1、農村規模化養豬場廢棄物綜合利用及污水治理建議性報告2011年 10月 12日目錄第一章 項目背景與意義 11.1 項目背景 11.2 項目建設的必要性 21.3 項目建設的可行性 3第二章 國外的研究現狀及發展情況 62.1 國外研究現狀 62.1.1 規模化養豬場廢水來源 62.1.2 規模化養豬場廢水水質特點 62.1.3 規模化養豬場廢水處理技術 72.2 存在問題及發展趨勢分析 9第三章 項目污染治理與綜合利用方案 103.1 項目概況 103.1.1 項目名稱 103.1.2 建設單位 103.1.3 建設地點 103.1.4 建設期限 103.1.5 建設目標 103.2 項目建設

2、方案選擇與論證 103.3 工藝流程 143.4 技術關鍵與創新點 163.4.1 技術關鍵 163.4.2 技術創新點 163.5 預期目標 16第四章 應用或產業化前景與市場需求 184.1 項目技術或工藝市場需求 184.2 未來市場供求分析 19第五章 現有工作基礎、條件與優勢 215.1 現有工作基礎 215.2 條件與優勢 21第六章 項目組織管理與運行 236.1 項目實施 236.2 項目運行管理 23第七章 投資估算和資金籌措 247.1 投資估算 247.2 資金籌措方案 24第八章 效益分析與風險評價 258.1 經濟評價 258.2 環境效益 258.3 社會效益 27

3、8.4 風險分析 27第九章 結論與建議 299.1 結論 299.2 建議 29第一章 項目背景與意義1.1 項目背景豬肉在我國居民肉食消費中占有重要地位，消費比例達到65%左右。隨著經濟發展和人民生活水平的提高，在人口不斷增長的同時，我國人均豬肉消費量也 不斷增加。根據統計 , 過去十年中國豬肉產量增加了 29%,2010年的豬肉產量達到 5070萬噸。 2010年生豬出欄六億六千萬頭 , 占全球總量的一半。是當之無愧的全 球養豬第一大國。但是隨著畜牧業的迅速發展，畜禽飼養規模越來越大，畜牧業生產帶來的排 泄物以及由畜禽飼料和產品帶來的有毒殘留物對生態環境的污染也越來越嚴重， 畜牧業已經成

4、為一個不可忽視的污染源，對周圍環境影響日益加劇，不利于健康 和可持續發展。因而必須采取積極有效的措施，加強污染防治。在治理污染的同 時, 變廢為寶，減少溫室氣體的排放量，從而實現可持續性發展。以處理畜禽糞污和資源綜合利用為主的生態養殖模式為解決養殖過程中出現 的種種問題找到了有力的結合點。建設集污廢治理、資源綜合利用于一體的集約 型生態養殖場，對于進一步發展養殖業、增加優質能源供應、緩解國家能源壓力 具有重大的現實意義。集約型生態養殖場建成后，養豬場的豬糞經固液分離作為 有機肥生產的原料，全部綜合利用，養豬場的廢污水得到達標治理和綜合利用， 對于控制養豬污染、削減當地主要污染物排放量、提高養豬

5、場污水排放達標率和 糞污資源化率均具有極大的促進作用。對于一個年出欄 1 萬頭育肥豬場的生態養 豬工程，年處理鮮糞3600t左右，年處理污水17萬多噸，產生生物氣約29 X 104用, 相當于每年可替代 600t 標準煤。當前，世界經濟正朝著可持續發展，循環型經濟和可再生能源方向發展。生 態養殖技術在實現廢棄物資源循環利用，改善農村能源、環境、衛生條件和有利 于溫室氣體排放方面起到很大作用，其處理畜禽糞污的衛生效果和緩解能源危機 的潛力及巨大的經濟、社會、環境效益，成為了許多國家應用和推廣該技術的重 要動因。1.2 項目建設的必要性1、有利于保護環境，維護生態平衡 規模化豬場飼養規模大，集約化

6、程度高，雖然有利于提高生豬的飼養技術、 防疫能力和管理水平，生產成本低，經濟效益高，但是這種封閉式的集中飼養方 式造成了豬糞尿過度集中和沖洗水大量增加。如不加以利用，糞污任意堆放和排 放，有害氣體及生產中的大量塵埃、微生物排入大氣，散布于豬場及附近居民區 上空，刺激人畜呼吸道，引起呼吸道疾病，影響人畜健康。另外，糞尿中含有大 量碳水化合物、含氮化合物等腐敗性有機物，進入天然水體后，能使水體渾濁， 水色變黃、變黑、水質惡化，不能飼用。大量的豬糞尿污水及其所污染的水體、 飼料和空氣，最終將會導致豬病和寄生蟲卵的蔓延與發展，直接影響養豬生產水 平，嚴重時將成為威脅養豬業發展的重要因素。因此，為了保護

7、環境，有利于生態平衡， 一定要改變規模化養殖業的這種“自 我封閉”的方向，從建設生態農牧業和保護生態環境的原則出發，運用生物工程 技術對豬糞尿進行綜合處理與利用，合理地將養殖業與種植業緊密結合起來，農 牧并舉，形成物質的良性循環模式，促進農牧業全面發展。2、可作為一種寶貴的資源，得到合理開發和利用 生豬糞便雖然是嚴重的污染源，但卻又是可開發的寶貴資源。經過微生物作 用產生的一種可燃燒氣體。作為一種高能優質的能源，越來越受到人們的歡迎。 沼氣的主要成分是甲烷，約占所產生的各種氣體的60%-80%甲烷是一種理想的 氣體燃料，它無色無味，與適量的空氣混合后即可燃燒。按熱值換算（每立方米 純甲烷的發熱

