申请日2014.07.10
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开一种猪场污水循环利用方法，包括以下步骤：猪场生产过程中产生的粪污匀质后，进行厌氧发酵;厌氧发酵得到的沼液在并联设置的至少2套三级氧化池中进行三级曝气氧化;经三级曝气氧化得到的沼液进行一次生物降解;经一次生物降解后的水经循环水渠中水生植物进行二次生物降解;经二次生物降解的水蓄积，达到排放标准后排放。本发明可解决猪场粪污带来的压力，降低水资源紧张地区的用水压力，同时可以降低生产蔬菜所需购买肥料费用。本发明实现了能源的再生利用，种植业与养殖业的有机结合，实现了畜牧业污染的“零排放”，最终可实现畜牧业的可持续发展。该猪场污水循环利用方法设计简单，实施方便、操作简单且安全实用，适宜推广。
权利要求书
1.一种猪场污水的循环利用方法，其特征在于依次进行厌氧发酵、三级曝气氧化、一次生物降解、二次生物降解处理，具体包括以下步骤：
(1)、猪场生产过程中产生的粪污匀质后，进行厌氧发酵;
(2)、厌氧发酵得到的沼液在并联设置的2套三级氧化池，即并联设置的A区三级氧化池和B区三级氧化池内交替曝气氧化;所述的每套三级氧化池包括依次顺序连接的第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池，第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池中均设有增氧泵;
交替曝气氧化的具体操作为：沼液首先进入到A区第一氧化池直到装满为止，开始静置曝气氧化;A区第一氧化池中的沼液静置曝气氧化10-15天，再将上清液进入A区第二氧化池进行二级曝气氧化10-15天，A区第二氧化池中2/3的上清液进入到A区第三氧化池进行三级曝气氧化10-15天;A区第一氧化池中的沼液开始静置曝气氧化时，将沼液进入到B区第一氧化池，按照A区三级氧化池的处理方法对沼液进行逐级曝气氧化;A、B区三级氧化池轮换交替曝气氧化，曝气氧化过程中维持沼液中溶解氧在2.5～4.5mg/L;
(3)、经三级曝气氧化得到的沼液进行一次生物降解;
(4)、经一次生物降解后的水经循环水渠中水生植物进行二次生物降解;
(5)、经二次生物降解的水蓄积，达到排放标准后排放。
2.根据权利要求1所述的猪场污水的循环利用方法，其特征在于步骤(1)中，猪场生产过程中产生的粪污在匀质池中充分匀质，在沼气厌氧发酵塔中进行厌氧发酵。
3.根据权利要求1所述的猪场污水的循环利用方法，其特征在于步骤(3)中，经三级曝气氧化后的沼液在水生植物田中停留10-15天进行一次生物降解;所述的水生植物田中种植水生植物;水生植物在水生植物田栽植密度：宽行1m，窄行0.8m，株距0.6m，每亩栽1400墩。
4.根据权利要求1所述的猪场污水的循环利用方法，其特征在于步骤(4)中，经一次生物降解的水在循环水渠中进行二次生物降解，循环水渠中水的流速为1-2cm/s;所述的循环水渠由多段水平水渠组成，每相邻两段水平水渠形成10-20cm的落差;在每一段水平水渠内设有至少一个网箱，所述的网箱中种植有水生植物。
5.根据权利要求1所述的猪场污水的循环利用方法，其特征在于步骤(5)中，经二次生物降解的水蓄积到沉降池，上清液进入排放区排放。
6.一种猪场污水的循环利用系统，其特征在于包括匀质池、沼气厌氧发酵塔、至少2套并联的三级氧化池、水生植物田、循环水渠，所述的匀质池与猪场连接，匀质池经管道与沼气厌氧发酵塔连接，沼气厌氧发酵塔与三级氧化池的进口连接，每套三级氧化池包括依次 顺序连接的第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池;所述的每套三级氧化池的第三氧化池经管路通入水生植物田，所述的水生植物田经水渠与循环水渠连接;所述的循环水渠由多段水平水渠组成，每相邻两段水平水渠形成10-20cm的落差，在每一段水平水渠内设有至少一个网箱;所述的循环水渠与沉淀池连接;所述沉淀池与排放区连接。
