一種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及豬場(chǎng)沼液處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的增長(zhǎng)、人民生活水平的提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對(duì)動(dòng)物性蛋白的需求也逐步提高。解決人類動(dòng)物性蛋白短缺關(guān)鍵靠養(yǎng)殖，發(fā)展畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖是解決動(dòng)物性蛋白短缺的重要措施。在規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液和廢渣，對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境保護(hù)往往造成很大的壓力。養(yǎng)殖污染已成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境污染的主要來源。養(yǎng)殖污水和液態(tài)排泄物是集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)污染物無害化處理的難點(diǎn)，其主要污染物是有機(jī)物，氮和磷。目前規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的污水通常采用沼氣池厭氧發(fā)酵處理(畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范)，但產(chǎn)生的數(shù)量巨大的沼液中仍然含有高濃度的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽。以生豬養(yǎng)殖場(chǎng)為例，其養(yǎng)殖污水經(jīng)沼氣池厭氧發(fā)酵處理后沼液中的污染物濃度依然很高，bod5、氨氮和總磷的濃度分別高達(dá)3891^/1、578.511^/1和32.91^/1，與國(guó)家畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB33/593-2005;GB/T18596-2001)仍有很大的距離(標(biāo)準(zhǔn)中集約化畜禽養(yǎng)殖污水中B0D5、總氮和總磷的最高允許日均排放濃度分別為150mg/L、80mg/L和8mg/L)。將產(chǎn)生的沼液直排到水體，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致自然水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化。因此，沼液仍然需要二次處理。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)沼液有兩種常規(guī)的處理模式，一種為“達(dá)標(biāo)排放”模式，一種為“綜合利用”模式(《規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程設(shè)計(jì)規(guī)程》(NY/T 1168))。達(dá)標(biāo)排放模式下，畜禽廢水在經(jīng)厭氧消化處理后，必須再經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮醚跆幚砘蜃匀惶幚淼龋_(dá)到規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)排放或回用。這種模式的工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)均相對(duì)較高，且為非資源化利用模式?！熬C合利用”模式是將沼液排入農(nóng)田依靠農(nóng)作物自然吸收的方式進(jìn)行，是低效率的資源化利用模式。這樣的處理方式隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其弊端日漸顯現(xiàn):一是處理效果受作物生長(zhǎng)季節(jié)的影響難以保證;二是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和城鎮(zhèn)化開發(fā)的加速使得消納沼液的耕地不足，因此，采用其他更高效方式開展沼液的深度處理顯得尤為必要。如何凈化沼液，越來越成為規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)可持續(xù)生產(chǎn)的制約因素。
[0003]光合細(xì)菌(Photosynthetic Bacteria,簡(jiǎn)稱PSB)是地球上出現(xiàn)最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成體系的原核生物，是在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱，可以光作為能源、能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用自然界中的有機(jī)物、硫化物、氨等作為供氫體兼碳源進(jìn)行光合作用的微生物，在自然界的物質(zhì)凈化過程中發(fā)揮重要作用，特別對(duì)降解水體中的有機(jī)物效果明顯，起到凈化水質(zhì)的作用。