8、量為34000J，每立方米沼氣的發熱量為 20800J- 23600J ）每立方 米沼氣相當于 3kg 標煤（標煤 5500大卡，沼氣 5500-6500大卡，標煤熱值利用 率是沼氣的 1/3 ）。沼氣是一種清潔能源，可以替代煤炭，起到減少排放二氧化碳 的效果，每立方米沼氣可相當于減少排放二氧化碳 2.13Kg -3.8Kg,排放Ivm甲烷 相當于減少排放21 m3二氧化碳。生態養殖技術生產的沼氣， 可用于豬場的工作人員生活能源、 豬舍取暖保溫， 還可供應周邊農戶生活所需。替代和節約了常規能源，緩解了農村能源短缺的矛 盾。3、有利于實現生態養殖，保障農業可持續發展我國在“ 2010 年遠景規劃

9、”和“中國二十一世紀議程”中 ,都將發展生態農 業，保持農業的可持續發展放到了重要的位置。本項目根據當地實際情況建設沼 氣工程，對豬場生產過程中產生的廢棄物、廢水進行綜合利用和有效處理，開發 生物質能源，回收有機肥資源，將治理污染、凈化環境、回收能源、綜合利用、 改善生態環境有機結合起來，走生態畜牧業產業化可持續發展的道路，在良好的 生態環境條件下組織畜牧生產，使之成為生態型畜牧豬場。項目建設有利于構建 “生豬養殖糞便沼氣有機肥種植 - ”鏈，將養 殖污水處理后做有機肥料，變廢為寶，做到零排放，有助于帶動區域農業可持續 發展。4、起示帶頭作用，提高養殖戶參與環保積極性 由于相應的環保設施不完備

10、，加之大部分養殖從業人員環保意識薄弱，國家 依法治理力度不夠，養殖污染有大行其道、無人問津之勢。雖然近期相關部門已 制定了一些法律、法規及治理養殖污染的措施，但落實不到位，執行力度不夠， 效果依然不明顯，養殖場及其周圍地區的環境形勢依然嚴峻。為此，解決養殖帶 來的污染問題，不僅要從政策、法規、資金等方面給予優惠扶持，還要做好大型 示工程，發揮示工程的示帶頭作用，通過舉辦現場會、觀摩會，教學基地，以現 身說教來說明大型沼氣工程的可行性與必要性，讓廣大養殖戶看到綜合利用帶來 的可觀的經濟效益，以及消除環境污染帶來的社會效益與生態效益。1.3 項目建設的可行性1、項目建設符合國家畜牧業產業及環境保護

11、政策 近幾年來，各級政府極其重視畜牧業的產業化發展和環境保護，在注重畜禽 數量提高的同時，更注重畜禽產品的安全衛生。相繼出臺了環境保護法 、動 物防疫法、畜禽養殖污染防治管理辦法 、獸藥管理條例、飼料和飼料添加 劑管理條例、畜禽養殖業污染物排入標準 等法律法規， 使畜牧工作有章可循， 有法可依。本項目采用固液分離、厭氧發酵、沼氣利用等綜合治理措施，解決養 豬廢水和固體廢棄物無害化處理難的問題，可大幅度降低廢水中SS含量和污染物 濃度，處理后用于水塘養殖和澆灌水稻田。該污染治理和綜合利用項目能夠提高 養豬場的污水及糞便資源化率，有利于規模化養豬污染的控制并對規模化養殖場的污染治理和綜合利用起到示

12、作用。2、符合國家產業結構調整政策農業是我國國民經濟的基礎，農產品加工和生長對于調整優化農業結構，發 展優勢產業、 改造和提升傳統產業結構具有十分重要的意義。 產業結構調整指導 目錄(2007) 中鼓勵農村可再生資源綜合利用開發工程，有機廢棄物無害化處理 及有機肥料產業化技術開發及應用也屬于鼓勵類項目。本項目的建設將有利于豬糞等有機廢棄物的無害化處理以及對于有機肥料的 產業化生產能夠起到一定的示性作用，同時本工程將對豬場固體廢物等可再生資 源進行綜合利用開發起到示性作用。因此本項目的建設是符合國家有關產業政策 的。3、項目技術原理和技術路線成熟 該項目應用系統工程的原理，把生物、生態、環境、經

13、濟、人文等諸多因素 集合成一體加以綜合研究開發，形成“豬沼果”農業生態良性循環，其技術 原理成熟，技術路線易學易掌握，操作使用便捷。并促進了生物、生態環境、能 源和經濟效益的協調發展，增加了循環因素，延長了生物鏈和效益鏈，改善了生 活條件和生態環境，增強了拓展輻射功能。4、項目主產品、副產品綜合利用前景廣闊該項目的主產品為沼氣， 副產品為沼液、 沼渣。沼氣可滿足場職工燒飯用能、 燒鍋爐、豬舍加溫用能和照明，鍋爐產生的熱能還可滿足小型浴池用能。沼氣是 微生物在沼氣池中進行多種生化反應的產物，因而需要一定的溫度條件，沼氣燃 燒產生的熱量可在冬天低溫時對沼氣池有效地增溫保護。副產品沼液、沼渣是在 厭

14、氧條件下發酵產生的含有相當豐富的有機營養物質的有機肥，并對農作物具有 防病滅蟲顯著效果，專業檢測顯示，沼液中含有 17 種氨基酸、 22 種微量元素和 生物生長所需多種維生素、生物活性酶等，沼肥中含有機質達50%之多。因此，沼液、沼肥是種植業的優質有機肥， 可作養殖業的飼料， 對農作物生長十分有利， 產品可達綠色食品標準。5、具有較好的技術保障 本項目按照源頭治理與末端處理相結合的原則，采用成熟的污染治理和資源綜臺 利用技術，新建采用固液分離、厭氧發酵、沼氣等工程。沼氣技術在上世紀 90 年代為技術突破和工藝完善階段，經過多年的科研攻關和試驗，我國沼氣建設技 術和工藝獲得重大突破。研究出了適應

15、不同氣候和原料的標準化系列池型，開發 出了安全、方便、實用的進出料工程結構和裝置，采用了混凝土澆筑施工工藝， 制定了一系列沼氣池建設國家標準， 解決了過去出料難、 壽命短、 不安全等問題。 同時，將農村沼氣技術與農業生產技術結合起來， 形成了以南方 “豬-沼-果”（養 豬和沼氣及種果樹等相結合）的沼氣發展模式，以達到減少污染排放。華南理工 大學具有一批對沼氣綜合利用熟悉的專家。對沼氣發酵設施的運行和維護具有較 扎實的基礎，為本項目的順利實施提供了技術支撐。第二章 國外的研究現狀及發展情況2.1國外研究現狀規模化養豬場廢水來源養豬場廢水主要來源為：1、豬欄沖洗水。每次豬出欄后，對豬欄和糞池進行沖

