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畜禽粪污处理的无害化技术

时间:2014-05-14 11:23:57  来源:  作者:

      畜禽粪污是严重的污染源,但是只要科学处理,合理利用,又是很好的资源。畜禽粪污富含农作物所必需的N、P、K等常量元素,是优质的农家肥,增施农家肥,既减少了化肥的施用量,改善土壤结构,还可以显着提高农产品质量,是促进农业可持续发展,生产无公害农产品的重要措施。近几年浙江省各地包括宁波市相继大力推广好氧翻堆(干粪)和建设沼气池进行(尿污)发酵处理,实现了畜禽粪污的无害化处理。产生的优质有机肥施于农田,产生的沼气可代替液化气和煤气供居民日常生活使用,减少了对日益紧缺的能源的依赖;沼渣和沼液则可以用于制颗粒肥、液体肥或者直接用于农田。这项技术已经基本成熟。
      经过近几年的研究试验,我国现已研究出适合不同气候特点和养殖规模的畜禽粪污无害化处理和综合利用技术模式。在污水处理利用方面,可根据不同畜禽的粪便原料特性的差异,进行包括预处理、厌氧、制肥、液化后处理的全部设计和加工;在固体粪便发酵工艺方面,有塔式发酵、平地堆沤发酵、深槽好氧翻堆发酵技术、密闭式堆肥技术、静态通气发酵堆肥技术等;在粪便的能源转化方面,有沼气技术等。同时我国已成功研制出固液分离等装置。此外,还有物理的、化学的、生物的除臭技术,这些技术都有不同程度的示范,并取得了一定的经济效益和环境效益。

第一节  无害化的概念和特点

一、无害化的概念
      环境无害化技术的提出与发展是人类对自身活动和社会发展的一种要求,是对生态持续发展的一种反思。环境无害化技术 f environmentally sound technology,简称EST)是减少污染、合理利用资源、节约能源与环境相容的技术总称。环境无害化技术涉及污染的预防和治理两个领域,有3种类型:一是污染治理技术。该技术主要用于废物的末端处理,即通过建设末端净化装置来消除污染物质,达到对有毒有害物质的净化处理;二是废物利用技术。该项技术是循环经济的重要技术载体,废物的回收和循环利用也是循环经济的重要内容。其目的是通过废弃物再利用技术实现产业和生活废弃物的资源化处理;三是清洁生产技术。该技术是循环经济的核心载体。其特点是从工艺设计、原料选取、加工、提炼、产出、使用到报废处置,从产品开发、规划、设计、建设生产到运营管理,实行污染全过程控制。
      畜禽粪污排放的无害化是指以环境可接受的方式最大限度地减少粪污排放对环境的影响。畜禽粪污排放的无害化技术包括干燥法、化学法、生物法等。 

