專利名稱：：畜禽養殖污染沼液的處理方法
技術領域：
：本發明涉及污水處理技術，具體涉及畜禽養殖污染沼液的處理方法。
背景技術：
：近年來，沼氣工程在農村增長迅速，沼液的污染問題也顯得日益突出。沼液污染主要表現在以下幾個方面一是沼液中含重金屬，如As、Hg、Cr、Cd、Pb等，尤以As的污染較嚴重，其未經處理的排放，會污染周邊水體及土壤；二是沼液具有高N、高COD的特點，污染負荷大，不經有效處理直接排放，會導致嚴重的環境污染；三是沼液通常黑臭明顯，不僅污染空氣，也容易導致病菌滋生，威脅居民健康。為解決沼液的污染問題，在沼液的處理方面，通常有以下三種思路(1)利用類似城市生活污水處理的方法，建造污水處理廠進行處理；這類方法存在一次性投資大、操作復雜等問題，很難在我國大部分欠發達的農村地區推廣。(2)從廢物資源化的角度，將沼液用作有機肥或農田灌溉用水；相對于第一類方法而言，這類方法具有投資省、操作簡單、可同時實現資源化的諸多優點，但該類技術還停留在傳統的豬-沼-菜，豬-沼-魚模式上，處理效率較低，且要求較大的土地面積；此外，該方法未對重金屬進行處理，重金屬對環境的污染仍然存在。(3)CN101343134A公開了一種畜禽養殖污染沼液生態處理裝置和方法，它利用滲濾池結合吸附浮床對沼液進行處理，雖然具有較好的處理效果，但該處理方法一次性投資大，運行、維護需要一定的專業人員，難以在農村普及。本發明的目的是提供一種投資及運行費用低、操作簡單、處理效果好、適合范圍廣、易在欠發達的農村普及推廣的畜禽養殖污染沼液的處理方法。
發明內容為實現以上目的，本發明畜禽養殖污染沼液的處理方法在傳統豬-沼-魚處理沼液模式的基礎上，利用微生物制劑、微生物吸附劑及濾食性魚類對沼液進行強化處理，完善處理效果，提高轉化效率，實現沼液營養的資源化利用。具體工藝步驟為(1)一級沉淀池微生物制劑強化轉化沼液經沼氣罐中流出后進入一級沉淀池，池中投加包括芽孢桿菌制劑FB-1、光合細菌制劑FP-1、乳酸菌制劑FL-2、硝化細菌制劑FN-I和反硝化細菌制劑FD-I五種微生物制劑。單位沼液每天投加制劑量FB-I為1XIO2Cfu·mL_1·cf11XIO3Cfu·mL_1·cf1、FP-I為1X103cfu·mL_1·cf11XIO4Cfu·ml/1·cf1、FL-2為1X103cfu·ml/1·cf1IX104cfu·ml/1·cf1、FN-I為1XIO2Cfu·ml/1·cf11X103cfu·ml/1·cf1、FD-I為1X103cfu·ml/1·cf1IXIO4Cfu-HiL-1·cf1；隔日投一次；投加微生物制劑的作用表現在以下幾個方面①降低沼液的C0D，脫除沼液的部分N素；②消除沼液的惡臭氣味；③利用沼液中的N、P營養鹽增殖菌體，將其轉化為菌體蛋白，作為后續生物轉化塘中魚類的餌料。(2)二級沉淀池微生物吸附劑除重金屬經一級沉淀池處理后的沼液流入二級沉淀池，在二級沉淀池中投加微生物吸附劑FC-2，微生物吸附劑吸附重金屬后沉入池底，FC-2單位沼液投加量為2g/m35g/m3；每日投一次；(3)生物轉化塘濾食性魚類高效轉化經前面兩級沉淀池處理后的沼液排入生物轉化塘，生物轉化塘中投放了濾食性魚類和微生物制劑，通過濾食性魚類對生物轉化塘中浮游藻類、浮游動物及細菌的濾食作用實現沼液營養的高效轉化，通過芽孢桿菌制劑FB-2、光合細菌制劑FP-2和硝化細菌制劑FN-2三種微生物制劑調節水質；FB-2投加量為1XIO3Cfu·mL_1·Cf11XIO4Cfu·mL_1·cf1，FP-I投力口量為1XIO3Cfu·mL_1·cf1IXlO5Cfu·mL—1·cf1；每日投一次；(4)處理后沼液的排放及沼渣的利用處理后的沼液已經可以達標排放，也可以作為農業灌溉用水加以利用；定時清理沉淀池中的沼渣，一級沉淀池清理出的沼渣經固態堆肥發酵制成有機肥，用于大田農作物；二級沉淀池池底富含重金屬的底泥，清理后的底泥風干后可作為筑路、燒磚的材料。