无害化微生物发酵床处理养殖废弃物全循环利用技术模型
上篇文章与大家分享了粪污处理方式、工艺、粪便暂存池及污水暂存池设计等相关内容。接下来与大家分享猪场堆肥设施及液体或全量粪污设施的设计要求和容积计算方法以及猪的粪污日产生量等知识点。
五、堆肥设施设计标准规模猪场通过干清粪工艺或固液分离产生的固体粪便，可以采用堆肥、沤肥、生产垫料等方式进行处理利用。
1、堆肥工艺及设备
固体粪便堆肥（生产垫料）宜采用条垛式、槽式、发酵仓、强制通风静态垛等好氧工艺或者其他适用技术，同时配套必要的混合、输送、搅拌、供氧等设施设备。槽式翻抛机是国家重点鼓励使用的规模养猪场粪便利用设备。
好氧堆肥就是在充分供氧的条件下，通过好氧微生物的所起作用，使粪便中有机物降解和稳定，形成适宜土地利用的营养成分的过程。
智能固体好氧发酵系统工业化成套装备
堆肥槽是在好氧堆肥过程中，用于堆放发酵原料、承载槽式翻抛机，并完成堆肥过程的槽式设施。堆肥槽通常建造在建筑物内，堆肥槽的墙体一般铺设可供机器行走的轨道，其底部可配置曝气系统。
槽式翻抛机是安置在堆肥槽上，可沿槽移动，并具有对槽内物料翻覆、抛扔、移位和重新置堆等作业功能的设备。
2、堆肥设施最小发酵容积计算
规模猪场堆肥设施的最小发酵容积计算公式如下：
0.002m³×发酵周期(天)×设计存栏量(头)
异位发酵床
六、液体或全量粪污设施设计标准规模猪场的液体或全量粪污也可以通过氧化塘、异位发酵床工艺或厌氧（沼气生产）工艺进行处理。
1、氧化塘最小容积
通过氧化塘、沉淀池等方法对液体或全量粪污进行无害化处理时，氧化塘、贮存池最小容积计算公式如下：
单位生猪日粪污产生量（m³）×贮存周期（天）×设计存栏量（头）
单位生猪粪污日产生量可取值0.01m³。
其他畜禽的单位畜禽粪污日产生量可取值为：奶牛0.045m³，肉牛0.017 m³，家禽0.0002 m³。
异位发酵床工艺流程
2、异位发酵床工艺的生猪粪污处理设施最小容积（面积）计算
异位发酵床，又叫做舍外发酵床或场外发酵床。该工艺就是在猪舍外建设1个发酵床，并铺入垫料、接上菌种，然后将猪场粪污抽送到发酵床上，通过翻耙机的翻动使粪污发酵形成有机肥，达到猪场粪污对外零排放、高效利用、消除粪污异味的目的。
采用异位发酵床工艺对液体或全量粪污进行无害化处理的，粪污暂存池最小容积计算公式如下：
0.2m³×生猪存栏量
发酵床最小建设面积计算公式如下：
0.2m²×生猪存栏量
发酵床应具有防渗、防雨功能，并配套相关搅拌设施。
异位发酵床的自动喷淋机
3、厌氧（沼气生产）工艺的粪污处理设施设计标准
规模猪场的液体或全量粪污，也可采用完全混合式厌氧反应器（CSTR）、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）等进行无害化处理，需要配套调节池、厌氧发酵罐、固液分离机、贮气设施、沼渣沼液储存池等相关设施设备。
（1）释义
厌氧消化是指在无氧条件下，通过微生物分界有机物产生沼气的过程。
完全混合式厌氧反应器（CSTR）是指内部设有搅拌器的消化装置。
上流式厌氧污泥床反应器（UASB）是指由底部污泥区和中上部的气、液、固三相分离区组合为一体的厌氧消化装置。
（2）发酵原料特性
猪粪水作为沼气生产的原料，一般pH值为7.0～7.8，COD（化学需氧量）为11000～26000mg/L，BOD5（生化需氧量）为7000～13000mg/L，SS（水质中的悬浮物）为10000～60000mg/L。
沼气设施
（3）前（预）处理系统
前（预）处理系统包括发酵原料的收集、输送，水质、水量、温度、酸碱度的调节以及固体物质的去除。
前（预）处理装置（格栅）、设备（提升泵、分离设备、换热器等）及各处理构筑物（沉砂池、沉淀池、调节池、酸化池等）的个（格）数宜为2个（格），并按并联设计。
1）格栅。应设置在沉砂池、集水井或水泵前。采用机械清渣的粗格栅栅条间空隙宽度为16～25mm；采用人工清渣的粗格栅栅条间空隙宽度为25～40mm。细格栅栅条间空隙宽度为8～15mm。
2）泵。当被输送的猪粪水中悬浮物浓度较高或杂质较大时选用无堵塞泵。泵的吸水管流速为0.7～1.5m/s，出水管流速为0.8～2.5m/s。
3）固液分离设备。对固形物去除率要求在80%以上，且滤渣含水率小于80%的固液分离，应选用箱式压滤机。对于固形物去除率要求不太高的固液分离，宜选用立式离心机、螺旋回转滚筒式固液分离机或固液分离筛。
4）热交换器。料液加热可以根据条件，选择直接通入蒸汽或利用热交换器加热的方式。料液冷却可选择池内自然冷却、喷淋冷却或热交换器冷却的方式。
5）沉砂池。对于含有泥砂量较多的猪粪水应该设置沉砂池。
猪场沼气设施与环保通行
6）调节池
调节池具有调节发酵原料水量、水质、温度及酸碱度的功能，也兼顾初次沉淀功能。
调节池有效容积ν计算公式如下：
ν=每天进料流量q（m³/d）×原料滞留时间t（h）/24
调节池一般为矩形或方形。矩形池底部一般保持5%的坡度，坡向放空口处或泵的吸料口；方兴池池底宜为锥形底，也可是坡底。
调节池宜为2～4格，可并联使用，也可串联使用。
地下式调节池应有安全防护措施。