16、洗，排放沖洗豬欄污水2、其它洗滌污水。規模化養豬場廢水水質特點豬場廢水的水質特點不僅與豬糞尿的成分有關，而且還與豬場的清糞工藝有 著密切的聯系。目前國外規模化養豬場存在的主要清糞工藝有3種：水沖式、水泡糞、和干清糞工藝。我國大部分規模化養豬場都是采用水沖式工藝的。采用水 沖式工藝方便快捷，但是會把豬糞、散落的飼料末連同豬尿一起全部沖洗到廢水 中，故廢水中含有大量的固體懸浮物及膠體形態物質，且其他的污染指標也很高。 豬糞尿的化學成分及不同清糞工藝對豬場廢水水質的影響分別見表1、表2。表1豬糞尿的化學成分肥仔卿光豬尿化學址成儈呈有機亀戚占碗的有機質(«)24.16脂苛11.42有機麻翳3

17、1.597命氮%)全圉:%)2.5525. 9S15 + 02.50. 5S鬲理酸15. 7S全鉀|0.600.51.曲1Q.32瞳，PA)%0. 100.07貴白質(WJ2. 22半軒維亂32鉀(EjO) %0. 140+&5img/lOOg)15£. 7轉輒比14： 1誡釦粗(ng/lODg)愜+ 6表2不同清糞工藝的豬場污水量和水質< mg/L)水沖式污水水購水泡金35-4D2C-2S10-15SS134A4D10010300-117001MOB2050037?05fiS0CODcr2D3152J7S2417000-195002720Q-34D0O87P0：32D

18、00DD5M11S.4S02D 87700-880012300-1530039S05?40從表1表2不難看出有機物、氨態氮（NHN）及磷（P）的濃度高是豬場廢 水的主要特點。有機物主要來源于豬排泄的糞尿，而豬糞中的有機物在豬糞尿總 有機物排放量中更是占到90%上。從表4還可以看出不同的清糞工藝對廢水的水質也有很大影響。當采用水沖式清糞工藝時水中的懸浮物（SS）濃度至少是干清糞工藝的2倍，考慮到兩種工藝用水量的不同，可以知道在水沖式清糞工藝中， 水中懸浮物的80沖上來源于豬糞及散落豬場的少量飼料粉末。結合以上的數據 及分析結果，可以知道豬場廢水中來源于豬糞及散落飼料末的有機物大部分是以 懸浮物或

19、膠體的形式存在。在微生物及其它因素的作用下，廢水中這些以懸浮物 或膠體形式存在的有機物還會發生脫穩或水解等一系列的變化。此外，豬場廢水 還具有以下特點：1排水量大，廢水溫度低（多數豬場從防疫的需要出發，用水取自地下水 ）o2、沖洗欄舍的時間相對集中，沖擊負荷很大。3、廢水固液混雜，而且粘稠度很大。規模化養豬場廢水處理技術規模化養豬場廢水水量排放不均勻、沖擊負荷大，有機物濃度高、含有大量 的固體懸浮物且還含有一定量的對人體有害的病原菌，屬于高有機物濃度、高NP含量和高有害微生物數量的“三高”廢水。對于豬場廢水的處理，從采用的工 藝技術來看，有厭氧處理、好氧處理、厭氧好氧組合處理，以及氧化氧化塘、

20、人 工濕地等自然處理方法。在美國的夏威夷州，一種用于處理沖洗豬糞的原生污水 和厭氧消化液的生物固定膜和水生植物組合處理工藝被系統地進行觀察和研究。 另外，在日本等地都有各自的豬場廢水處理組合工藝。目前，國外豬糞尿的綜合利用工程技術主要有兩大類：即物質循環利用型生 態工程和健康與能源型綜合系統物質循環利用型生態工程該工程技術是一種按照生態系統能量流和物質流的 循環規律而設計的一種生態工程系統。 其原理是某一生產環節的產出 （ 如糞尿及廢 水） 可作為另一生產環節的投入 （如圈舍的沖洗 ） ，使系統中的物質在生產過程中得 到充分的循環利用，從而提高資源的利用率，預防廢棄污物等對環境的污染。常用的物

21、質循環利用型生態系統主要有種植業養殖業沼氣工程三結合、 養殖業漁業種植業三結合及養殖業漁業林業三結合的生態工程等類型。健康和能源型綜合系統的運作方式是： 將豬糞尿先進行厭氧發酵， 形成氣體、 液體和固體三種成份，然后利用氣體分離裝置把沼氣中甲烷和二氧化碳分離出來， 分離出來的甲烷可以作為燃料照明，也可進行沼氣發電，獲得再生能源；二氧化 碳可用于培養螺旋藻等經濟藻類。沼氣池中的上層液體經過一系列的沼氣能源加 熱管消毒處理后，可作為培養藻類的礦質營養成份。沼氣池下層的泥漿與其他肥 料混合后，作為有機肥料可改良土壤；用沼氣發電產生的電能，可用來照明，還 可帶動藻類養殖池的攪拌設備，也可以給蓄電池充電

22、。過濾后的螺旋藻等藻體含 有豐富、齊全的營養元素，即可以直接加入魚池中喂魚、拌入豬飼料中喂豬，也 可以經烘干、滅菌后作為廉價的蛋白質和維生素源，供人們食用，補充人體所需 的必需氨基酸、稀有維生素等營養要素。該系統的其他重要環節還包括一整套的 凈水系統和植樹措施。這一系統的實施、運用，可以有效地改善豬場周圍的衛生 和生態環境， 提高人們的健康和營養水平。 同時，豬場還可以從混料、 沼氣燃料、 沼氣發電、魚蝦和螺旋藻體中獲得經濟收入。該系統的操作非常靈活，可隨不同 地區、不同豬場的具體情況而加以調整。綜合比較以上兩種類型，種植業養殖業沼氣工程三結合的物質循環利用 型生態工程應用最為普遍，效果最好。