所述微生物吸附劑FC-2是一種放線菌的菌絲體，外觀灰色，呈粉狀，為一種工業廢棄物。所述芽孢桿菌制劑FB-I是一種枯草芽孢桿菌，從水稻田土壤中分離、篩選得到，并經固態發酵工藝制得，制劑為固體粉末，外觀呈灰色，含菌量>2X101(lCfU/g。所述芽孢桿菌制劑FB-2是一種枯草芽孢桿菌，從水體中分離、篩選得到，并經固態發酵工藝制得，制劑為固體粉末狀，外觀呈灰色，含菌量>2X101(lCfU/g。所述光合細菌制劑FP-I是一種沼澤紅假單胞菌，從淺水湖泊底泥分離、篩選得至|J，并經液態發酵工藝制得，制劑為水劑，外觀呈紅棕色，含菌量>5X109cfu/mL。所述光合細菌制劑FP-2是一種沼澤紅假單胞菌，為從水體分離、篩選得到，并經液態發酵工藝制得，制劑為水劑，外觀呈紅棕色，含菌量>5X109cfu/mL。所述乳酸菌制劑FL-2是一種乳酸桿菌，從泡菜中分離、篩選得到，并經液態發酵工藝制得，制劑為水劑，外觀呈淺紅色，含菌量彡1Xli^cfu/mL。所述硝化細菌制劑FN-I是一種亞硝酸單胞菌和硝化桿菌的混合體，從污水處理廠的生活污水中分離、篩選得到，并經液態發酵工藝制得，制劑為水劑，外觀呈淺褐色，含菌量彡lX109cfu/mL。所述反硝化細菌制劑FD-I是一種芽孢桿菌，從土壤中分離、篩選得到，并經固態發酵工藝制得，制劑為固態粉末，外觀呈灰色，含菌量>1.5X101(lCfU/g。所述濾食性魚類的數量與投放方法平均每畝生物轉化塘需魚苗30g/尾50g/尾白鰱400尾、30g/尾50g/尾花鰱200尾、IOOg/尾鯽魚、鯉魚、草魚共100尾；魚類需要在每年冬天打撈出，重新放入小魚苗。生物轉化塘中還設置有人工增氧機，用于生物轉化塘的人工增氧，既可為魚增氧，又可起攪拌均勻作用以加快沼液的混合速度。本發明通過投放大劑量的高活力有益微生物快速分解沼液中的有機物及N、P等養分，將其轉化為可供水體浮游動物、浮游植物利用的物質，從而繁殖出大量的漂游動(植)物等魚類的天然餌料生物，再投放濾食性魚類攝食這些浮游動(植)物，建立高效的沼液營養_微生物(餌料生物)“魚轉化系統，徹底解決養殖沼液污染問題，達到養殖業污染的達標排放。本發明的主要優點表現在以下幾個方面(1)價格低廉。相對于其他技術，本發明一次性投入較少，且由于存在養魚的收益，運行費用可以以此抵消，甚至有盈余。(2)操作簡單。相對其他技術，本發明操作簡單，只需按沼液量多少加入相應量的微生物制劑和微生物吸附劑即可，無專業知識的普通人亦可方便操作。(3)可以除去沼液中的重金屬。利用微生物吸附劑，無需特殊的裝置，即可簡單的除去沼液中的重金屬。(4)可實現沼液達標排放，并能消除惡臭。經本發明處理的沼液可以實現沼液的達標排放，且能消除沼液的惡臭，改善周圍環境。(5)實現廢物的資源化利用。將沼液中的N、P營養鹽通過微生物制劑和藻類的高效轉化，最終轉化為魚類蛋白，實現了沼液處理和資源化利用的耦合。(6)適應性好，易于推廣。基于微生物制劑及微生物吸附劑良好的適應能力，本發明處理沼液具有良好的適應性，不易受溫度、氣候等條件的影響。另外，本發明適應多種類型的沼液，不受沼液原料來源的影響。