黑膜沼气池和一体化处理设备组合的工艺设计与效果
作者：何仁真
来源：《安徽农学通报》2014年第21期
        摘 要：该文主要介绍了上虞市新苗农牧开发有限公司选用黑膜沼气池和一体化处理设备组合的工艺设计和效果。
        关键词：养殖污染物；黑膜沼气池；一体化深度处理；工艺设计
        中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）21-78-02
        上虞市新苗农牧开发有限公司养殖场位于浙江省绍兴市上虞区谢塘镇严家村，猪场生猪存栏约7 000头，年出栏量约15 000头。主要采用“干清粪”的清粪方式，使污染物减量化，同时猪舍全部实现雨污分流，采用地埋管道自流输送养殖污水至集水池。该公司充分认识到发展养殖业与环境保护同步进行的必要性，决心走无动力、低能耗、高产出、多层次循环利用的生态养殖消污道路。为实现上述目标，选用高产气率、高效厌氧消化的黑膜沼气池和一体化深度处理设备组合的工艺，建成养殖场内绿色养殖、循环经济和生态农牧业生产体系。
        1 工艺概述及其流程
        沼气工程为主的能源环保模式特点：应用自创的“一体化深度处理设备”，使污水达标排放；既采用“干清粪”的处理方式，使污染物减量化，又保证猪舍全部实现雨污分流，采用地埋管道自流输送养殖污水至集水池。地埋管道自流输送污水进黑膜沼气池、沼液进“一体化深度处理设备”组合，做到出水达标，用于肥田，沼气发电。黑膜沼气池具有投资少、管理方便的特点，采用综合利用污水经过深处理设备，可避免二次污染实现“零排放”，适合大中型养殖场污水处理工艺；“一体化深度处理设备”可起到好氧处理等达标排放之功能，对于缺乏土地建好氧池、氧化塘的猪场尤为实用。
        2 工艺优势与特点
        （1）选用合理的处理工艺和技术，建设封闭式运行模式，整个工程达到处理效果稳定和无害化，并实现“零排放”目标，而且运行方便、易于管理。（2）综合利用废水中可回收的物质和能源。污水经中温发酵工艺处理，产生的沼气可作为场区的补充能源，同时污水净化后用于猪栏的冲栏，多余部分用于农牧灌溉，使整个系统工程资源化和生态化。（3）通过优化流程，降低运行成本，尽量节约基建投资。（4）选用可靠的设施和适当提高机械化、自动化程度，方便运行管理，保证稳定的处理效果。（5）降低噪音、消除异味，改善处理环境，避免二次污染。
        3 工艺实施效果
        3.1 污染物减量化处理 采用“干清粪”处理方式，从源头减小排水量，降低有机质浓度，减少悬浮物，易降解。
        3.2 污染物无害化处理 污水进入集污池，进行水质、水量调节，再提升流入黑膜沼气池，在黑膜沼气池内微生物降解去除大部分COD，同时产生大量沼气用于发电，黑膜池出水进入沉淀调节池，经好氧A/O生化处理后的滤液进入一体化深度处理设备。一体化深度处理设备分为2个部分，一部分为MBR，另一部分为反渗透，MBR部分是将好氧出水中悬浮物，微生分离出来回流到好氧池中，保证好氧池污泥浓度，并且为反渗透处理做水质保证；反渗透部分通过微孔结构对物质进行选择性分离，将溶液中的胶体、蛋白质、离子、盐分等大分子物质截留，只允许水分子通过，从而达到净化和分离的目的，处理后的清水用于冲栏，RO浓水一部分进入人工湿地或用于农田灌溉，剩余部分再回到黑膜沼气池进行厌氧处理。
        3.3 污染物资源化利用
        3.3.1 沼气利用系统 资源化利用系统主要由沼气净、贮、供系统组成，其主要特点和优点有：沼气净化、储存、供应系统，主要通过对厌氧产生的沼气进行脱水、脱硫净化，通过沼气发电机将生物能转化为电能。