二、无害化处理技术的特点
      无害化是处理环境污染物,有效实现或促进清洁生产,实现环境与人类健康无害化的系统技术工程。它具有以下特点:
      1.对环境和生态无害
      畜禽养殖业的快速发展,畜禽粪污的排放已对环境造成危害,具体表现为土壤污染、水体污染、空气污染、疾病传播,通过无害化处理的目的是要消除这些污染,在进行无害化处理时,要避免在处理过程中不会对环境和生态造成危害,处理后产生的新物质或技术使用的本身不会对处理的对象或环境和生态造成新的污染,构成新的危害。
      2.对人类健康无害
      无害化处理技术运用的目的是要消除污染,实现人与自然的和谐发展。在运用无害化技术时,要确保技术的本身不会对人类生活环境与健康造成危害,技术运用的结果所产生的产物也不会对人类的生存环境和人类健康造成危害。
      3.可实现资源的再利用
      畜禽粪污对环境是一种消极因素,但其内含的丰富营养物质又是一种可利用的积极因素,通过无害化处理,消除其消极因素的一面,利用其可利用的一面,转化为再生资源。畜禽粪污经处理后可以作为绿色植物的肥料,可以作为畜禽养殖的再生饲料或用作燃料。
      4.无害化过程是多种技术优化的过程
      无害化技术不是单一技术,而是多种环境技术有机结合、综合运用的结果,在无害化处理过程中,要针对不同对象,因时、因地制宜通过对多种技术的整合与优化或对其中某一功能的优化,突出环境效益,实现资源的再利用,达到无害化要求。
      5.无害化的目标是实现清洁生产
      清洁生产(Cleaner Production)是要从根本上解决产品生产过程中的污染问题,即在污染前采取防止对策,而不是在污染后采取治理措施。将污染物消除在生产过程之中,实行生产全过程控制,这是20世纪80年代以来发展起来的一种新的、创造性的保护环境的战略措施。美国首先提出其初期思想,这一思想一经出现,便被越来越多的国家接受和实施。l992年联合国在巴西召开“环境与发展大会”提出了全球环境与经济协调发展的新战略,中国政府积极响应,于l994年提出了“中国21世纪议程”,将清洁生产列为“重点项目”之一。
      清洁生产的定义是:将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险。
      清洁生产的定义包含了两个全过程控制:生产全过程和产品整个生命周期全过程。
      对生产过程而言,清洁生产包括节约原材料和能源,淘汰有毒有害的原材料,并在全部排放物和废弃物离开生产过程以前,尽最大可能减少它们的排放量和毒性。对产品而言,清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。清洁生产不是把注意力集中在污染物产生之后如何处理,而是要求把污染物消除在产生之前。
      畜禽养殖业无害化技术使用的目标就是要在畜禽养殖过程中,为养殖场及养殖小区创造良好的生态环境,通过人为控制污染,实现清洁生产的源头治理,从而达到畜禽养殖业粪污处理的减量化、资源化和无害化的要求。

第二节  干燥法

      畜禽粪便的干燥处理技术是无害化处理技术之一。据测定,非填料或非冲洗畜禽粪便的含水量一般60%-85%,通过干燥处理可减少粪便中水分的含量,便于作进一步储藏、加工、运输。干燥的方法有日光一风能干燥、高温快速干燥、烘干膨化干燥及机械(热喷处理)脱水干燥等。这些干燥方法各有其优缺点。

一、日光—风能千燥
      具体方法是在塑料大棚内摊铺湿粪,利用日光加热并强制通风排湿,塑料大棚干燥,其蒸发能力,夏天可达到4.5-5.0L/(m2•d),冬季1.5-2.0L/(m2•d)。据此,可以按粪的含水量和被干燥的蒸发量,简单地计算出必须的大棚面积。该方法具有投资小、易操作、成本低等优点,但处理规模较小,土地占用量大,受天气影响大,阴雨天难以晒干脱水,干燥时易产生臭味,氨挥发严重,干燥时间较长,肥效较低,可能产生病源微生物与杂草种子的危害等问题,不能作为集约化畜禽养殖场的主要处理技术。但如改用大棚内设专用发酵槽,槽底铺设通风管道,强制通风增氧,再加机械翻堆机翻堆,促使粪便好气发酵脱水。虽增加了投入成本,但却排除了天气影响,且干燥时间较短,较适宜我国采用。

二、高温快速干燥
      高温快速干燥是采用煤、重油或微波(超高频)电场产生的能进行人工干燥的方法。干燥需用干燥机,我国用干燥机大多为回转式滚筒,原来鸡粪中含水量为70%~75%,经过滚筒干燥,在短时间内(约数十秒钟)受到500—550%或更高温度的作用,鸡粪中的水分可降低到l8%以下。其优点是不受天气影响,能大批量生产,干燥快速,可同时达到去臭、灭菌、除杂草等效果,但存在一次性投资较大,煤、电等能耗较大,处理干燥时产生的恶臭气体耗水量大,特别是处理产物再遇水时易产生更为强烈的恶臭,以及处理温度较高带来肥效较差,易烧苗等缺点,加上处理产物成本较高,销路不畅,使该项技术推广应用困难重重。

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