7.根据权利要求6所述的猪场污水的循环利用系统，其特征在于所述的猪场污水的循环利用系统并联设置2套三级氧化池;所述的每一段水平水渠设有一个网箱。
8.根据权利要求6所述的猪场污水的循环利用系统，其特征在于所述的水生植物田埂外的水渠石板上设有留孔;所述的连接每套三级氧化池第三氧化池与水生植物田的管道上设有水泵。
说明书
一种猪场污水的循环利用方法
技术领域
本发明属于猪场污水处理利用技术领域，具体地说是一种猪场污水的循环利用方法，更具体地说是对猪场粪污经过厌氧发酵得到的沼液的处理。
背景技术
随着规模化、集约化养猪业的蓬勃发展，猪场污水污物排放量急剧增加，给环境保护造成巨大压力，畜牧场废弃物是继工业三废、农药、化肥、交通废气和居民生活废弃物之后的又一大环境污染源，而规模化猪场又是畜牧场中的污染大户。国家环保部门已经认识到这点，对于规模化猪场产生的粪污大都采用简单的沼气发酵的处理模式，对于猪场周围附属农用土地丰富的地区，利用这种处理模式沼气发酵后产生的沼液可以就近还田，不仅能解决猪场带来的环境压力，还能实现猪场粪污的资源化利用。但是随着中国可耕作土地的不断减少，很多猪场周围根本没有足够的土地就近分解猪场产生的粪污，像上述粪污处理模式在大多数猪场不能适用，同时，猪场内部生产用水对水资源缺乏的地区也是一种挑战。也就是说，现在大多数猪场虽然采用粪污的沼气发酵处理，在一定程度缓解了不少环境压力，但是沼气发酵后产生的沼液，一直是困扰猪场投资者的难题，且猪场粪污给农业生态环境带来严重的破坏，影响周边地区整体经济的可持续发展。因此，有必要提出科学合理的猪场污水处理模式。
发明内容
本发明的目的为了解决现有猪场粪污处理技术中的存在的问题，提供一种猪场污水的循环利用方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种猪场污水的循环利用方法，依次进行厌氧发酵、三级曝气氧化、一次生物降解、二次生物降解处理，包括以下步骤：
(1)、猪场生产过程中产生的粪污匀质后，进行厌氧发酵;
(2)、厌氧发酵得到的沼液在并联设置的至少2套三级氧化池中进行三级曝气氧化;
(3)、经三级曝气氧化得到的沼液经水生植物进行一次生物降解;
(4)、经一次生物降解后的水经循环水渠中水生植物进行二次生物降解;
(5)、经二次生物降解的水蓄积，达到排放标准后排放。
步骤(1)中，猪场生产过程中产生的粪污在匀质池中充分匀质，匀质是一个将猪粪和污 水混合的过程，匀质后的粪污在沼气厌氧发酵塔中进行厌氧发酵。粪污在沼气厌氧发酵塔中进行厌氧发酵是常规操作，采用厌氧发酵COD的去除率一般在80%-90%之间。
步骤(2)中，沼液在并联设置的至少2套三级氧化池内交替曝气氧化，所述的每套三级氧化池包括依次顺序连接的第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池，所述的第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池的容积分别为600m3、400m3和300m3;第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池中均设有增氧泵，让空气中的氧气与沼液充分接触，增加沼液的含氧量，确保沼液中溶解氧为2.5～4.5mg/L。并联设置三级氧化池的目的是为了使一套三级氧化池在汇集沼液时，另一套三级氧化池对沼气进行静置曝气氧化处理，避免沼液边流入边曝气导致氧化效果不佳的情况。
进一步优选的，沼液在并联设置的2套三级氧化池(即并联设置的A区三级氧化池和B区三级氧化池)内交替曝气氧化;交替曝气氧化的具体操作为：沼液首先以5m3/h的流速进入到A区第一氧化池直到装满为止，开始静置曝气氧化;A区第一氧化池中的沼液静置曝气氧化10-15天，再将上清液进入A区第二氧化池进行二级曝气氧化10-15天，A区第二氧化池中2/3的上清液进入到A区第三氧化池进行三级曝气氧化10-15天;A区第一氧化池中的沼液开始静置曝气氧化时，将沼液以相同流速进入到B区第一氧化池，按照A区三级氧化池的处理方法对沼液进行逐级曝气氧化;A、B区三级氧化池轮换交替曝气氧化，曝气氧化过程中维持沼液中溶解氧在2.5～4.5mg/L。