        3.3.2 干粪堆肥 干清粪收集出来的粪便及污泥经固液分离和干化后的干粪集中堆放到专门设立的容积1 500m3干粪堆放场，送有机肥厂作为有机肥原料。
        3.3.3 出水回用 新科真一体化深度处理设备的出水中清水部分，已达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》GB/T189220-2002，可用于猪舍冲栏及人工湿地。
        4 工艺中固液分离机及沼气发电机性的能特点
        4.1 固液分离机的性能特点
        4.1.1 实用性 固液分离机在使用中能够以较快的速度对渣液进行分离，并且可以对其机械作适当的调整，而且运输比较方便，具有较好的实用性。
        4.1.2 先进性 固液分离机具有较好的去污能力，而且一般不会产生堵塞的现象，能够简单方便的对其进行清洗，具有较好的先进性。
        4.1.3 耐用性 固液分离机由于其结构设计、生产加工工艺的处理，使其具有较优良的耐用性能，而且具有较强的耐腐蚀的性能，在一定的程度上延长了使用时间。
        4.1.4 经济性 固液分离机的自动化程度相对较高，而且低耗量，操作比较简单，具有一定的经济性。
        4.2 沼气发电机组的性能特点 本工艺使用“科真KEZHEN”系列纯烧沼气发电机组。该机组是在斯太尔和道依茨柴油动力的基础上，针对燃气在汽缸内的燃烧特点及控制特性，采用燃气发动机设计理念对柴油发动机重新设计及生产。其主体的重要部件从材料、加工工艺到加工精度都严格按照国际先进技术水平生产，特殊的设计和特殊的加工工艺保证了发动机具有良好的稳定性和耐久性。与普通国产沼气发电机组比较，“科真KEZHEN”系列纯烧沼气发电机组在性能、稳定性、突加负载、机组寿命、大修周期、机组效率等方面都有了很大程度的提升。
        5 工艺创新点及效益分析
        5.1 工艺创新点 在畜禽养殖污水处理中首次使用了一体化深度处理设备，该设备是福州新科真农牧环保科技有限公司根据净水处理原理研发的一种专门处理黑膜、好氧、氧化塘等后端的精处理设施。一体化深度处理设备采用MBR膜生物反应器和反渗透膜分离技术，以达到清水回用或达标排放，浓水综合利用的目的。其工作原理是沼液经过好氧处理后经MBR超滤膜处理技术去除水中SS、胶体、无机盐、微生物等颗粒物后，进入反渗透之前还要进行预处理去除溶解性有机物，去除可能对反渗透膜造成污染的物质，降低膜污染倾向，使反渗透膜获得可靠的运行保证。反渗透膜把预处理过的污水进行物理分离，截留残留的有机物质通过浓水收集，可再回到厌氧沼气池或进入人工湿地，也可以作为无公害生物肥料。清水部分作为回用水用于冲栏。干粪及干化污泥用于制作有机肥，剩余部分污泥可用于养殖场内部8hm2苗木施肥；污水经一体化深度处理设备处理后，出水COD≤50mg/L，NH3-N≤10mg/L，远低于农业灌溉水COD≤200mg/L的要求，可用于2hm2土地的农业灌溉。
        5.2 效益分析 项目建成后综合效益十分显著。一是经济效益较高：沼气发电等收益都较大；二是生态效益明显：不但消除了环境污染，保护农村环境，而且促进了种、养殖业的发展；三是社会效益巨大：提高了农民生活水平，改善了养殖业主与周边村民的关系。
        6 注意事项
        该工艺在应用时，应注意以下2点，一是黑膜沼气池受气温影响较大，适合在气温较高亚热带地区推广，以保持稳定运行；二是在一体化膜式沼气池中要设置热交换系统，将发电机产生的余热对沼气池进行加热，提高了黑膜沼气池冬季的产气效果。
        （责编：张宏民）
 

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