23、種植業養殖業沼氣工程三結合的物質循環利用型生態工程的基本容：規 模化豬場排出的糞便污水進入沼氣池， 經厭氧發酵產生沼氣， 供民用炊事、 照明、 采暖（如溫室大棚等 ）乃至發電。沼液不僅作為優質餌料， 用以喂雞、 喂豬、養魚、 養蝦等，還可以用來浸種、浸根、澆花，并對作物、果蔬葉面、根部施肥；沼氣 渣可用作培養食用菌、蚯蚓，解決飼養畜禽蛋白質飼料不足的問題，剩余的廢渣 還可以返田增加肥力，改良土壤，防止土地板結。此系統實際上是一個以生豬養 殖為中心，沼氣工程為紐帶，集種、養、魚、副、加工業為一體的生態系統，它具有與傳統養殖業不同的經營模式。在這個系統中，生豬得到科學的飼養，物質 和能量獲得充分的

24、利用，環境得到良好的保護，因此生產成本低，產品質量優， 資源利用率高，收到了經濟效益與生態效益同步增長的效果。2.2 存在問題及發展趨勢分析一是排水量大，沖擊負荷很大。二是固液混雜，有機質濃度較高。三是生豬 養殖業系微利產業，受到自然和市場的雙重壓力，因此對于豬場廢水的處理只能 采用投資少、運行和管理成本低且效果好的工藝。第三章 方案論證3.1 項目概況3.1.1 項目名稱農村規模化養豬場廢棄物綜合利用及污水治理建設項目3.1.2 建設單位華南理工大學環境科學與工程學院3.1.3 建設地點省某山里的農村。3.1.4 建設期限項目建設期為 2 年3.1.5 建設目標在省省級環境保護專項資金支持下

25、，重點提高污染源的污水排放達標率和糞 污資源化利用率，在回收資源和能源的同時，實現對污水的凈化處理。對于無法 回收的低濃度部分，則采用深度凈化工藝實現污水達標回用。其有效地保護生態 環境，采用固液分離、綜合治理、糞污處理等工程措施控制規模化養豬污染，為 其它規模化養殖場提供示作用。3.2 項目建設方案選擇與論證本項目污染物處理工程所處理的污染源為養豬廢水，在此廢水中包含豬糞壓 縮水、豬尿液、糞便沖洗水及地面沖洗水，其水質特點為水量排放不均勻、沖擊 負荷大，有機物濃度高、含有大量的固體懸浮物且還含有一定量的對人體有害的 病原菌。因此，項目建設以 “種養結合、雨污分流、清潔生產、干濕分離”十六 字

26、方針和畜禽養殖污染排放標準 (GB 18596-2001) 為指導依據，結合目前該養 殖場生豬污染物排放的實際情況， 綜合考慮各方面因素， 遵循“資源化、 無害化、 減量化、綜合利用”的原則逐步削減污染物，慎重選擇適宜的處理工藝技術路線 及設備，采取經濟有效、方便可行的工藝流程，使豬場周圍的土壤、水體及大氣 自然生態系統免受污染，以達到最佳的處理效果和經濟、社會、生態效益。鑒于養豬所排出的污水中含有大量的有機物和N、P 等營養源，在污水處理工藝選擇方面，一改傳統的污染物凈化思路，盡可能地從資源回收利用的角度出 發，利用污水中的資源。再根據需要針對性地對污水中剩余的污染物質進行凈化 處理，實現水

27、質達標。因此污水處理的工藝路線有兩步構成：1、回收資源，包括回收碳源、 N、P 等。2、深度凈化，去除污水中的污染物質，實現水質達標。 第一步：回收資源1、N、 P 回收針對養豬糞尿的高濃度含 N、 P 污水，傳統的處理方式是采用吹脫或生物脫 氮除磷工藝進行處理。吹脫工藝是將溶解在水中的氨氮吹脫到空氣中，這樣會造 成二次污染。而高濃度的氨氮直接采用生物處理，會對微生物構成一定的危害， 影響生化效率和效果。而且， 這兩種方式均沒有將原本是優質營養源的 N 進行妥 善的回收，不僅污染環境，且造成了資源的嚴重浪費。針對主場排污的現狀，我們采用全面回收資源的方式對污水中的N、P 進行了處理。由于高濃度

28、氨氮對厭氧微生物具有一定的毒性，為確保厭氧效率，同時 回收N、P,對于混合后的豬糞尿，采用 MAP工藝進行氮磷脫除處理，脫氮、磷形 成的MAP結晶富集在糞尿中的纖維上，和 SS 一起從污水中脫出，不僅確保了進 入厭氧生化池污水中的氨氮濃度，且以高效緩釋性有機肥方式回收了N、 P。2、碳源回收 傳統的污水處理針對碳源的處理，一般的處理方法是采用好氧微生物，利用 好氧微生物的呼吸作用，將碳源氧化成為二氧化碳（CO）,實現將碳源從水中取出的目的。這樣對于低濃度污水處理來說是切實可行的，但對于高濃度含碳污水 而言，若采用此法處理，不僅需要消耗大量的能源來給水體提供溶解氧，且浪費 了污水中的碳源。但采用

29、厭氧工藝處理不僅運行成本低，且能夠回收高價值的甲 烷（CH）,因此，結合實際情況，在本污水的碳源處理方面，我們設計了最大化 的碳源回收系統，采用改進型的 ABF工藝，將碳源回收為甲烷，作為能源發電原 材料和燃料。利用厭氧微生物，將污水中有機物分解成有機酸，實現酸化降解， 并進一步降解，產生甲烷。厭氧生化作用實現兩個目的，第一，分解污水中的有 機物；第二，產生甲烷，回收能源。由于厭氧微生物的生命能力強，適于高濃度 的污水處理，加上運行過程中不耗能，運行成本低，而成為高濃度污水回收碳源 的關鍵工藝段。改進型ABR反應器的特征如下：1、良好的水力條件 反應器的水力條件是影響處理效果的重要因素，反應器

