畜禽養(yǎng)殖污染控制技術(shù)

1、畜禽養(yǎng)殖污染控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,王凱軍 博士清華大學(xué)環(huán)境工程與科學(xué)系2009.06,資源化畜禽糞污治理技術(shù)路線,減量化畜禽糞污治理技術(shù)路線,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖及養(yǎng)殖場(chǎng)污染現(xiàn)狀,無(wú)害化畜禽污染治理技術(shù)路線,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù)路線,目錄,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖及養(yǎng)殖場(chǎng)污染現(xiàn)狀,近年來(lái)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到快速發(fā)展，呈現(xiàn)幾大特點(diǎn):,規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)部,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模及畜禽產(chǎn)品數(shù)量變化情況,,,,畜禽養(yǎng)殖規(guī)模產(chǎn)值持續(xù)遞增；畜禽養(yǎng)

2、殖業(yè)占農(nóng)業(yè)比重增加；畜禽養(yǎng)殖逐漸呈規(guī)?；l(fā)展。,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖及養(yǎng)殖場(chǎng)污染現(xiàn)狀,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖集約化發(fā)展程度,國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局2000年對(duì)全國(guó)規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)集中的23個(gè)省、直轄市、自治區(qū)的養(yǎng)殖情況進(jìn)行了調(diào)查。,調(diào)查規(guī)模（年平均存欄數(shù)）：200頭及以上的養(yǎng)豬場(chǎng)；40頭及以上的奶牛場(chǎng)；80頭及以上的肉牛場(chǎng)；2000只及以上的養(yǎng)雞場(chǎng)；1000只及以上的養(yǎng)鴨和養(yǎng)鵝場(chǎng)。,全國(guó)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量為35814個(gè),畜禽養(yǎng)殖主要集中在河南、浙江、

3、山東、廣東、遼寧、福建、河北、廣西、吉林、上海等地區(qū)。,各類(lèi)養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量調(diào)查結(jié)果,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖及養(yǎng)殖場(chǎng)污染現(xiàn)狀,畜禽糞污引起的污染問(wèn)題已成為社會(huì)關(guān)注焦點(diǎn),環(huán)境污染問(wèn)題（COD、N、P）；人畜共患病（禽流感，H1N1）；種養(yǎng)脫節(jié)，區(qū)域面源污染。,,養(yǎng)豬場(chǎng)廢水排放池,,,各類(lèi)固體廢棄物年產(chǎn)量,面源污染嚴(yán)重（滇池）,我國(guó)畜禽養(yǎng)殖及養(yǎng)殖場(chǎng)污染現(xiàn)狀,畜禽養(yǎng)殖污染問(wèn)題,,我國(guó)畜禽糞污年產(chǎn)量,豬糞/尿中主要污染物濃度,畜禽糞污總量持續(xù)增加；污染物

4、濃度高，對(duì)環(huán)境危害大；微量污染物引起社會(huì)關(guān)注。,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,,我國(guó)國(guó)土范圍跨越5個(gè)基本溫度帶,不同區(qū)域間溫度差異較大；,,不同區(qū)域畜禽養(yǎng)殖種類(lèi)、養(yǎng)殖方式存在區(qū)別，可穩(wěn)定供應(yīng)的沼氣原料不同；,,不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同，對(duì)工程占地、技術(shù)先進(jìn)性等要求不同；,,不同區(qū)域環(huán)保要求、承載力不同，沼氣、沼液、沼渣的最適宜消納方式存在區(qū)別；,中國(guó)溫度帶,畜禽糞污治理過(guò)程存在的問(wèn)題,我國(guó)地域廣闊，不同區(qū)域間氣候、原料特性、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等

5、存在較大區(qū)別。針對(duì)區(qū)域特點(diǎn)，宏觀規(guī)劃全國(guó)范圍畜禽污染控制技術(shù)的發(fā)展方向，優(yōu)選適宜各地不同特點(diǎn)的工藝路線，具有實(shí)際意義。,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,,畜禽糞污治理技術(shù)確定的幾個(gè)原則,,處理優(yōu)先資源化的原則,結(jié)果達(dá)到無(wú)害化的原則,,整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)化的原則,,管理實(shí)現(xiàn)減量化的原則,,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,減量化畜禽糞污治理技術(shù),,畜禽糞污治理技術(shù)確定的幾個(gè)原則,,處理優(yōu)先資源化的原則,結(jié)果達(dá)到無(wú)害化的原則,,整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)化的原則,,管理實(shí)現(xiàn)

6、減量化的原則,,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,減量化畜禽糞污治理技術(shù),生物發(fā)酵舍“零排放”養(yǎng)豬技術(shù),豬舍內(nèi)設(shè)生物發(fā)酵床墊層，喂食豬洛東酵素，糞尿在墊層內(nèi)分解。發(fā)酵床定期更換，墊料可制有機(jī)復(fù)合肥。,生物發(fā)酵豬舍,減量化畜禽糞污治理技術(shù),干清糞集糞方式,污水處理，糞便堆肥,減量化畜禽糞污治理技術(shù),常規(guī)堆肥-干燥-造粒工藝路線,造粒裝置a、滾筒式造粒機(jī)b、轉(zhuǎn)盤(pán)式造粒機(jī)c、擠壓式造粒機(jī)d、壓縮造粒法,發(fā)酵裝置a、立式多段發(fā)酵槽

