畜禽养殖污染控制技术.ppt

畜禽养殖污染控制技术发展现状,王凯军 博士 清华大学环境工程与科学系 2009.06,资源化畜禽粪污治理技术路线,减量化畜禽粪污治理技术路线,畜禽粪污治理技术确定原则,我国畜禽养殖及养殖场污染现状,无害化畜禽污染治理技术路线,生态化畜禽粪污治理技术路线,目录,我国畜禽养殖及养殖场污染现状,近年来，我国畜禽养殖业得到快速发展，呈现几大特点:,规模化养猪场内部,我国畜禽养殖规模及畜禽产品数量变化情况,畜禽养殖规模产值持续递增； 畜禽养殖业占农业比重增加； 畜禽养殖逐渐呈规模化发展。,我国畜禽养殖及养殖场污染现状,我国畜禽养殖集约化发展程度,国家环境保护总局2000年对全国规模化养殖业集中的23个省、直辖市、自治区的养殖情况进行了调查。,调查规模（年平均存栏数）： 200头及以上的养猪场； 40头及以上的奶牛场； 80头及以上的肉牛场； 2000只及以上的养鸡场； 1000只及以上的养鸭和养鹅场。,全国规模化畜禽养殖场数量为35814个,畜禽养殖主要集中在河南、浙江、山东、广东、辽宁、福建、河北、广西、吉林、上海等地区。,各类养殖场数量调查结果,我国畜禽养殖及养殖场污染现状,畜禽粪污引起的污染问题已成为社会关注焦点,环境污染问题（COD、N、P）； 人畜共患病（禽流感，H1N1）； 种养脱节，区域面源污染。,养猪场废水排放池,各类固体废弃物年产量,面源污染严重（滇池）,我国畜禽养殖及养殖场污染现状,畜禽养殖污染问题,我国畜禽粪污年产量,猪粪/尿中主要污染物浓度,畜禽粪污总量持续增加； 污染物浓度高，对环境危害大； 微量污染物引起社会关注。,畜禽粪污治理技术确定原则,我国国土范围跨越5个基本温度带,不同区域间温度差异较大；,不同区域畜禽养殖种类、养殖方式存在区别，可稳定供应的沼气原料不同；,不同区域经济发展程度不同，对工程占地、技术先进性等要求不同；,不同区域环保要求、承载力不同，沼气、沼液、沼渣的最适宜消纳方式存在区别；,中国温度带,畜禽粪污治理过程存在的问题,我国地域广阔，不同区域间气候、原料特性、经济发展程度等存在较大区别。针对区域特点，宏观规划全国范围畜禽污染控制技术的发展方向，优选适宜各地不同特点的工艺路线，具有实际意义。,畜禽粪污治理技术确定原则,畜禽粪污治理技术确定的几个原则,处理优先资源化的原则,结果达到无害化的原则,整个系统生态化的原则,管理实现减量化的原则,畜禽粪污治理技术确定原则,减量化畜禽粪污治理技术,畜禽粪污治理技术确定的几个原则,处理优先资源化的原则,结果达到无害化的原则,整个系统生态化的原则,管理实现减量化的原则,畜禽粪污治理技术确定原则,减量化畜禽粪污治理技术,生物发酵舍“零排放”养猪技术,猪舍内设生物发酵床垫层，喂食猪洛东酵素，粪尿在垫层内分解。发酵床定期更换，垫料可制有机复合肥。,生物发酵猪舍,减量化畜禽粪污治理技术,干清粪集粪方式,污水处理，粪便堆肥,减量化畜禽粪污治理技术,常规堆肥-干燥-造粒工艺路线,造粒装置 a、滚筒式造粒机 b、转盘式造粒机 c、挤压式造粒机 d、压缩造粒法,发酵装置 a、立式多段发酵槽 b、筒仓式发酵槽 c、卧式旋转发酵槽 d、卧式敞口发酵槽,堆肥,干燥,造粒,筛分,减量化畜禽粪污治理技术,快速堆肥工艺路线及应用示范,采用生物接种、配方优化、条件控制、设备创新等综合措施使一次堆肥时间缩短到1到2周，二次堆肥缩短到2-3周的堆肥工艺。,畜禽粪污治理技术确定的几个原则,处理优先资源化的原则,结果达到无害化的原则,整个系统生态化的原则,管理实现减量化的原则,畜禽粪污治理技术确定原则,资源化畜禽粪污治理技术,资源化畜禽粪污治理技术,小规模养殖户粪污治理技术,农村小沼气数量变化,农村小沼气的建设,农村沼气利用模式,自上个世纪50年代开始，农业部长期致力于我国农村小沼气的建设与推广。将农民日常生产、生活所产生的废弃物进行简单处理，同时回收沼气作为能源。,至2006年底，我国已建户用沼气池2200万座，根据全国农村沼气工程建设规划（20062010年），到2010年我国户用沼气池数量将达到4000万座。,中等规模养殖场的还田模式,中等规模养殖户粪污治理技术,缺点：受条件限制，适应性不强， 存在着传播畜禽疾病和人畜共患病的危险， 施用量/施用频率 导致硝酸盐、磷及重金属沉积，污染地表/地下水， 恶臭、氨、硫化氢等有害气体的释放会对大气构成威胁。