30、的水力流態及其優劣可用容積利用率或反應器的死區容積分數 (Vd/V) 及擴散和混合程度來描述。與其 他的反應器相比，厭氧折流板反應器的容積利用率有了很大的提高。厭氧濾池和 傳統消化池的Vd/V值分別為50%- 93唏口 82%而ABR反應器的V/V值為7%-20% 平均僅為9.8%,因而ABR反應器的容積利用率要高于其他形式的反應器 。此外, 隨著ABF反應器中進水量的增加，即HRT的縮短，各反應室的返混程度將提高， 而 Vd/V 值的變化幅度卻不大, 從整體上看, 反應器的折流板阻擋了各反應室間的 返混作用強化了各反應室的混合作用，增強了污泥與被處理污水的接觸和混合程 度。因而，在單個反應室

31、，反應器的水力流態為完全混合型流態，而整個反應器 的流態則趨于推流式這種完全混合與推流相結合的復合型流態，不僅提高了反應 器的容積利用率，而且增強了反應器的處理效果并保證了反應器的穩定運行。2、結構簡單、效果穩定 與其他第三代厭氧反應器相比，厭氧折流板反應器沒有復雜的三相分離器，只有簡單的折板結構，不存在管道堵塞等問題，沒有復雜的部結構設計，而且從 眾多試驗研究發現， 厭氧折流板反應器處理效果穩定， 有較大的市場推廣的空間。3、良好的生物分布 在反應器擋板結構構成幾個獨立的反應室，所以，在每個反應室，能馴化培 養與該反應室環境條件相適應的微生物群落，形成良好的種群配合和良好的沿程 分布。有研究

32、表明，在位于反應器前端的格室中，主要以水解和產酸菌為主，而 在較后的格室中，則以甲烷菌為主。隨著格室的推移，由甲烷八疊球菌為優勢種 群向甲烷絲狀菌屬、異養甲烷菌和脫硫弧菌屬等轉變。當底物濃度較高時，甲烷 八疊球菌的生長速度比甲烷絲狀菌屬快 1 倍，而底物濃度較低時，剛好相反。從 顆粒污泥切片的電鏡照片可以判斷，在以葡萄糖為基質時，發酵產酸菌多在顆粒污泥表層，產甲烷菌則在部，形成良好的有機質分解鏈，這種結構與基質降解途 徑的要求是一致的。這種微生物種群的逐級遞變，使優勢種群得以良好地生長， 這與有機物的逐步降解和轉化過程相一致，同時，也表明了基質的濃度和種類是 反應室中微生物相組成與分布的重要影

33、響因素。4、固液分離效果好，出水水質好厭氧生物團絮凝同好氧活性污泥法的模式類似，是由細菌對基質的有限濃度 引起，F/M值對其有重要影響。低F/M值有利于生物絮凝，沉降加快，出水懸浮 固體濃度低。ABR的分格構造和水流的推流狀態，使得 F/M隨水流逐漸降低，在 最后一格室F/M最低，且產氣量最小，最有利于固液分離，所以能夠保證有良好 的出水水質。5、運行穩定，操作靈活由于ABR反應器特有的擋板構造，大大減小了堵塞和污泥床膨脹等現象發生 的可能性，可長時間穩定運行，且 ABR可根據水質、水量的不同，通過改變擋板 間距，調節HRT甚至還可以進行間歇操作，來滿足出水水質的要求。ABR還可在 適當的格室

34、進行好氧操作，以達到在同一反應器除氮的目的。6、耐沖擊負荷對有毒物質適應性強由于反應器具有良好的截留微生物的能力以及反應器中的生物分布特點，使 得反應器對沖擊負荷的適應性大大增強。不論是對水力沖擊負荷還對有機沖擊負 荷，厭氧折流板反應器均有良好的適應性。對有毒廢水的處理過程中，因為有毒 物質對反應器的影響主要集中在反應器的前部，對后部的危害較小。整個反應器 只有少數微生物暴露在有毒物質的影響下，有利于整個反應器系統的馴化和在受 到沖擊后能在較短的時間恢復。7、易形成顆粒污泥目前，為提高污水生物處理工藝的處理效果及處理能力，正在不斷深入研究 和開發微生物固定技術。顆粒污泥的形成與廢水水質、運行條

35、件及ABR的構造等因素有關。Boopathy的研究發現，在初始負荷為 0.97kgCOD/(kg d)，上升流速 小于0.46m/h的條件下啟動ABR 一個月后，每一個反應器都出現了粒徑為 0.5mm 的顆粒污泥，三個月后顆粒污泥長大至 3.5mm左右。洪斌等以ABR處理豆制品廢 水試驗，采用低負荷高去除率啟動方式，馴化和培養顆粒化活性污泥，COD負荷圍在0.721.97g/（L d）。經過五十多天，反應器形成大量密實、亮黑色的顆粒 污泥，CODfc除率和廢水產氣率都很高。由于資源回收后的污水中仍含有一定量的 N P,為兼顧后面的深度凈化中C/N 比和C/P比的需要，回收碳源過程中，根據需要適

36、當留有一定的碳源用于深度脫 氮、除磷。第二步：深度凈化深度凈化為主題凈化工藝，用于去除厭氧出水中的絕大部分有機物、N、P以 及其它污染物質，保障性深度凈化工藝，實現污水處理后滿足回用水水質指標。在主體凈化工藝中，所選擇的工藝應能夠同時實現對污水中的有機物和N、P去除的需要，所選擇的工藝要有一定的適應性，滿足水質、水量波動的處理需要。 針對這一需求，設計采用改進型氧化塘來處理，即在氧化塘的前一部分安裝曝氣 裝置，實現降解有機物的同時脫氮、除磷。3.3工藝流程根據以上生豬養殖場廢棄污染物特性及污染物治理、綜合利用工藝技術分析， 本項目確定的工藝流程如下圖所示。主要工藝說明如下：1、廢水預處理：養豬