[0004]微藻作為一類低等光合自養(yǎng)型生物，種類豐富。微藻細(xì)胞能以光能為能源，從水體中吸收硝氮、氨氮及磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)用于合成細(xì)胞組分。已有的實(shí)驗(yàn)研究表明，不同微藻對(duì)水體中不同形式的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的耐受、吸收和利用能力不同。在利用微藻凈化污水的實(shí)踐方面，1957年，Oswald等首次將微藻作為一種取代污水處理中的活性污泥的生物系統(tǒng)，奠定了藻類污水生物處理技術(shù)的基礎(chǔ)。此后，人們?cè)絹碓街匾暭?xì)菌與藻類相結(jié)合的應(yīng)用，建立在人工模式水體藻-菌共生自凈原理基礎(chǔ)上的氧化塘技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。近年來將畜禽污水凈化耦合微藻高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)的研究也有報(bào)道，主要集中在利用畜禽污水開展微藻生物柴油生產(chǎn)的領(lǐng)域。胡洪營(yíng)等(2009)探討了基于微藻細(xì)胞培養(yǎng)的水質(zhì)深度凈化與高價(jià)值生物質(zhì)生產(chǎn)耦合技術(shù)。Sydney等(2010)開創(chuàng)性的將微藻污水處理和微藻生物柴油生產(chǎn)相耦合。胡洪營(yíng)和李鑫(2010)分析了利用污水資源生產(chǎn)微藻生物柴油的關(guān)鍵技術(shù)及潛力分析。
[0005]枝角類，隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門，甲殼綱，鰓足亞綱，枝角目的小型甲殼類，廣泛分布于淡水、海水和內(nèi)陸半咸水中，是水產(chǎn)動(dòng)物的優(yōu)質(zhì)天然餌料，其中的某些種類具有較強(qiáng)的耐污性，可非選擇性濾食水體中的有機(jī)碎肩、為藻細(xì)胞和細(xì)菌，從而將水體中難以采收的微小營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成小顆粒易采收的餌料
[0006]綜上所述，開發(fā)可循環(huán)利用、高效、低成本的污水處理技術(shù)是規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的重要措施。將畜禽養(yǎng)殖廢棄物綜合利用，變廢為寶，是減少畜禽養(yǎng)殖廢棄物隨意排放，從根本上破解畜禽養(yǎng)殖污染防治難題的根本出路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法，而關(guān)于這種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法目前還未見報(bào)道。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0009]—種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法，其特征在于，即豬場(chǎng)沼氣池中流出的發(fā)酵沼液依次經(jīng)過多級(jí)曝氣過濾、接種光合細(xì)菌并培養(yǎng)、接種枝角類濾食光合細(xì)菌并收集枝角類、濾液接種單細(xì)胞藻類并培養(yǎng)、接種枝角類濾食單細(xì)胞藻并收集枝角類及處理后達(dá)標(biāo)水排放或回用等環(huán)節(jié)，處理過程中先利用光合細(xì)菌降解沼液中的有機(jī)物并生成菌體，后利用微藻吸收沼液中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽并生成藻細(xì)胞，再利用枝角類非選擇性濾食處理過程中形成的有機(jī)碎肩、光合細(xì)菌和單細(xì)胞藻類，生產(chǎn)的枝角類、光合細(xì)菌、單細(xì)胞藻類可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖或餌料，從而實(shí)現(xiàn)沼液中污染物質(zhì)的資源化利用。
[0010]進(jìn)一步地，豬場(chǎng)沼氣池中流出的發(fā)酵沼液首先經(jīng)過多級(jí)曝氣過濾，采用的多級(jí)曝氣過濾的不銹鋼篩網(wǎng)規(guī)格依次為200目，300目,400目和500目，篩網(wǎng)呈一定角度傾斜，在篩網(wǎng)底部安裝納米曝氣管，在曝氣的作用下將沼液中的部分氨氮吹脫，同時(shí)防止篩網(wǎng)網(wǎng)眼堵塞。
[0011]進(jìn)一步地，經(jīng)過多級(jí)曝氣過濾的沼液中接種光合細(xì)菌以降解和吸收有機(jī)物，光合細(xì)菌的菌種為紅假單胞菌屬Rhodopseudomonas、紅螺菌屬Rhodospir ilium和紅細(xì)菌屬Rhodobacter的種類，光合細(xì)菌的初始接種量與多級(jí)曝氣過濾沼液的比例為3:7?5:5，在透明的有機(jī)玻璃柱或柱狀柔性塑料薄膜袋中進(jìn)行5?10天培養(yǎng)后，維持一定的沼液流入和光合細(xì)菌菌液流出速度實(shí)行連續(xù)培養(yǎng)，流入流出的速度根據(jù)光合細(xì)菌生長(zhǎng)情況調(diào)整。
[0012]進(jìn)一步地，培養(yǎng)好的光合細(xì)菌一部分可根據(jù)需要直接采收用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)，另一部分流出的光合細(xì)菌菌液進(jìn)入方形培養(yǎng)水槽后，接種枝角類，利用枝角類非選擇性濾食其中的有機(jī)碎肩和光合細(xì)菌，從而去除水體中的有機(jī)和無機(jī)物顆粒，提升水體透明度，所接種的枝角類的種類為裸腹蚤屬的似親裸腹蚤Moina aff inis、蚤屬的大型蚤Daphnia magna和象鼻蚤屬的象鼻蚤Bosmina 1ngirostris0
