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黑膜沼氣池處理高濃度氨氮磷養殖廢水

來源: http://www.modanoo.com/    發表日期:2015-05-22    瀏覽:14032

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黑膜沼氣池是一種集發酵、貯氣于一體的超大型的沼氣池,其糞污處理原理與其他厭氧生物處理過程一樣,依靠厭氧菌的代謝功能,使有機底物得到降解并部分轉化生成沼氣。由于它具有耐沖擊負荷強、運行費用低、工程造價低、污水處理效率高、沼氣產量多等特點,深受我市畜牧養殖戶的青睞。截止到目前,我市已有10多家大型畜牧養殖場建造了約10萬立方米的黑膜沼氣池。

金華市泰來生態農牧有限公司豬場(以下簡稱為泰來養豬場)位于金東區曹宅鎮橫塘水庫尾端,占地463畝,建有豬舍136幢,年出欄生豬3.5萬頭,曰排放養殖污水200多噸(豬場將原干清糞工藝改建成“水泡糞”工藝)。2012年8月,該公司自籌資金,在原有的一口氧化塘基礎上,利用HDPE防滲膜材料和封閉式厭氧塘工藝,改建了一座1.5萬立方米的黑膜沼氣池,并配備干濕分離機及75千瓦、200千瓦二臺沼氣發電機組,分別于當年9月、12月投入使用。自投入運行二年來,已處理豬糞便污水約15萬噸;利用沼氣發電近200萬千瓦時,節省能源成本達130余萬元。產生的沼液用于豬場周邊的300畝苗木基地、 60畝水果基地、40畝牧草基地以及1020畝珍珠、魚塘等。該黑膜沼氣池的建造,既達到有效處理養殖排泄物,又回收了大量的沼氣能源和沼液肥料,實現了養殖廢棄物的資源化利用。

1 畜牧場黑膜淚氣池糞汚處理工藝參數的研究

1.1 黑膜沼氣池糞污處理工藝

1.1.1 黑膜沼氣池的材料

黑膜沼氣池是用黑色的HDPE防滲膜材料將氧化塘底部、頂部密封成一體的超大型的污水厭氧反應器。HDPE防滲膜材料具有耐高、低溫,耐瀝青、油及焦油,耐酸、堿、鹽等強酸強堿化學介質腐蝕,抗老化性能好,抗紫外線、抗分解能力強,防滲系數高,抗拉伸機械性強,可裸露使用,材料使用壽命長等優點。尤其是成本低、性能好,目前廣泛應用于污水處理、化學反應池、 垃圾填埋場等。

1.1.2 黑膜沼氣池的糞污處理工藝

1.1.3 黑膜沼氣池的施工

泰來養豬場黑膜沼氣池地下部分的形狀是 一個倒置的菱臺,其底部土方尺寸為30米x40 米,上部土方尺寸為43米x68米,厭氧塘總深度 約11.5米(其中池頂部高4米、池底部水深約7.5米),水上面“浮”著的全是沼氣。厚僅1.5毫米的黑膜像一個鍋蓋,罩住里面的沼氣不外泄。當菱臺四周及底部的土方夯實并修整完后,先在菱臺四周邊坡上鋪設HDPE防滲膜材料,并按從上到下的鋪設順序進行。在鋪設HDPE膜時,要力求焊縫最少,在保證施工質量的前提下,盡量節約原材料。HDPE膜之間接縫的搭接寬度一般不小于10厘米,縱向接縫應距離壩腳、彎腳處1.50米以上,并設在平面上。在鋪設邊坡時,要將進料管、出料管、自動排泥管、沼氣收集管、溫度測試孔等預埋件預埋。邊坡鋪設好后,再鋪設底部。當池底及池四周施工完成后,在確保不漏水的前提下,養殖污水才可流入黑膜沼氣池,待池內注滿污水后,再進行頂部膜施工。

2 畜牧場糞污處理效果分析

2.1 畜牧場污水處理效果

為了探索黑膜沼氣池處理養殖污水效果,我們在泰來養豬場的污水進出水口,進行了10次取樣化驗,經送樣至金華市環保監測站檢測,其污水處理效果較為理想。污水檢測情況詳見下表1。

從表1可以看出,進入黑膜沼氣池的污水化學需氧量為9720mg/L~66400mg/L (冬季用水量少,污水濃度相對較高),經黑膜沼氣池處理后的化學需氧量為862~2080mg/L,化學需氧量去除率達86.82%~97.18%,基本穩定在90%以上;其進水濃度越高(&52800mg/L),化學需氧量去除效果越好,去除率均在96.68%以上。進 水口污水中氨氮含量為154mg/L~4800mg/L, 經黑膜沼氣池處理后的氨氮含量為132~2830mg/L,氨氮去除率為-34.67% ~ 90.64%,出水中的氨氣含量有增有減,氨氮處理效果不穩定。

2.2 溫度影響情況分析

為了探索黑膜沼氣池處理養殖污水效果與溫度的關系,我們在泰來養豬場跟蹤記錄了黑膜沼氣池的進出水口的污水溫度、室外氣溫等數據,詳見下表2。

從表2可以看出,黑膜沼氣池污水出水溫度均高于進水溫度,常年進水溫度基本保持在13.6 ~ 23.1,最低與最高溫度差為9.5°C;常年出水溫度基本保持在16.8~27.3°C,最低與最高溫度差為10.5;每日進水、出水溫差為2.0 ~6.7°C, 日出水溫度與室外溫度差為-3.7~ 18.9^0。當室外氣溫高于30時,出水溫度要比室外溫度低;室外氣溫越低,出水溫度與室外溫度差越大;相反,室外氣溫越高,出水溫度與室外溫度差越小,甚至低于室外溫度。

3 結論

從泰來養豬場的黑膜沼氣池運行二年來的 情況分析,黑膜沼氣池具有厭氧發酵容積大、污水滯留期長、沼氣產生量大、運行處理費低等優點,很適用于大型養殖場與“水泡糞”工藝養殖場的養殖排泄物的處理。

3.1 工程造價低

目前,在金華市區采用鋼筋混凝土建造的沼氣工程,包工包料的造價一般為500~700元/m3, 而黑膜沼氣池包工包料的造價一般為50~60元/m3,其單價是鋼混結構的十分之一,且可以省去建造沼氣貯氣柜的費用。另外,選用HDPE膜作建池材料,其密封性能要比鋼混結構的密封性能好。

3.2 池內水溫受外界影響小

黑膜沼氣池容積大(1.5萬立方米)、深度較深(7.5米),污水進入池內后,因每天進水量相對較少,加之黑膜沼氣池頂部的沼氣隔溫和地埋式沼氣池具有冬季相對恒溫的特點,因此池內污水溫度受外界影響較小,且耐污水的沖擊負荷強。

3.3 沼氣產生量大

污水在池內的滯留期長(60天以上),厭氧發酵充分,可收集的沼氣量多,常年每天可用200千瓦的發電機組連續發電10小時以上。

3.4 污水處理效果好

進水口養殖污水化學需氧量為9720m g/L~66400 mg/L,而出水的化學需氧量為862~ 2080mg/L,處理率基本穩定在90%以上。

3.5 運行處理費用低

黑膜沼氣池的進出污水是自流的,出渣又是采用自動出渣裝置。由于該池容積大,池內污泥產生量少,不存在因浮渣、沉渣多而產生堵塞問題。因此,平時產生的管理費用極少。

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