黑膜沼氣池和一體化處理設(shè)備組合的工藝設(shè)計與效果
作者：何仁真
來源：《安徽農(nóng)學(xué)通報》2014年第21期
        摘 要：該文主要介紹了上虞市新苗農(nóng)牧開發(fā)有限公司選用黑膜沼氣池和一體化處理設(shè)備組合的工藝設(shè)計和效果。
        關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖污染物；黑膜沼氣池；一體化深度處理；工藝設(shè)計
        中圖分類號 S216.4 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）21-78-02
        上虞市新苗農(nóng)牧開發(fā)有限公司養(yǎng)殖場位于浙江省紹興市上虞區(qū)謝塘鎮(zhèn)嚴(yán)家村，豬場生豬存欄約7 000頭，年出欄量約15 000頭。主要采用“干清糞”的清糞方式，使污染物減量化，同時豬舍全部實現(xiàn)雨污分流，采用地埋管道自流輸送養(yǎng)殖污水至集水池。該公司充分認識到發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)與環(huán)境保護同步進行的必要性，決心走無動力、低能耗、高產(chǎn)出、多層次循環(huán)利用的生態(tài)養(yǎng)殖消污道路。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，選用高產(chǎn)氣率、高效厭氧消化的黑膜沼氣池和一體化深度處理設(shè)備組合的工藝，建成養(yǎng)殖場內(nèi)綠色養(yǎng)殖、循環(huán)經(jīng)濟和生態(tài)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)體系。
        1 工藝概述及其流程
        沼氣工程為主的能源環(huán)保模式特點：應(yīng)用自創(chuàng)的“一體化深度處理設(shè)備”，使污水達標(biāo)排放；既采用“干清糞”的處理方式，使污染物減量化，又保證豬舍全部實現(xiàn)雨污分流，采用地埋管道自流輸送養(yǎng)殖污水至集水池。地埋管道自流輸送污水進黑膜沼氣池、沼液進“一體化深度處理設(shè)備”組合，做到出水達標(biāo)，用于肥田，沼氣發(fā)電。黑膜沼氣池具有投資少、管理方便的特點，采用綜合利用污水經(jīng)過深處理設(shè)備，可避免二次污染實現(xiàn)“零排放”，適合大中型養(yǎng)殖場污水處理工藝；“一體化深度處理設(shè)備”可起到好氧處理等達標(biāo)排放之功能，對于缺乏土地建好氧池、氧化塘的豬場尤為實用。
        2 工藝優(yōu)勢與特點
        （1）選用合理的處理工藝和技術(shù)，建設(shè)封閉式運行模式，整個工程達到處理效果穩(wěn)定和無害化，并實現(xiàn)“零排放”目標(biāo)，而且運行方便、易于管理。（2）綜合利用廢水中可回收的物質(zhì)和能源。污水經(jīng)中溫發(fā)酵工藝處理，產(chǎn)生的沼氣可作為場區(qū)的補充能源，同時污水凈化后用于豬欄的沖欄，多余部分用于農(nóng)牧灌溉，使整個系統(tǒng)工程資源化和生態(tài)化。（3）通過優(yōu)化流程，降低運行成本，盡量節(jié)約基建投資。（4）選用可靠的設(shè)施和適當(dāng)提高機械化、自動化程度，方便運行管理，保證穩(wěn)定的處理效果。（5）降低噪音、消除異味，改善處理環(huán)境，避免二次污染。
        3 工藝實施效果
        3.1 污染物減量化處理 采用“干清糞”處理方式，從源頭減小排水量，降低有機質(zhì)濃度，減少懸浮物，易降解。
        3.2 污染物無害化處理 污水進入集污池，進行水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)，再提升流入黑膜沼氣池，在黑膜沼氣池內(nèi)微生物降解去除大部分COD，同時產(chǎn)生大量沼氣用于發(fā)電，黑膜池出水進入沉淀調(diào)節(jié)池，經(jīng)好氧A/O生化處理后的濾液進入一體化深度處理設(shè)備。一體化深度處理設(shè)備分為2個部分，一部分為MBR，另一部分為反滲透，MBR部分是將好氧出水中懸浮物，微生分離出來回流到好氧池中，保證好氧池污泥濃度，并且為反滲透處理做水質(zhì)保證；反滲透部分通過微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進行選擇性分離，將溶液中的膠體、蛋白質(zhì)、離子、鹽分等大分子物質(zhì)截留，只允許水分子通過，從而達到凈化和分離的目的，處理后的清水用于沖欄，RO濃水一部分進入人工濕地或用于農(nóng)田灌溉，剩余部分再回到黑膜沼氣池進行厭氧處理。
        3.3 污染物資源化利用