37、場污水通過管道自流到沼氣站， 糞污等污染物先經過格 柵，以清除污水中稻草等較大的雜物，同時進行沉砂，去除糞污中的砂石，這樣有利于以后工序的處理，減少管道等的堵塞，保證廢污自流通暢，進入集水池。2、 固液分離：進入集水池的糞污等污染物泵入固液分離裝置，經固液分離后 去除其中混雜的懸浮物（如未消化的飼料和豬毛等），防止較大的固體物進入后續 處理環節，防止設備的堵塞損壞等。通過固液分離技術處理后的污水進入下一環 節進行處理，含水45%-50 %的豬糞糞渣進入集糞池，進行無害化處理，用作有 機肥源出售。沼氣貯藏 （貯氣柜）發電民用燃氣生豬糞 尿污水 等廢棄 污染物格柵集水池固液固液沉淀池* 干糞發酵無

38、害化處理曝氣 氧化塘酸化調節 （酸化池）有機肥出售用作有機肥料或改良土壤氧化降解 （氧化塘）周邊農田果園 灌溉、魚塘養魚 及沖洗水圖1工藝流程圖3、化學除N P:采用Mg鹽和PQ,通過化學反應形成 MgNH4PC?46H2（MAP/ 鳥糞石），吸附到污水中的SS上。與SS 一起從污水中分離出來。該工藝能夠實 現對污水中氨氮的90%上的去除率。脫氮的機理為：M+ NHf+HPQ+ 6H2 MgNHPQ? 6HQJ + H+M+ NHT+pQ3+ 6H2Q MgNHPQ? 6H2QJm6+ NH+HPQ2+ 6H2Q MgNHPQ? 6F2Q； + 2H+4、酸化過程：經固液分離后的污水進入酸化池

39、。由于養豬廢水的特殊性，其廢水中纖維含量較高，并含有大量的懸浮顆粒。在酸化池中，污水中的蛋白質、 脂肪和糖類等高分子有機物水解為氨基酸、脂肪酸等小分子有機物，進而在酸化 菌的作用下生成乙酸、丙酸等易被甲烷菌消化的小分子有機酸，以減輕厭氧消化 的有機負荷，提高消化速率。酸發酵池中的微生物為兼性厭氧菌，最佳pH4.56.5，發酵時間為5小時。5、厭氧發酵：污水通過泵打入厭氧發酵池，污水中的有機酸通過厭氧菌的作用產生可燃沼氣。甲烷濃度70流右，消化池中的微生物為厭氧菌，最佳pH7.58.5 。因為厭氧菌對溫度變化非常敏感，盡管項目地屬中亞熱帶濕潤季風氣候區， 年平均氣溫較高，但冬季氣溫較低，這勢必影

40、響厭氧消化效率，給后一級的污水 處理工藝增加負擔。所以，本項目為了獲得穩定的發酵效率，采用中溫（36C）厭氧發酵。在消化池布有溫水循環管路。6、曝氣處理：使廢水與外界氧氣充分接觸，迅速降解有機質。7、沼氣的貯存與利用： 由發酵池生成的沼氣經水水封， 氣水分離器， 脫硫塔 凈化后壓入貯氣柜儲存。 貯氣柜的沼氣用于周邊居民及豬場生活用氣和豬舍取暖。8、污泥沉淀：厭氧消化后的廢水經沉淀，將廢水中的污泥去除。9、生物氧化塘： 廢水在塘滯留的過程中， 水中的有機物通過好氧微生物的代 謝活動被氧化，或經過厭氧微生物的分解而達到進一步降解以及去除氨態氮的目 的。好氧微生物的代謝所需的溶解氧由塘表面的空氣中的

41、氧及藻類的光合作用提 供。廢水再采用“生物氧化塘魚塘和農田灌溉”的工藝綜合處理，以取得較理 想的處理效果并降低造價費用。10、沼液綜合利用：經厭氧發酵后的液肥用以灌溉農田、果園和養魚，生產 綠色無公害產品。3.4 技術關鍵與創新點3.4.1 技術關鍵1、化學脫氮除磷條件的優化。2、改進型ABR反應器運行參數優化。3.4.2 技術創新點1采用采用Mg鹽和P04,實現N P資源化回收。2、采用改進型ABR反應器，實現碳源最大化回收利用。3.5 預期目標1、減量化：從污染的源頭抓起，有效地削減污染總量，從而減少治理經費， 達到將污染源控制在最低限度的目的。2、無害化： 選用先進工藝技術， 使整個治理

42、過程工藝無毒無味運行， 消除蚊 蠅孳生地，切斷寄生蟲的生長源，細菌指標達到衛生防疫要求。3、資源化：有害糞污經過治理，達到變廢為寶的目的。豬糞、沖洗污水治理 經過厭氧發酵后的沼液，經過固液分離產生的沼渣與收集的干清糞混合深加工成 有機復混肥。 分離后的沼液中富含溶解氮、 磷、鉀和關閉植物生長細胞的黃腐酸， 濃縮后可制成植物葉面有機噴施肥，或輸送至農田和附近魚塘中使用，可節省大 量農藥和化肥，促進增產增收。該豬場厭氧發酵所產生的沼氣，又可供應場區生 活用氣。部分沼氣通過發電可解決養殖場和有機復混肥加工的用電問題，發電熱 水可供發酵原料加溫用，整個工程是變廢為寶，良性循環，資源全面綜合利用的 示工

43、程。4、生態化： 該場選用的先進治理工藝治理后， 將治理后的無毒無害無臭味的 有機液肥，輸送到該場現有的玉米地或周邊糧田和附近魚塘中使用，形成“豬一 沼一糧（糧、漁）”的生態平衡系統，蔬菜和糧田間噴施沼液后，可修復長期施 用無機肥板結的土壤，可少施或不施農藥和化肥，促進增產增收，大量無公害的 有機蔬菜、水果和水產品等，有利于出口創匯，提高經濟效益，是利國利民的德 政工程。第四章 應用或產業化前景與市場需求4.1 項目技術或工藝市場需求1、生態可再生能源綜合利用工程的建設需求 目前，建設和推廣集約型型養豬場已成成為為全省一主要趨勢，隨之而來的 污染問題已成為農業污染的主要因素，加之地區較為嚴重的

