实行取样剖析，每个采样点每日上午9点取样，取样3次，最终以均匀值作图讨论。详细测定结果见图2。

　　养猪场污水含有大量的有机污染物和悬浮物，先经过固液分离处置可确保后续厌氧处置工艺稳定、有效地运转，同时可节约工业污水处理费用。本项目应用本课题组研制的固液分离机FZ12对福建永安某养猪场废水实行固液分离前处置，再经初沉池处置后，pH值为6.50，SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP浓度分别为4436.2、5666.2、3434.9、322.4、38.4mg/L，对SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除效果分别到达75.7%、65.7%、51.7%、17.9%和12%，污水中的污染物得到了快速的去除。然后，应用厌氧微生物发酵技术(本项目采用的反响器为UASB反响器)对沉淀池出水实行进一步的处置。厌氧消化池出水pH值为6.68，SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP浓度分别为381.5、730.9、218.8、311、35mg/L。SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP这4种污染物都得到了一定水平的去除(去除率分别为97.9%、95.5%、96.9%、20.87%和19.9%)，氨氮和总磷的去除率不高，可能是由于厌氧消化对氨氮去除效果不佳，主要是依托局部硝化及反硝化作用;总磷的去除需求经过好氧处置去除，在缺氧条件下对总磷的去除难度较大。另外，经过计算BOD5和CODcr的比值还能够看出，经过厌氧发酵处置后的养猪场污水BOD5与CODcr的比值较小(30%)，阐明该工艺的生物发酵曾经比拟彻底，厌氧发酵难以继续实行，但各项污染物浓度依然达不到GB18596—2001排放规范，因而需实行后续的氧化塘生化处置。生物氧化塘具有基建投资和运转费用低、耐冲击负荷才能强、能有效去除污水中的氮磷以及可美化环境等优点。养猪场污水经过厌氧处置后氨氮含量高，将生物氧化塘作为生猪养殖废水的后续处置工艺，可对污水起到进一步的脱氮效果。监测结果标明，经过后续的氧化塘处置，出水pH值为7.48，SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP浓度分别为48.0、138.0、37.3、41.6、2.02mg/L，对SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率可分别到达99.7%、99.1%、99.5%、89.4%和95.4%，完整可到达GB18596—2001的排放规范(表2)。

　　2.2 去除单位COD的投资与运转费用剖析

　　2.2.1 前处置阶段投资与运转费用剖析

　　(1)设备、设备投资费用。

　　本项目的前处置采用固液分离机和初沉池，该阶段的设备、设备总投资为7.3万元，其中固液分离机4.8万元，初沉池2.5万元。日污水处置量为100m3。依据表2的监测数据显现，经过固液分离处置后沉淀，每天可去除COD总量为1061.6kg，则前处置阶段每去除1kgCOD的设备、设备投资费用为68.8元/天。

　　(2)运转费用。

　　该阶段每天耗电30度，按1元/度计，则所需电费为30元;另外，运转过程还需1个人看守，工人工资以50元/天计，则总运转费为80元/天，去除1kgCOD需0.075元/天运转费。

　　2.2.2 厌氧发酵阶段投资与运转费用剖析

　　(1)设备投资费用。

　　厌氧发酵系统总投资为44.0万元，日处置污水量为100m3。依据表2的检测数据显现，厌氧生化阶段的COD去除量为493.5kg，则其厌氧发酵阶段的COD容积负荷为0.45kg/(m3•d)，则该阶段去除1kgCOD设备投资为891.6元/天。

　　(2)运转费用。

　　厌氧发酵阶段除了清池，平常没有运转费，因而其运转费可疏忽不计。

　　2.2.3 生物氧化塘基建投资与运转费用剖析

　　(1)基建投资费用。

　　该项目设立三级跌水式生物氧化塘(共0.20hm2)，按30元/m2计算，则该阶段需求9.0万元基建投资费用。应用生物氧化塘每天可去除COD总量为59.3kg，则该阶段去除1kgCOD基建投资为1517.8元/天。

　　(2)运转费用。

　　生物氧化塘在处置污水的过程中平常无运转费用。该猪场应用氧化塘出水灌溉四周农田(46.9hm2)，需求1个人看守，所需人工费为50元/天，沼液灌溉均匀每天耗电20度，需求电费20元/天，则应用氧化塘出水灌溉农田需求总运转费用70元/天。

　　从固液分离机、厌氧发酵以及生物氧化塘去除单位COD的投资剖析结果能够看出：

　　①应用固液分离机对范围化养猪场污水实行前处置，能够快速、有效地降低污水中的COD浓度，还可显著减少投资费用;

　　②应用该组合工艺处置养猪场污水具有投资省、运转费用低等优点。

　　2.3 污水管理经济效益剖析

　　2.3.1 固液分离阶段经济效益剖析

　　对固液分离机的去渣量实行统计，结果显现其每个消费周期粪渣均匀产量为2275kg/天(含水率55%~66%)，将产生的粪渣卖给有机肥料厂，价钱为100元/t，该猪场回收粪渣的产值为227.5元/天，扣除运转费用80元/天，则在固液分离机处置阶段其净回收为147.5元/天，投资回收期为495天。

　　2.3.2 厌氧发酵阶段经济效益剖析

　　对厌氧发酵池的日沼气实行统计，结果显现其均匀产气量为699.8m3/天，则该阶段每去除1kgCOD可产生约0.45m3沼气，产气率为0.64m3/(m3•d)。这些沼气可用于发电，提供猪场的消费生活用电，假如能全部得到有效应用，可发电1050度/天，节约电费1050元/天，其投资回收期为419天。

　　2.3.3 生物氧化塘阶段经济效益剖析

　　应用氧化塘出水灌溉农田46.67hm2，每公顷年节约肥料本钱6000元，则该阶段可产生的经济效益为28万元/年，扣除灌溉农田运转费用70元/天，净回收为697元/天，其投资回收期为129天。

　　经过剖析3个处置阶段产生的经济效益，结果标明应用该组合工艺处置养猪场废水，具有较好的经济效益，且投资回收期较短。

　　3、结论

　　应用固液分离-厌氧消化-生物氧化塘组合工艺处置养猪场污水，对SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除效果显著，最终出水可到达GB18596—2001排放规范。其中，应用固液分离机对污水实行前处置，是至关重要的环节，可大大缩短污水的处置周期并节约处置费用。该组合工艺能充沛应用猪场环境条件对粪污处置各阶段产生的错位资源实行有效应用，在消纳污染物的同时还可节约消费本钱产生一定的经济效益：固液分离的猪粪渣可销售给有机肥厂，经过495天可回收投资资金；厌氧发酵产生的沼气可满足猪场日常的消费生活用电，经过419天可回收投资资金；生物氧化塘出水可作为液体肥料灌溉猪场周边的农田，经过129天可回收投资资金。该组合工艺对处置养猪场污水经济、有效，具有较好顺应性和针对性，对其他养猪场的污水处置工程具有一定的参考价值。