7、b、筒倉(cāng)式發(fā)酵槽c、臥式旋轉(zhuǎn)發(fā)酵槽d、臥式敞口發(fā)酵槽,堆肥,干燥,造粒,篩分,減量化畜禽糞污治理技術(shù),快速堆肥工藝路線及應(yīng)用示范,采用生物接種、配方優(yōu)化、條件控制、設(shè)備創(chuàng)新等綜合措施使一次堆肥時(shí)間縮短到1到2周，二次堆肥縮短到2-3周的堆肥工藝。,,畜禽糞污治理技術(shù)確定的幾個(gè)原則,,處理優(yōu)先資源化的原則,結(jié)果達(dá)到無(wú)害化的原則,,整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)化的原則,,管理實(shí)現(xiàn)減量化的原則,,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,資源化畜禽糞污治理技術(shù),資

8、源化畜禽糞污治理技術(shù),小規(guī)模養(yǎng)殖戶(hù)糞污治理技術(shù),農(nóng)村小沼氣數(shù)量變化,農(nóng)村小沼氣的建設(shè),農(nóng)村沼氣利用模式,自上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始，農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)期致力于我國(guó)農(nóng)村小沼氣的建設(shè)與推廣。將農(nóng)民日常生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，同時(shí)回收沼氣作為能源。,至2006年底，我國(guó)已建戶(hù)用沼氣池2200萬(wàn)座，根據(jù)《全國(guó)農(nóng)村沼氣工程建設(shè)規(guī)劃（2006－2010年）》，到2010年我國(guó)戶(hù)用沼氣池?cái)?shù)量將達(dá)到4000萬(wàn)座。,中等規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的還田模式,中等規(guī)模養(yǎng)殖

9、戶(hù)糞污治理技術(shù),缺點(diǎn)：受條件限制，適應(yīng)性不強(qiáng)， 存在著傳播畜禽疾病和人畜共患病的危險(xiǎn)， 施用量/施用頻率 導(dǎo)致硝酸鹽、磷及重金屬沉積，污染地表/地下水， 惡臭、氨、硫化氫等有害氣體的釋放會(huì)對(duì)大氣構(gòu)成威脅。,優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)零排放，投資省，不耗能，無(wú)需專(zhuān)人管理，基本無(wú)運(yùn)行費(fèi),資源化畜禽糞污治理技術(shù),資源化畜禽糞污治理技術(shù),集約化養(yǎng)殖場(chǎng)-資源回收工藝路線,,,,1、厭氧生物處

10、理段,2、沼氣發(fā)電段,3、沼液，沼渣利用段,資源回收工藝路線,針對(duì)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)或養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)的，以產(chǎn)沼氣為主要目的的一類(lèi)糞污治理工程，所產(chǎn)沼氣用于發(fā)電或作為居民生活用氣，沼液沼渣回歸農(nóng)田。,高固體反應(yīng)器,針對(duì)高含固率物料的厭氧發(fā)酵開(kāi)發(fā)的一類(lèi)完全混合反應(yīng)器,升流式固體反應(yīng)器,推流式固體反應(yīng)器,,資源化畜禽糞污治理技術(shù),集中處理23家養(yǎng)殖場(chǎng)糞便沼氣發(fā)電廠1. 存欄種雞130萬(wàn)羽，肉雞370萬(wàn)羽。2. 雞糞資源量：500 t/d，TS

11、20%3. 工程規(guī)模：3,200 m3厭氧罐×8座。4. 設(shè)計(jì)沼氣產(chǎn)量：1,000萬(wàn)m3/年（30,000 m3/d）5. 設(shè)計(jì)發(fā)電量：2,000萬(wàn)kW·h/年（60,000 kW·h/ d）6. 年產(chǎn)有機(jī)肥：沼肥30萬(wàn)噸，供果園、葡萄基地。7. 年減排溫室氣體：67,000 t CO2當(dāng)量。8. 現(xiàn)該項(xiàng)目已并網(wǎng)發(fā)電。,一、項(xiàng)目概況,案例：山東民和牧業(yè)3MW集中型沼氣發(fā)電工程,資源化畜禽糞污治理

12、技術(shù),預(yù)處理部分:集水池6,000 m31座水解池2,000 m32座厭氧發(fā)酵:厭氧罐3,200 m38座二次發(fā)酵罐 2,000 m31座沼氣凈化:生物脫硫塔 2座雙膜干式貯氣柜2,150 m3 1座沼氣利用:1,064 kW發(fā)電機(jī)組3臺(tái)余熱利用裝置3套沼液利用:沼液貯存池 50,000 m31座,二、建設(shè)規(guī)模,資源化畜禽糞污治理技術(shù),工藝流程圖,資源化畜禽