44、工業污染，使得原本 緊的環境問題日益嚴重。采用厭氧技術處理養殖廢水，具有產泥少，運行費用低 等優勢，同時可以控制生產過程中的污染物流向， 降低畜禽本身受到的污染程度， 控制疫病，實施“豬 - 沼- 果”的生態模式，實現污水零排放，在省乃至全國有著 廣闊的應用前景。生態養殖模式不僅能解決養殖業污染問題，還可為業主提供清 潔能源，為周邊農業提供無害化優質有機肥料，適合現在流行的無公害農產品生 產，符合生態農業的需要，是農業可持續發展的必然需求。項目的實施和推廣， 將會改善農村居民的生產及生活條件，促進養殖業的可持續發展。生態養殖項目 的實施，本身產生一定的經濟效益，沼氣用于發電二可產生直接經濟效益

45、 ; 沼渣、 沼液是優質的無公害有機肥料，可用來發展無公害農產品生產基地，實現農業增 效。由于豬場廢棄物綜合利用及污水治理示項目有諸多優勢，養殖業對該項目有 強烈的需求，各級地政府為推進農業的進一步發展，提高農民收入，解決農村環 境整治，促進養殖業發展，對生態工程建設也有十分強烈的愿切和積極性。2、有機復的市場需求 豬糞中富含有機質，有機質腐熟后形成腐殖質存在土壤中，腐殖質對改良土 壤、培養土地肥力有明顯效果。因此，家畜糞便在保持和提高土壤肥力的效果上 遠遠超過化肥。 有機肥料中的磷是有機磷， 肥效優于磷酸鈣， 被固定的可能性少， 相對提高了磷肥肥效。同時畜糞中的有機質在積肥、施肥過程中，經過

46、微生物的 加工分解以致重新合成，最后形成腐殖質儲存在土壤中。腐殖質對改良土壤、培 養土地肥力的作用是多方而的 :它能調節土壤水分、 溫度、空氣和肥效，適時滿足 作物生長發育的需要 ;能調節土壤的酸堿度，形成土壤的團粒結構 ; 能延長和增進 肥效，促進水分迅速進入植物體，井有催芽、促進根系發育和保溫等作用。同時 有機質腐熟后，形成較高量的敏酸，具有典刑的團粒結構，同時敏酸在轉化過程 中釋放能量 . 能刺激作物根系多吸收養分，改良土壤提高產量。 由于有機肥的肥效和其特有的性質，使用有機肥料生產有機食品，優質農產 品和無公害綠色食品，改善瓜、果、蔬菜等農產品的口感品質，提高產品檔次， 這也日益得到大

47、眾的認可。據估算，全國有機肥每年需求量在 1.8 億噸左右，而 現有有機肥生產量在 17. 萬噸，僅占種植綠色食品和蔬菜需求有機肥料的 0.85 , 市場需求很大人，有機肥料生產具有廣闊的發展空問和前景。工業業化制成的有機肥料 （ 如粉狀、顆粒狀有機肥料 ） ，其養分全面，有機質 含量高，在儲存、運輸，使用方面大為改善，同時有機肥料悄售價格介理，一般 粉狀有機肥料在 350一 500 元/ 噸左右，顆粒狀有機肥料在 850元/ 噸左右，而化 肥的價格一般約為 600元/ 噸，有機肥具有明顯的價格優勢， 因此適合大面積推廣 使用，目前有機同肥產品使用的主要對象為疏菜、果園等綠色食品基地，還用于

48、城鎮綠化和花卉培養。隨著市場經濟的發展，有機綠色農產品將實行優質優價， 這樣對有機肥的需求將會越來越大。3、沼液灌溉需求 沼液就是將糞尿混物置于密閉的厭氧反應器經過微生物分解，殺滅了有害病 毒菌，變成腐熟的液狀肥料。 ，可對作物實施噴灌、 澆灌、滴灌，具有殺蟲、 防蟲、 抗早、保苗、增產增收等多種作用，是生產綠色無公害有機農產品必不可少的肥 源。不但解決沼源的利用，更能增加了業主的經濟效益。4.2 未來市場供求分析1、沼氣的供應項目建成后，平均日產生物氣1 000,立方米，可用于發電和養殖場區、附 近農村生產和生活需要。2、有機肥的供應 沼渣經過處理后制成有機肥料可以提供給周邊的無公害疏菜基地

49、，年可提供 優質肥料 700 多噸。3、沼液的供應年生廠沼液 1 萬余噸。4、產品的供求分析隨著經濟發展和人民生活水平的提高，我國畜禽養殖業得到了迅猛發展。但 由于畜禽養殖場產生的糞污等污染物對環境的不利影響，使我國畜禽養殖業面臨 著發展與環保的雙重壓力。如何在不以犧牲環境質量為代價的前提下，解決好畜 禽糞水的污染問題已成為制約養殖業進一步發展的重要因素，引起了各級政府的 高度重視。 2001 年，國家環保總局發布了畜禽養殖污染防治管理辦法和畜 禽養殖業污染物排放標準 ，根據畜禽養殖業污染物排放的特點， 規定了控制項目 和排放標準，開始加強畜禽養殖業的污染防治工作。 2006年 10月 26日

50、，國家環 保總局發布 國家農村小康環保行動計劃 。行動計劃中明確提出， 要加強規模化 畜禽養殖污染防治，優先建設規模化畜禽養殖污染防治示工程，采取生產沼氣、 建設有機肥生產廠、土地利用、工藝處理等模式，提高畜禽養殖廢棄物資源化利 用水平與污染物達標排放率；使用安全、高效的環保生態型飼料和先進的清糞工 藝、飼養管理技術，實現污染“源頭控制”。養殖業朝規模化、集約型方向發展，規模養殖量已占飼養總量的40%左右。但從各個規模養殖場和養殖小區的生產情況來看，污染治理設施普遍缺乏，環保 意識差，管理粗放，養殖污水亂排亂放，對周圍環境影響日益加劇，不利于健康 和可持續發展。因而必須采取積極有效的措施，加強