,优点： 实现零排放， 投资省， 不耗能， 无需专人管理，基本无运行费,资源化畜禽粪污治理技术,资源化畜禽粪污治理技术,集约化养殖场-资源回收工艺路线,1、厌氧生物处理段,2、沼气发电段,3、沼液，沼渣利用段,资源回收工艺路线,针对规模化养殖场或养殖小区建设的，以产沼气为主要目的的一类粪污治理工程，所产沼气用于发电或作为居民生活用气，沼液沼渣回归农田。,高固体反应器,针对高含固率物料的厌氧发酵开发的一类完全混合反应器,升流式固体反应器,推流式固体反应器,资源化畜禽粪污治理技术,集中处理23家养殖场粪便沼气发电厂 1. 存栏种鸡130万羽，肉鸡370万羽。 2. 鸡粪资源量：500 t/d，TS 20% 3. 工程规模：3,200 m3厌氧罐8座。 4. 设计沼气产量：1,000万m3/年（30,000 m3/d） 5. 设计发电量：2,000万kWh/年（60,000 kWh/ d） 6. 年产有机肥：沼肥30万吨，供果园、葡萄基地。 7. 年减排温室气体：67,000 t CO2当量。 8. 现该项目已并网发电。,一、项目概况,案例：山东民和牧业3MW集中型沼气发电工程,资源化畜禽粪污治理技术,预处理部分: 集水池 6,000 m3 1座 水解池 2,000 m3 2座 厌氧发酵: 厌氧罐 3,200 m3 8座 二次发酵罐 2,000 m3 1座 沼气净化: 生物脱硫塔 2座 双膜干式贮气柜2,150 m3 1座 沼气利用: 1,064 kW发电机组 3台 余热利用装置 3套 沼液利用: 沼液贮存池 50,000 m3 1座,二、建设规模,资源化畜禽粪污治理技术,工艺流程图,资源化畜禽粪污治理技术,畜禽粪污治理技术确定的几个原则,处理优先资源化的原则,结果达到无害化的原则,整个系统生态化的原则,管理实现减量化的原则,畜禽粪污治理技术确定原则,无害化畜禽粪污治理技术,1、废水达标处理段,2、沼气发电段,3、粪便堆肥利用段,集约化养殖场-清洁生产工艺路线,清洁生产工艺路线,针对规模化养殖场或养殖小区建设的，以达标排放为目的的粪污治理工程，基于干清粪集粪方式，粪便直接堆肥，污水通过厌氧+好氧方式实现达标排放。,无害化畜禽粪污治理技术,氧化塘又称为生物稳定塘，利用水体的天然自净能力来去除污染物。基建投资和运行费用都很低，维护管理简单，出水可综合利用； 人工好氧处理方法通常与厌氧处理方法并用，用于畜禽废水的好氧处理方法主要有活性污泥法和生物膜法两种。,出水无害化达标排放深度处理,无害化畜禽粪污治理技术,未使用砂粒,60d,105d,反应器内结晶颗粒变化,可结晶元素一览表,重金属结晶反应器,粪便重金属沥浸+重金属结晶组合工艺； 紫外+臭氧高级氧化工艺。,出水无害化达标排放深度处理,无害化畜禽粪污治理技术,达标深度处理问题,脱氮工艺,除磷工艺,污泥处理工艺,无害化畜禽粪污治理技术,畜禽粪污治理技术确定的几个原则,处理优先资源化的原则,结果达到无害化的原则,整个系统生态化的原则,管理实现减量化的原则,畜禽粪污治理技术确定原则,生态化畜禽粪污治理技术,厌氧消化产物及其利用现状,成分CH4(40-70%)、CO2 (30-50% )、H2S、水等，通常作为燃料使用,属于高悬浮物、高有机物污水，含有植物所需多种养分，一般作为农肥或处理后达标排放。,富含有机质，通常可直接利用。,生态化畜禽粪污治理技术,发酵产物传统利用方式,沼气发电机组,沼气直燃锅炉,沼液回田,沼渣堆肥,生态化畜禽粪污治理技术,通过技术改进，提高发酵产物附加值，实现其高值利用，提高畜禽粪污治理工程经济效益，增强项目运行的稳定性。,发酵产物高值利用技术,沼气分离提纯 沼液浓缩/脱盐制肥 有机肥安全利用,生态化畜禽粪污治理技术,通过化学/物理方法将沼气进行分离提纯，达到天然气级别。可制成压缩天然气并入市政管网或运至加气站。,发酵产物高值利用技术-沼气分离提纯,沼气分离提纯技术路线,生态化畜禽粪污治理技术,发酵产物高值利用技术-沼液浓缩技术,基于膜技术，对所产生的沼液进行浓缩，不仅降低了沼液储存体积，提高沼液肥效，通过组合膜浓缩工艺，还可以同步脱除沼液中的盐分，减少沼液回田风险。,沼液分离提纯技术路线,生态化畜禽粪污治理技术,发酵产物高值利用技术示范工程,山东莒县及博兴精制天然气项目，日处理沼气达50000立方, 沼气经常规脱硫、脱水处理后，采用变压吸附工艺深度处理，处理后沼气达到天然气水平，通过CNG加压输送运送到汽车加气站,北京某大型养鸡场沼液浓缩项目，日处理沼液20吨，沼液经浓缩后体积减少为原来的1/5,加工后用于大棚种植，作物长势良好。,生态化畜禽粪污治理技术,1. 存栏蛋鸡260万只。 2. 鸡粪资源量：21