13、糞污治理技術(shù),,畜禽糞污治理技術(shù)確定的幾個(gè)原則,,處理優(yōu)先資源化的原則,結(jié)果達(dá)到無(wú)害化的原則,,整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)化的原則,,管理實(shí)現(xiàn)減量化的原則,,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,無(wú)害化畜禽糞污治理技術(shù),,1、廢水達(dá)標(biāo)處理段,2、沼氣發(fā)電段,3、糞便堆肥利用段,集約化養(yǎng)殖場(chǎng)-清潔生產(chǎn)工藝路線,清潔生產(chǎn)工藝路線,針對(duì)規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)或養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)的，以達(dá)標(biāo)排放為目的的糞污治理工程，基于干清糞集糞方式，糞便直接堆肥，污水通過(guò)厭氧+好氧方式實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。,

14、無(wú)害化畜禽糞污治理技術(shù),氧化塘又稱(chēng)為生物穩(wěn)定塘，利用水體的天然自?xún)裟芰?lái)去除污染物?；ㄍ顿Y和運(yùn)行費(fèi)用都很低，維護(hù)管理簡(jiǎn)單，出水可綜合利用；人工好氧處理方法通常與厭氧處理方法并用，用于畜禽廢水的好氧處理方法主要有活性污泥法和生物膜法兩種。,出水無(wú)害化—達(dá)標(biāo)排放深度處理,無(wú)害化畜禽糞污治理技術(shù),未使用砂粒,60d,105d,反應(yīng)器內(nèi)結(jié)晶顆粒變化,可結(jié)晶元素一覽表,重金屬結(jié)晶反應(yīng)器,糞便重金屬瀝浸+重金屬結(jié)晶組合工藝；紫外+臭氧高級(jí)氧化

15、工藝。,出水無(wú)害化—達(dá)標(biāo)排放深度處理,無(wú)害化畜禽糞污治理技術(shù),達(dá)標(biāo)深度處理問(wèn)題,,,,脫氮工藝,除磷工藝,污泥處理工藝,無(wú)害化畜禽糞污治理技術(shù),,畜禽糞污治理技術(shù)確定的幾個(gè)原則,,處理優(yōu)先資源化的原則,結(jié)果達(dá)到無(wú)害化的原則,,整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)化的原則,,管理實(shí)現(xiàn)減量化的原則,,畜禽糞污治理技術(shù)確定原則,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),厭氧消化產(chǎn)物及其利用現(xiàn)狀,成分CH4(40-70%)、CO2 (30-50% )、H2S、水等，通常作為燃料使用,屬

16、于高懸浮物、高有機(jī)物污水，含有植物所需多種養(yǎng)分，一般作為農(nóng)肥或處理后達(dá)標(biāo)排放。,富含有機(jī)質(zhì)，通常可直接利用。,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),發(fā)酵產(chǎn)物傳統(tǒng)利用方式,沼氣發(fā)電機(jī)組,沼氣直燃鍋爐,沼液回田,沼渣堆肥,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，提高發(fā)酵產(chǎn)物附加值，實(shí)現(xiàn)其高值利用，提高畜禽糞污治理工程經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)項(xiàng)目運(yùn)行的穩(wěn)定性。,發(fā)酵產(chǎn)物高值利用技術(shù),沼氣分離提純沼液濃縮/脫鹽制肥有機(jī)肥安全利用,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),通過(guò)化學(xué)

17、/物理方法將沼氣進(jìn)行分離提純，達(dá)到天然氣級(jí)別?？芍瞥蓧嚎s天然氣并入市政管網(wǎng)或運(yùn)至加氣站。,發(fā)酵產(chǎn)物高值利用技術(shù)-沼氣分離提純,沼氣分離提純技術(shù)路線,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),發(fā)酵產(chǎn)物高值利用技術(shù)-沼液濃縮技術(shù),基于膜技術(shù)，對(duì)所產(chǎn)生的沼液進(jìn)行濃縮，不僅降低了沼液儲(chǔ)存體積，提高沼液肥效，通過(guò)組合膜濃縮工藝，還可以同步脫除沼液中的鹽分，減少沼液回田風(fēng)險(xiǎn)。,沼液分離提純技術(shù)路線,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),發(fā)酵產(chǎn)物高值利用技術(shù)示范工程,山東莒縣及博興

18、精制天然氣項(xiàng)目，日處理沼氣達(dá)50000立方, 沼氣經(jīng)常規(guī)脫硫、脫水處理后，采用變壓吸附工藝深度處理，處理后沼氣達(dá)到天然氣水平，通過(guò)CNG加壓輸送運(yùn)送到汽車(chē)加氣站,北京某大型養(yǎng)雞場(chǎng)沼液濃縮項(xiàng)目，日處理沼液20噸，沼液經(jīng)濃縮后體積減少為原來(lái)的1/5,加工后用于大棚種植，作物長(zhǎng)勢(shì)良好。,生態(tài)化畜禽糞污治理技術(shù),1. 存欄蛋雞260萬(wàn)只。 2. 雞糞資源量：212 t/d，TS 30%。3. 工程規(guī)模：3,000 m3厭氧罐×4座