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成果登记信息公示

发布时间:2020-05-27        作者:         浏览次数:


成果名称: 养猪场污水处理与氮磷资源化可持续发展技术与工艺研究
登记日期: 2020-05-19
完成单位: 广东石油化工学院
完成人员: 张冬梅,贾昌梅,陈小平,李德豪,龚进宇,黄键健,梁宇飞
研究起止日期: 2012-06-04至2014-12-31
主要应用行业: 农、林、牧、渔业
高新技术领域: 环境保护
评价单位: 茂名市科技局
评价日期: 2016-02-04
成果简介: 生猪养殖关乎国计民生,我国是生猪养殖和猪肉消费大国,年出栏量近7亿头。生猪养殖业产值占畜牧业总产值的3/4,占农业总产值18%,相当于主要粮食作物的总和。茂名市地处粤西山区,是广东省农业大市,也是广东省最大的生猪养殖基地,生猪养殖产值已经超过该市畜禽业产值的一半以上。但每头猪产生7个人的污水量,万头规模化养殖场每日污水产生量约300m³,带来的环境污染问题已成为新农村建设发展的巨大阻碍。在茂名地区615个生猪养殖场进行调查,结果显示生猪粪污的平均处理率只有15%-20%,养殖污水也只有30%进行了沼气发酵处理,处理率较低,生猪养殖粪污在处理方法的选择、工艺流程的设计、处理规模的确定等方面都存在着大量问题,难以从根本上实现生猪粪尿、污水的无害化和资源化利用。本课题针对茂名地区生猪养殖污水处理工艺中存在的问题,在茂名市科技局的支持下,开发了物化-生化耦合新型养猪污水处理工艺。该工艺利用MAP结晶沉淀法,实现了养殖污水的高效脱氮除磷,回收了高品质缓释肥鸟粪石,并提高了养殖污水的出水效率,满足了生猪养殖业污水达标排放的要求。具体研究成果如下:   (1)开展了MAP结晶沉淀法高效回收养殖污水氮磷资源的研究。MAP结晶沉淀法可以高效回收养殖污水中的氮磷资源,显著降低污水中NH4+-N、悬浮物和PO43--P浓度,Mg2+、NH4+和PO43-摩尔比与溶液pH值是对NH4+-N、PO43--P去除起决定作用的因素。研究结果显示P/Mg/N=1/1/1.1-1/1/1.3、pH=9.5-10.5时,NH4+-N去除率达到最佳为83-95%,COD、TOC、TC的去除率也达到最佳,分别在25%、20.5%、26.1%以上,同时沉淀量也最大,污水中SS去除率在80%以上。对于沉淀尾水中PO43--P残留浓度而言,则由Mg2+控制,P/Mg比为1/1.2-1/1.4时达到最佳去除。   (2)开展了养殖污水制取高品质复合肥的研究。对养殖污水产生的沉淀进行SEM-XRD技术检测,并对其中N、P等有效成分进行分析,结果表明从养殖污水中可以高效回收氮磷、并得到新的产品,该产品通过XRD和电镜EM检测,验证为MgNH4PO4.6H2O(MAP、鸟粪石)。鸟粪石是一种极有价值的缓释肥,经检测本项目中得到鸟粪石含量可达90%以上,因此本项目成功的从猪场污水中制取了高品质复合有机肥料,实现了在处理污水的同时也回收了氮磷资源的目标,为养殖场循环经济发展探索了新模式。   (3)开展了养殖污水MAP沉淀预处理尾水的厌氧发酵研究。分别对几种来源的养猪场污水及经过MAP沉淀后的上清液同时进行厌氧发酵的对比实验,改变各类实验条件:发酵时间、温度、发酵料液配比浓度,发酵液的pH值等因素,监测不同条件下厌氧过程中产生的沼气量,和各发酵液中溶解性NH4+-N、PO43--P、COD等污染物指标。研究结果显示MAP沉淀尾水厌氧过程中NH4+-N、PO43--P浓度能得到有效控制,和猪场原水发酵液相比,发酵结束时NH4+-N浓度可降低约400-500   mg/L、PO43--P残留浓度降低约60-70   mg/L。MAP沉淀尾水中TOC降解较快,达到相同TOC浓度时,比原液可提前5天,极大地缩短了发酵时间。而且厌氧结束时MAP沉淀尾水中TOC降解比原液高4-10%,表明MAP沉淀预处理显著提升猪场废水厌氧效果,使有机物降解的种类和数量增多,产沼气和甲烷量分别较传统工艺提升0.31-0.40   L/(g·VS)和0.30-0..40L·CH4/(g·VS),产气快、产气率高、产气时间长。   (4)开展了养殖污水MAP沉淀预处理尾水的好氧生化研究。选择SBR工艺作为好氧生化处理工艺,研究不同的水力停留时间、不同污泥浓度,不同曝气量等条件下的处理效果,监测指标有pH值、SS、COD、溶解性NH4+-N、PO43--P、Mg2+、TP等,结果表明利用MAP沉淀法对养殖污水进行预处理可极大提高后续好氧处理效果,使各污染物排放能够满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GBI8596-2001),即:COD   ≤ 60mg/L;TP ≤ 5mg/L;NH4+-N ≤ 8mg/L。   项目技术成熟度较高,适用于各类养殖场污水的处理。目前,项目研发的技术已经应用在多个规模养猪场企业,与常规养殖污水处理技术相比,本技术的污水处理费用可降低2.72-3.18元/吨,全年可为养猪企业节约成本100-200万元,相当于降低了养猪企业污水处理成本的45-55%,经济效益显著。项目技术的实施,可确保猪场养殖废水无害化率达到99%,资源化利用率95%以上。废水中的COD,NH4+-N、PO43--P等均达到国家的《畜禽养殖业污染物排放标准》,应用效果良好,环境效益显著。


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