51、污染防治。因此，建設和推 廣生態型養殖業勢在必行。項目單位年出欄生豬 3 萬多頭，實施本項目， 可在改善企業生產環境的同時， 為項目區畜禽養殖廢棄物的處理樹立一個樣板。提高養殖戶處理畜禽廢水的積極 性及參與環保的熱情， 項目日產沼氣 1000立方米，若全部用于發電，日發電 1500 余度，企業日消耗電能為 3000度以上，沼氣產電供不應求 ; 項目年提供優質肥料 700余噸，可用于當地農業種植，也可深加工后銷往外地。年生產沼液 1 萬余噸， 全部用于周圍農田灌溉，多余部分經后續的處理，可達標排放。經需求與供應分 析，生產的沼氣可以完全利用 ; 有機肥供應不能滿足需求， 同時根據當地的具體情 況

52、可最大限度的利用沼液。總體說來產品銷售不會存在問題。第五章 現有工作基礎、條件與優勢5.1 現有工作基礎本項目負責人及主要成員分別具有環境工程裝備、環境微生物學、環境分析 化學等學科背景，長期從事廢水生物處理、固體廢物處理領域的研究，項目組近 年來完成了國家級、省級科研項目多項，積累了豐富的設計和運行經驗，取得了 良好的科研和產業化成果。負責單位近年來開展了污泥減量化、穩定化、無害化和資源化方面的研究工 作，經過不懈的努力，已取得了一定的成果。利用改進型上流式反應器，采用連 續進料的方式，控制水力停留時間為 24 h48 h，污泥停留時間為2 d10 d , 對剩余污泥進行快速水解酸化的研究，

53、 處理量為10-15 L/d （污泥濃度為12 g/L ）, 結果表明，在pH=10的條件下，控制溫度為35 C、污泥停留時間為7 d、水力停 留時間為36 h、攪拌速度為80 r/min ,具有良好的水解酸化效果。系統出水的溶 解性 CODSCOP和 VFA分別維持在 978.3 1013.7 mg/L和 457.7 512.7 mgCOD/ 當水力停留時間為36h時，隨著污泥停留時間的增大（由 2d增加至10d）,污泥 減量效果逐漸增大，當污泥停留時間為 7d 時，污泥減量在 3 1 % 45%/這些基礎 研究為進行工程項目奠定了基礎，因固體廢棄物與污泥有相似性，其研究結果也 為沼渣的減量

54、化、資源化提供了一定的技術支持/此外，我公司對改良式的 ABR 進行了大量的實驗研究， 并在市如豐果子調味 食品有限公司進行了示工程應用/該項目廢水與養豬場廢水水質相似，廢水水質 水量變化大，COD濃度達到40006000 mg/L，通過采用改進型 ABR工藝進行處 理，在常溫下運行，COD去除率能穩定在82%以上，最高可達到90%。5.2 條件與優勢本項目組所在單位華南理工大學是直屬教育部的全國重點大學， 是國家“ 2 1 1 工程”和“ 985 工程”部省重點共建的高水平大學。項目負責人所在的環境科學 與工程學院擁有基本的采樣裝置、 化學分析儀器及微生物試驗設備， 如 COD、 BOD、

55、DO及SS等常規廢水監測儀、紫外可見分光光度計、電導率儀、生化培養箱、恒溫搖床、高壓滅菌鍋、濕式氣體流量計、光學生物顯微鏡、氣相色譜儀等，還具備一系列先進的分析儀器，如液 /質聯用儀（LC-MS）、電感耦合等離子體質譜儀 （ICP-MS、透射電鏡、激光掃描電子顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜及顯微鏡、X射線衍射儀、原子吸收光譜儀、液相色譜儀等。另外，學校分析測試中心的先進 儀器和設備也可被本項目利用。這些都為本項目的順利實施提供了有利的保障。第六章 項目組織管理與運行6.1 項目實施項目將嚴格按照國家環保總局的有關規定，由該公司總經理親自領導，在當 地環保局的指導下組成工程建設籌建領導小組，成立項目

56、領導小組，具體負責該 項目的申報和建設期的工程進度及各方面的協調工作。 主要負責項目的組織領導、 規劃制定、進度檢查等與項目有關的重大事宜。設立項目專用賬戶，專款專用， 保證工程資金的足額撥付到位。在項目施工方面，項目建設按照相關國家或行業標準，項目施工采用招標投 標制，嚴格按照要求， 由有資質的工程設計施工單位負責工程的設計， 土建施工、 設備安裝、系統調試、培訓指導并負責達標使用。6.2 項目運行管理項目建成后，根據建設部 (85) 城勞字第 5 號文城市建設各行業編制定員試 行標準 及城市污水理工程項目建設標準 ，企業應設置環境保護管理機構， 由 養殖有限公司進行集中管理，并確定專業隊伍

57、予以日常運行，實行獨立核算，自 負盈虧的經營管理方式，建立一套科學、完整、規的經營體制和運行機制，以達 到能源生態良性循環的目標。運行管理，選擇文化素質高、 業務好、經驗豐富的技術人員， 進行定點培訓， 嚴格考核合格后發放證書。項目完成后，將建立專門的運行管理機構。為了加強管理，減少費用，整個 項目管理及操作人員統一安排，按崗位確定人員。工程年生產天數 365 天，超過年法定天數部分，輪休工進行或發放法定假天 數加班工資。項目建成后，主要生產崗位實行“四班三運轉” ，每班 8 小時。本項目總定員為 8 人，員工由公司部調整，不足部分面向社會招聘。均需進 行崗前培訓，經考核合格后上崗第七章 投資估算和資金籌措7.1 投資估算本項目投資估算按建設容及有關建設標準或規進行，投資估算圍包括豬舍清 糞、氮磷回收、固液分離設備、水解酸化、 ABR 反應器及氧化塘曝氣處理