[0013]進(jìn)一步地，所培養(yǎng)的枝角類可通過過濾采收裝置富集，富集的枝角類可用作水產(chǎn)動(dòng)物種苗或觀賞魚的活餌料，也可循環(huán)用于濾食單細(xì)胞藻類。
[0014]進(jìn)一步地，經(jīng)過枝角類一次濾食的沼液，接種單細(xì)胞藻類以吸收水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，單細(xì)胞藻類的藻種為小球藻屬Chlorella、卵囊藻屬Oocystis、綠球藻屬Chlorococcum和柵藻屬Scenedesmus的種類，單細(xì)胞的初始接種量與經(jīng)過枝角類一次濾食的沼液的比例為1:1?5，在透明的有機(jī)玻璃柱或柱狀柔性塑料薄膜袋中進(jìn)行5?10天充氣培養(yǎng)后，維持一定的沼液流入和單細(xì)胞藻液流出速度實(shí)行連續(xù)培養(yǎng)，流入流出的速度根據(jù)單細(xì)胞生長(zhǎng)情況和水體中氮磷的含量調(diào)整。
[0015]進(jìn)一步地，培養(yǎng)好的藻液一部分可根據(jù)需要直接采收用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)，另一部分流出的藻液進(jìn)入方形培養(yǎng)水槽后，接種枝角類，利用枝角類非選擇性的濾食特性二次濾食其中的有機(jī)碎肩和單細(xì)胞藻類，進(jìn)一步凈化水體，所接種的枝角類的種類為裸腹蚤屬的似親裸腹蚤Moina aff inis、蚤屬的大型蚤Daphnia magna和象鼻蚤屬的象鼻蚤Bosmina1ngirostris0
[0016]進(jìn)一步地，經(jīng)過枝角類二次濾食的沼液，經(jīng)檢測(cè)符合畜禽養(yǎng)殖污水排放標(biāo)準(zhǔn)后，可進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)水排放或回用作為豬舍的沖糞水，若檢測(cè)不達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)則進(jìn)行重復(fù)處理。
[0017]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018]1、本發(fā)明的豬場(chǎng)沼液資源化利用方法可將沼液處理過程中生成的光合細(xì)菌、單細(xì)胞藻類和枝角類用于水產(chǎn)養(yǎng)殖和餌料，借助食物鏈將沼液中的污染物質(zhì)實(shí)現(xiàn)資源化利用，具有投入低、能耗低、可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的特點(diǎn)；
[0019]2、傳統(tǒng)的廢水治理工程只能削減污染物的排放量與排放強(qiáng)度，通常少有產(chǎn)品產(chǎn)出，只能產(chǎn)生環(huán)境、生態(tài)和社會(huì)效益，難以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。這種只投入無產(chǎn)出的模式導(dǎo)致企業(yè)對(duì)環(huán)保投入不積極，而本發(fā)明將污水處理與活餌料生產(chǎn)耦合起來，不但能實(shí)現(xiàn)污水有效處理，且能降低活餌料生產(chǎn)的成本，實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)及資源的循環(huán)利用，符合國(guó)家發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)和循環(huán)農(nóng)業(yè)的趨勢(shì)；
[0020]3、畜禽養(yǎng)殖污水既是嚴(yán)重的污染源，也是寶貴的資源。而本發(fā)明在傳統(tǒng)畜禽養(yǎng)殖污水處理工藝中引入光合細(xì)菌、微藻和枝角類，通過光合細(xì)菌-微藻-枝角類食物鏈將豬場(chǎng)沼液凈化及活餌料生產(chǎn)相耦合，利用豬場(chǎng)沼液中高濃度的氮、磷、有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)鹽培養(yǎng)光合細(xì)菌和微藻，將所培養(yǎng)光合細(xì)菌和微藻通過枝角類濾食生產(chǎn)活餌料用于動(dòng)物養(yǎng)殖生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)及資源的高效循環(huán)利用，保障生產(chǎn)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
【附圖說明】
[0021]附圖1是本發(fā)明的一種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]在上海崇明某大型標(biāo)準(zhǔn)化生豬養(yǎng)殖企業(yè)開展基于光合細(xì)菌-微藻-枝角類的豬場(chǎng)沼液資源化利用和凈化處理。通過在沼液池旁構(gòu)建200平米溫室大棚并在大棚中安裝培養(yǎng)水槽、透明柱狀有機(jī)玻璃柱、柱狀柔性塑料薄膜袋、多級(jí)曝氣過濾裝置、浮游動(dòng)物富集采收裝置、管道及充氣設(shè)施等，開展豬場(chǎng)沼液資源化利用和凈化處理。
[0024]請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是本發(fā)明的一種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法流程示意圖。一種豬場(chǎng)沼液資源化利用的方法，主要做法是豬場(chǎng)沼氣池中流出的發(fā)酵沼