步骤(3)中，经三级曝气氧化后的沼液在水生植物田中停留10-15天进行一次生物降解;所述的水生植物田中种植水生植物。所述的水生植物在水生植物田栽植密度：宽行1m，窄行0.8m，株距0.6m，每亩栽1400墩。
步骤(4)中，经一次生物降解的水在循环水渠中进行二次生物降解，循环水渠中水的流速为1-2cm/s，有利于水渠中水生植物进行生物降解。所述的循环水渠由多段水平水渠组成，每相邻两段水平水渠形成10-20cm的落差;在每一段水平水渠内设有至少一个网箱，所述的网箱中种植有水生植物。循环水渠绕猪场外围建造形成一条生物安全隔离带，根据处理的情况循环水渠中的水可再次用水泵从水渠终点打入水渠起点，多次循环进行生物降解。
本发明水生植物为水葫芦、藕、茭白、芦苇或菖蒲，优选茭白。水生植物特点是环境适应性很强，长势迅速，根系发达，需水量多，适宜种植于水源充足、灌水方便、土层深厚松软、土壤肥沃、富含有机质、保水保肥能力强的黏壤土或壤土中。水生植物可以消耗污水中大部分污染指标。循环水渠中采用网箱种植水生植物便于控制水生植物的打捞收集，作为猪场的青绿饲料，也可以有效的控制被人们定义为有害植物的扩散。
步骤(5)中，经二次生物降解的水蓄积到沉降池，上清液进入排放区排放。
本发明还提供了一种猪场污水的循环利用系统，包括匀质池、沼气厌氧发酵塔、至少2套并联的三级氧化池、水生植物田、循环水渠，所述的匀质池与猪场连接，匀质池经管道与沼气厌氧发酵塔连接，沼气厌氧发酵塔与三级氧化池的进口连接，每套三级氧化池包括依次顺序连接的第一氧化池、第二氧化池和第三氧化池;所述的每套三级氧化池的第三氧化池经管路通入水生植物田，所述的水生植物田经水渠与循环水渠连接;所述的循环水渠由多段水平水渠组成，每相邻两段水平水渠形成10-20cm的落差，在每一段水平水渠内设有至少一个网箱;所述的循环水渠与沉淀池连接;所述沉淀池与排放区连接。
进一步优选的，所述的猪场污水的循环利用系统并联设置2套三级氧化池;所述的每一段水平水渠设有一个网箱。
所述的水生植物田埂外的水渠石板上设有留孔，用于过滤经水生植物田一次生物降解的水;所述的连接每套三级氧化池第三氧化池与水生植物田的管道上设有水泵。
本发明方法涉及的原理如下：
a.“零排放原理”：“通过生猪养殖-污水-厌氧发酵-有氧氧化-水生植物/水生植物生物降解-生猪养殖”的循环，实现了猪场的污水“零排放”。
b.低能耗：选择投资较小的人工湿地方式处理猪场污水，能够显著降低粪污中的总磷、总氮、以及重金属铜、锌的含量。
c.猪场粪污发酵产生的沼液中的营养成分可作为水生植物的有机肥，供水生植物生长所需。
和现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明猪场污水的循环利用方法简单，实施方便、操作简单且安全实用，适宜推广。一方面可使猪场的污水得到理想的处理，减少猪场粪污带来的环境压力，降低水资源紧张地区的用水压力;另一方面可减少生产水生植物(蔬菜)所需购买有机肥的费用。经本发明方法处理可大大降低猪场污水中COD，N，P，Zn、Cu的含量，猪场污水中COD的去除率达到99.5%，总磷(TP)的去除率达到99.5%，总氮(TN)的去除率达到76.1%，Cu的去除率达到61.5%，Zn的去除率达到99.2%，尤其是采用水生植物对沼液进行生物降解，能够明显的去除COD、总磷、总氮、重金属离子Cu和Zn。具有环保、经济、节能、节水等特点。本发明方法实现了能源的再生利用，猪场生产用水的循环利用，实现种植业与养殖业的有机结合，实现了畜牧业污染的“零排放”，最终可实现畜牧业的可持续发展。