调节池应设有去除浮渣和污泥的相应设施。
7）酸化池（水解池）
酸化池（水解池）的设置主要针对含有固体较高的发酵原料，应分成2～4格，轮流作业。
酸化池（水解池）宜采用半地下式。
酸化池（水解池）有效容积ν计算公式如下：
ν=每天进料流量q（m³/d）×酸化时间t（d）
猪粪便酸化时间宜为6～12h。
8）集料池。连续进料方式的集料池容积不小于最大一台泵的5min出水量。间歇进料方式的集料池容积按照一次进料量计算。集料池兼顾加热功能时应有顶盖和保温措施。地下式集料池应有安全防护措施。集料池应该设有冲泥和清泥等作用的设施。
猪场沼气厂鸟瞰图
（4）厌氧反应器设计参数
1）容积
根据水力滞留时间，厌氧反应装置的有效容积ν计算公式如下：
ν=每天料液设计流量q（m³/d）×水力滞留时间t（d）
2）完全混合式厌氧反应器（CSTR）
该反应器适合处理高固体行亮或难降解的有机废水，可以采用一级反应或者两级反应。在猪粪水温度足够时，宜采用两级反应。
该反应器一般采用立式圆柱形，有效高度为6～12m；顶盖宜为削球形球壳或者圆锥壳；底部宜为倒圆锥壳、削球形球壳或圆平板。
该反应器宜设置成底部进料、上部出料。
猪粪水完全混合式厌氧反应器的主要设计参数如下：
15～25℃的常温情况下，猪粪水的水力滞留时间为20～40d。
33～35℃的中温情况下，猪粪水的水力滞留时间为15d。
现代化猪场沼气池
3）上流式厌氧污泥床反应器（UASB）
该反应器适合处理悬浮物浓度不大于2g/L的有机废水。
该反应器容积应根据容积负荷确定。
ν= qs0/nν
其中：
q为每天料液设计流量，单位为m³/d；
s0为进料浓度，单位为kg/m³；
nν为有机容积负荷，单位为kg（COD）/m³·d。
不同温度下上流式厌氧污泥床反应器的设计容积负荷如下：
在50～55高温情况下，设计容积负荷为10～20kg（COD）/m³·d；
在30～35中温情况下，设计容积负荷为5～10kg（COD）/m³·d；
在15～25常温情况下，设计容积负荷为2～5kg（COD）/m³·d；
在10～15高温情况下，设计容积负荷为1～2kg（COD）/m³·d。
该反应器高度宜为4～10m。
三台县猪场沼气设施
（5）沉淀池
当厌氧反应液用作叶面喷施或需进一步处理时，应先进行固液分离。
沉淀池宜采用竖流式或平流式。
絮状污泥厌氧反应工艺沉淀池的表面负荷不应超过1m/h。
沉淀池的超高不小于0.3m，有效水深为2～4m。
沉淀池采用污泥斗排泥。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗为60°，圆斗为55°。污泥区容积应按不超过2d的污泥量计算。排泥管直径应大于200mm。
采用静水压排泥时，沉淀池的静压水头不应小于1.5m。
沉淀池出水堰的最大负荷不超过2.9L/s·m。
（6）沼液贮存池
沼液贮存池容积按照氧化塘容积计算公式确定。沼液作为液体肥在施用前应储存5d以上。
（7）沼液沼渣处置及利用
沼液可用作浸种、根际追肥或叶面喷施肥。浓度高 的沼液应适当稀释后再施用。
沼渣（污泥）可以用作农作物的底肥、有机复合肥的原料、作物的营养钵（土）以及养殖蚯蚓等。
当沼渣用作肥料时，应采用湿污泥池进行储存。
污泥脱水可以采用污泥干化床或机械脱水。干化床脱水过程中产生的污泥水，应进入沼液储存池；机械污泥脱水过程中产生的污泥水应送入厌氧反应装置进行处理。
猪场沼气工程
（8）沼气净化
厌氧反应产生的沼气应经过脱水、脱硫处理后，才能进入沼气储存和输配系统。沼气脱水是指分离沼气中的水蒸气；沼气脱硫是指脱除沼气中的硫化氢（H2S）气体。
以猪场粪水为原料生产的沼气中硫化氢含量为0.5～2g/m³。
沼气净化标准
经过净化处理后的沼气质量指标如下：
沼气低位发热值大于18MJ/m³；
沼气中硫化氢含量小于20mg/m³；
沼气温度低于35℃。
以上就是今天与大家分享的猪场堆肥设施及液体或全量粪污设施的设计要求和容积计算方法以及猪的粪污日产生量等规模猪场粪污处理相关知识点。
下一篇文章将与大家分享如何利用粪污土地承载力测算技术确定粪污全消纳所需的配套农田面积这一知识点。
参考依据：
1.《畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设规范（试行）》）；
2.《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596-2001）；
3.《畜禽粪便贮存设施设计要求》（GB/T 27622-2011）；
4.《畜禽养殖污水贮存设施设计要求》（GB/T 26624-2011）；
5.《畜禽粪便农田利用环境影响评价准则》（GB/T 26622-2011）；
6.《畜禽粪便还田技术规范》（GB/T 25246-2010）；
7.《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ 497-2009）；
8.《沼气工程技术规范第1部分工艺设计》（NY/T1220.1-2006）；
9.《沼气工程技术规范第2部分供气设计》（NY/T1220.2-2006）。
,
