猪粪尿处理与利用

1猪粪尿处理与利用养猪场污染源：水、空气、噪音与动物尸体等明瞭粪尿处理程序之目的善尽避免制造公害之职责有效利用资源

(anaerobicdigester)2一、环保法规表1.养猪场放流水标准

实施期间BODCODSS________mg/L_______76-81年200-999头规模400--4001000头以上规模200--30082-86年10040020087年-92.11.258025015092.11.26以后806001503二、猪粪尿废水之理化特性表2.猪粪尿排泄量

排粪量,kg体重,kg饮水量,L限食任食排尿量,L205.120.430.692.45405.580.710.932.65606.040.991.182.85806.501.261.423.051006.961.541.663.264表3.猪粪尿之理化性状理化性状粪尿pH6.507.30TS,g/L303.421.3VS,g/L261.911.0VS/TS,%86.351.9BOD,mg/L59,7585,093COD,mg/L209,15217,824SS,mg/L134,6402,100NH3-N,mg/L1,1204,768T-N,g/L30.76.4P2O5,g/L115.8--K2O,g/L23.9--5减废方法1.改变喂饲方法：肉猪前期采任饲，后期采限饲，增重虽略缓，但可减少饲料浪费、提高屠体质量、减少排泄量。多段式饲粮较三段式者能减少N5%、P4%之排泄量。2.改变饲料配方：利用植酸酶能改进P消化率与减少N排泄27%。使用合成胺基酸可减少猪粪2%蛋白质及24%氮排泄。6减废方法(续)3.改进现场设施与管理：改善猪舍屋顶及其周围之雨水收集、排水系统，不使雨水混入处理系统；设法聚集饮水器之溢流水。日常管理作业，应先尽量清除猪粪，再用水冲洗猪舍。4.改建猪舍：使猪粪尿先在猪舍内分离，利用机械清除粪便，尿液因落差聚集于尿坑内。7三、猪舍规划与废水处理民国67-81年间，猪粪尿仅需经固液分离与水力停留时间(HRT)之厌气发酵法处理，即可达畜牧业放流水标准。82-86年间，放流水标准趋严，则在固液分离与厌气发酵法后，增加活性污泥法处理，可达放流水标准。自87年起，环保署再度提高放流水标准，需再增加处理步骤，始能达放流标准。除规划新猪舍可通盘考虑粪尿收集与处理方式，以达省力方便、经济有效且能合乎环保要求之设计外，部分老旧猪舍改善程度较有限。8猪舍型式与粪尿收集A.平面猪舍：多以水泥或砖块砌成者，需大量用水清除猪粪尿，废水量庞大，后续处理较困难复杂。可先由使用雨尿分沟设计与避免饮水器之水溢流，以减少后续处理设施容积。9猪舍型式与粪尿收集(续)B.高床猪舍：高床下粪尿坑上方适当距离应设置抽气孔，以减少舍内有害臭气。可装设箱式冲水装置或猪栏下方采斜沟及括粪板或输送带以清除粪尿，处理方式较简易，但高床猪舍建造费用较高。10猪舍型式与粪尿收集(续)C.垫料猪舍(厩肥猪舍)：利用垫料与粪尿混合物制造堆肥。(厩肥猪舍肉猪栏)(厩肥猪舍分娩栏)11四、废水处理法(一)物理处理法：筛除、沉砂、调整、混合、沉淀。(二)化学处理法：中和、吸附、离子交换、氧化还原、混凝。(三)生物处理法：厌气、好气；猪粪尿中之TS、VS皆可为微生物利用。二级处理：去除溶解有机物，如生物处理法。三级处理(高级处理)：脱氮、脱磷、脱色、脱臭。1.水生植物净化处理法(浮萍类、满江红、布袋莲、藻类等)。2.理化处理法：成本较高，(1)物理处理：薄膜处理(透析)、活性炭吸附、气提法；(2)化学处理：离子交换、氧化作用、电解。