        3.3.1 沼氣利用系統(tǒng) 資源化利用系統(tǒng)主要由沼氣凈、貯、供系統(tǒng)組成，其主要特點和優(yōu)點有：沼氣凈化、儲存、供應(yīng)系統(tǒng)，主要通過對厭氧產(chǎn)生的沼氣進行脫水、脫硫凈化，通過沼氣發(fā)電機將生物能轉(zhuǎn)化為電能。
        3.3.2 干糞堆肥 干清糞收集出來的糞便及污泥經(jīng)固液分離和干化后的干糞集中堆放到專門設(shè)立的容積1 500m3干糞堆放場，送有機肥廠作為有機肥原料。
        3.3.3 出水回用 新科真一體化深度處理設(shè)備的出水中清水部分，已達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》GB/T189220-2002，可用于豬舍沖欄及人工濕地。
        4 工藝中固液分離機及沼氣發(fā)電機性的能特點
        4.1 固液分離機的性能特點
        4.1.1 實用性 固液分離機在使用中能夠以較快的速度對渣液進行分離，并且可以對其機械作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，而且運輸比較方便，具有較好的實用性。
        4.1.2 先進性 固液分離機具有較好的去污能力，而且一般不會產(chǎn)生堵塞的現(xiàn)象，能夠簡單方便的對其進行清洗，具有較好的先進性。
        4.1.3 耐用性 固液分離機由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計、生產(chǎn)加工工藝的處理，使其具有較優(yōu)良的耐用性能，而且具有較強的耐腐蝕的性能，在一定的程度上延長了使用時間。
        4.1.4 經(jīng)濟性 固液分離機的自動化程度相對較高，而且低耗量，操作比較簡單，具有一定的經(jīng)濟性。
        4.2 沼氣發(fā)電機組的性能特點 本工藝使用“科真KEZHEN”系列純燒沼氣發(fā)電機組。該機組是在斯太爾和道依茨柴油動力的基礎(chǔ)上，針對燃氣在汽缸內(nèi)的燃燒特點及控制特性，采用燃氣發(fā)動機設(shè)計理念對柴油發(fā)動機重新設(shè)計及生產(chǎn)。其主體的重要部件從材料、加工工藝到加工精度都嚴(yán)格按照國際先進技術(shù)水平生產(chǎn)，特殊的設(shè)計和特殊的加工工藝保證了發(fā)動機具有良好的穩(wěn)定性和耐久性。與普通國產(chǎn)沼氣發(fā)電機組比較，“科真KEZHEN”系列純燒沼氣發(fā)電機組在性能、穩(wěn)定性、突加負載、機組壽命、大修周期、機組效率等方面都有了很大程度的提升。
        5 工藝創(chuàng)新點及效益分析
        5.1 工藝創(chuàng)新點 在畜禽養(yǎng)殖污水處理中首次使用了一體化深度處理設(shè)備，該設(shè)備是福州新科真農(nóng)牧環(huán)?？萍加邢薰靖鶕?jù)凈水處理原理研發(fā)的一種專門處理黑膜、好氧、氧化塘等后端的精處理設(shè)施。一體化深度處理設(shè)備采用MBR膜生物反應(yīng)器和反滲透膜分離技術(shù)，以達到清水回用或達標(biāo)排放，濃水綜合利用的目的。其工作原理是沼液經(jīng)過好氧處理后經(jīng)MBR超濾膜處理技術(shù)去除水中SS、膠體、無機鹽、微生物等顆粒物后，進入反滲透之前還要進行預(yù)處理去除溶解性有機物，去除可能對反滲透膜造成污染的物質(zhì)，降低膜污染傾向，使反滲透膜獲得可靠的運行保證。反滲透膜把預(yù)處理過的污水進行物理分離，截留殘留的有機物質(zhì)通過濃水收集，可再回到厭氧沼氣池或進入人工濕地，也可以作為無公害生物肥料。清水部分作為回用水用于沖欄。干糞及干化污泥用于制作有機肥，剩余部分污泥可用于養(yǎng)殖場內(nèi)部8hm2苗木施肥；污水經(jīng)一體化深度處理設(shè)備處理后，出水COD≤50mg/L，NH3-N≤10mg/L，遠低于農(nóng)業(yè)灌溉水COD≤200mg/L的要求，可用于2hm2土地的農(nóng)業(yè)灌溉。
        5.2 效益分析 項目建成后綜合效益十分顯著。一是經(jīng)濟效益較高：沼氣發(fā)電等收益都較大；二是生態(tài)效益明顯：不但消除了環(huán)境污染，保護農(nóng)村環(huán)境，而且促進了種、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展；三是社會效益巨大：提高了農(nóng)民生活水平，改善了養(yǎng)殖業(yè)主與周邊村民的關(guān)系。
        6 注意事項
        該工藝在應(yīng)用時，應(yīng)注意以下2點，一是黑膜沼氣池受氣溫影響較大，適合在氣溫較高亞熱帶地區(qū)推廣，以保持穩(wěn)定運行；二是在一體化膜式沼氣池中要設(shè)置熱交換系統(tǒng)，將發(fā)電機產(chǎn)生的余熱對沼氣池進行加熱，提高了黑膜沼氣池冬季的產(chǎn)氣效果。
        （責(zé)編：張宏民）