12五、三段式废水处理程序主要包括固液分离及固形物制造堆肥、厌气发酵、活性污泥或氧化渠法三项处理步骤。(开放式堆肥舍)(活性污泥池)(固液分离机)(厌气发酵槽)13(一)固液分离主要功能减少厌气发酵产生之浮渣减少处理量固形物回收率高时，可减少粪尿废水之BOD及SS负荷量，继而缩减处理设施占地面积或规模。固液分离机有旋转式、震荡式、径流式等机型，筛网孔隙为0.5mm(猪粪平均粒径为665mm)。径流式震荡式14选用之固液分离机应具下列特性1.单位时间内作业量高。2.干物质回收率高(径流式固液分离机约可清除25%干物质)。3.分离后之固形物含水率低(一般为85%，配合挤压机可降至70%以下)。4.所需动力少。5.故障少。15(二)厌气发酵厌气发酵为在缺氧状态下，微生物将构造复杂之有机物分解为简单物质，并产生CH4、CO2等。此法处理猪粪尿废水之优点有：污泥产生量少可回收有用能源(沼气)可承受较高之有机负荷处理后废水稳定性高发酵过程中微生物所需营养分少不需供氧可杀死寄生虫卵及杀死或抑制病原体。缺点则有：受气温范围限制、沼气细菌生长缓慢、处理时间较长。16表4.各阶段之猪粪尿理化性状之处理效果阶段COD,mg/LBOD,mg/LSS,mg/LNH3-N,mg/L透视度,cm原废水10608461055902200.5固液分离8160330045501751.5初沉池24168002201404.0厌气发酵280901401356.5放流水156501611215.017厌气发酵可分成为：酸生成、甲烷化二主要阶段。第一阶段利用兼气与厌气菌将蛋白质、醣类、脂肪转化为有机酸(乙酸、丙酸、丁酸等)、醇类及新菌体细胞。第二阶段以绝对厌氧甲烷菌将有机酸、醇类转变成CH4、CO2。影响厌气发酵之因子有：温度(中温菌为主，重视温度稳定

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C)、pH、有毒物质(重金属、抗生素、消毒剂)、搅拌混合、污泥回流控制与沼气产量等。

18覆皮式厌气发酵槽之覆皮采用联合工业研究所研发之红泥胶皮(redmudplastic,RMP)为材料，其设计建造应考虑：1.粪尿与水比例应适当(3:1)。2.设置沉砂池，流速15-30cm/秒，HRT30-60秒。3.发酵槽采前后槽设计；前槽为酸化期(HRT0.5-2日)，大部分为CO2，并无CH4，可直接排放。产生之污泥可抽取至沉淀槽或滤床。4.发酵槽后槽为甲烷化阶段(HRT2-7日)，前槽之悬浮液溢流至后槽；宜分置多槽。5.采用恒压装置；不直接利用厌气槽产生之CH4，将之经简易恒压装置导入沼气储存袋，保持厌气槽覆皮一定程度隆起。19(三)活性污泥法活性污泥法(activatedsludgeprocess,ASP)利用好气微生物吸附、分解、处理废水中之可溶性及微小悬浮物质等。活性污泥组成：由细菌类、真菌类、原生动物与原虫类等组合成之羽状混合培养体。在氧化完全之

ASP时，原虫类中之轮虫为优势微生物，故可作为水质稳定之生物指标。活性污泥特性：强氧化力、吸附凝集、原生动物捕食细菌、净化水质。20ASP系统含五项基本单元操作1.初沉池：废水略经沉淀，滤除部分非活性污泥，可避免影响曝气池SV30沉降观察正确性。2.曝气池：HRT约1.5日，有效水容积约为一日废水量之1.5倍。须有供气装置，以充分均匀混合废水，不产生沉淀，提供微生物足量氧气。因藉活性微生物(活性污泥)净化处理废水，池中必须保持一定量微生物，常以池中之MLSS

作为活性污泥量指标。每日需测定一次

SV30，以估算

MLSS浓度。正常曝气池水流均匀、水色呈淡褐色、泡沫稀少、有土臭或霉臭味、SV30为20-25%。

213.终沉池：主要功能为凝聚微生物继而沉淀下降，以获得干净上澄液，故需足够之HRT(至少3-4小时)。为有利于污泥聚集，池下端应建成角锥形，抽取之沉淀污泥回流至曝气池。需设置挡流板(防止浮渣外溢)与溢流堰。4.回流污泥：为使曝气池保持一定数量之混合液悬浮固体(即微生物)，需将终沉池之污泥抽回曝气池。当曝气池之SV30(MLSS>2,500mg/L)大于25%时，终沉池沉淀污泥部分回流至曝气池、部分舍弃。当曝气池SV30

小于20%(MLSS<2,000mg/L)时，终沉池沉淀污泥全部回流至曝气池。ASP系统含五项基本单元操作(续)225.排泥：曝气池内进行生物氧化过程之微生物约将半数营养分转变为赖以生存之能量，另一半则用于繁殖新污泥，而增加曝气池污泥量。为维持曝气池内微生物浓度不变，常将此污泥增殖量排除之。ASP系统含五项基本单元操作(续)23六、堆肥制造新鲜猪粪含肥料三要素虽高，但有恶臭、病原菌、寄生虫卵、杂草种子等，且运送不便，直接施用于农田时，其所含有机物经自然界微生物分解作用会产生对作物之有害气体、热等。制造堆肥主要目的即为避免上述不良影响，进行堆肥发酵，达到堆肥化或腐熟目的。影响堆肥制造过程中微生物活动之主要因素为：温度、水分、氧气、pH、营养分等；制造堆肥时，应将上述因素控制在正常状态下，期使好气微生物将猪粪尿分解发酵为简单无机物(水、CO2、氮、硝酸等)、中间分解产物、菌体及代谢产物，而构成腐熟物质。

24制造过程主要分成二步骤：调节含水率(60-70%)堆积发酵堆肥发酵微生物活动之温度上限为65-80

C；当猪粪中添加稻草等材料堆积发酵时，醣类最先被分解产热，使堆积物温度升高，一般微生物活动转弱，耐高温之纤维分解菌开始活跃。以厌气菌分解堆积有机物时，每日仅分解约0.2%，然好气菌之分解力则为其10倍以上，故堆肥堆积应有适当送风(均匀通气50L/分/m3

堆肥容积)，且应避免外壁散热太快。堆肥过程25添加木屑或粗糠，具有改善猪粪尿半流动状态之物理性、消除恶臭、改善通气与微生物生活环境、促进堆肥化等优点，但彼等因含不易分解之木质素或纤维素，致延长堆肥分解时间。如添加易被分解且含高能量之物质如油脂时，则可助长微生物繁殖，加速堆肥化。将已发酵完成之堆肥掺入新鲜猪粪中，亦有促进堆肥化效果。良好之堆肥发酵条件尚须调整原料营养分；猪粪缺C，应加粗糠、木屑、蔗渣等调整材，将C/N调整至20:1。制作堆肥时，适当之堆肥堆积高度为1.5m。制作堆肥约需40-60日。

调整材及堆肥化26七、污泥收集与处理本项作业于废水处理上为极重要之一环，其作业成本占总费用25-50%。废水处理系统应于厌气发酵槽前槽、好气处理之终沉池装设污泥马达或污泥排出管，排出剩余污泥，以保持良好处理效率。若随意排放污泥会造成二次公害，故需经适当处置；可设置污泥浓缩池、污泥晒干床或污泥脱水机予以处置之。

(污泥脱水机)27表5.污泥成分分析

项目测定值总N,%3.65P,%8.81K,%0.32Ca,%10.63Mg,%1.82Zn,ppm1880Cu,ppm492C/N6.52pH6.7528附注1.BOD：于喜气状况下，微生物分解有机质，至呈稳定状态时所需之总氧量，为有机物含量之指标。BOD5为在20

C培养5天之滴定氧量，相当于微生物消耗之碳源。UOD即为最终BOD，相当于微生物消耗之碳源及氮源。2.COD：水或废水中之有机物质完全氧化成CO2

与H2O所需之氧气量3.SS：悬浮颗粒>10-3

mm者，为废水处理管制项目之一。4.HRT：水力停留时间，废水停留于槽内时间，即槽容积除以每日废水量。295.MLSS：混合液悬浮固体，系活性污泥槽中所含之微生物量。6.SV30