且由于上述價格低廉、操作簡單等特點，易于在我國廣大欠發達的農村地區推廣。具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。2009年3月至7月，本發明在福建省龍巖市東肖鎮肖坑村羅柏富豬場開展了處理沼液的應用試驗。1.運行條件和參數1.1技術實施地點福建省龍巖市東肖鎮肖坑村羅柏富豬場1.2試驗時間2009年3月2日7月2日1.3技術實施條件和參數1.3.1豬群數量500頭1.3.2沼液及其污染物質含量采取干清糞，并改用高壓水槍沖洗豬舍以及使用豬場專用環境微生物制劑，沼液量由原來的10噸15噸減少為3噸5噸。沼液經過兩級沉淀池處理后以0.6t/h速度流入生物魚塘，入塘時間控制在每天上午9時至下午3時。新鮮沼液的主要污染物質含量見表1。表1新鮮沼液主要污染物含量(三次檢測平均值)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>1.3.3沼液生物轉化塘面積450m2，平均水深1.3m。1.3.4人工增氧設施安裝功率IkW養殖增氧設備一臺。沼液入池時，開啟三次，每次15min，以增加沼液的混合速度，其他時間一般不使用。陰天雨天傍晚和凌晨各開啟3h5h。1.3.5生物強化措施魚苗投放類型、規格30克/尾50克/尾鰱魚400尾，30克/尾50克/尾鳙魚200尾，100克/尾的鯽魚、鯉魚、草魚共100尾。微生物強化措施FN_1投加量0.5L/d，FD-I及FB-I混合菌粉投加量200g/d，FP-I投加量5L/d，FL-2投加量2L/d，微生物吸附劑FC-2投加量20g/d。1.3.6水質監測運行期間，定時檢測生物轉化塘出水pH，COD,NH4+-N,TN,TP以及魚的生長狀況，檢測二沉池出水重金屬As、Hg、Cr、Cd、Pb的含量。pH、COD按GB11914-89標準測定，NH4+_N按GB7479-87標準測定，TN按GB11894-89標準測定，TP按GBl1893-89標準測定，觀察并記載魚的生長狀況。As的測定采用氫化物_原子熒光光譜法，Hg的測定采用冷蒸汽_原子熒光光譜法，Cr、Cd、Pb的測定采用原子吸收分光光度法。2.運行結果2.1水體COD變化表2生物轉化塘運行過程中COD實測值"^l|3月2|3月9|3月|3月I3月|4月6|4月丨4月|5月7丨5月曰曰16曰23曰30曰曰13曰27曰曰12曰C0D(mg/l)200.0123.0907112.7115.5958720830100.0105.8注由于試驗前期養殖場向水塘直排入2噸左右的豬糞，3月2日水塘起始COD達到200毫克/升。3月13日到16日連續中到大雨，有雨水溢入水塘，該時段COD實測值較低。監測數據表明生物轉化塘水體COD值大部分時間基本穩定在100mg/L左右，沒有出現COD值的積累。說明系統能夠將輸入的有機物充分分解轉化。2.2水體NH/-N變化生物轉化塘水體NH4+-N實測值隨時間變化逐漸減少，后期可穩定在15mg/L以下，系統能夠將輸入的NH4+-N及時轉化，避免氨氮的積累(表3)。表3生物轉化塘運行過程中氨氮實測值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>2.3水體TP變化如表4所示，經過生物塘轉化后，水體總磷含量顯著下降，后期可穩定在2mg/L左右。水體中的磷除少部分進行生物轉化外，主要通過沉降和底泥吸附而被轉移。表4生物轉化塘運行過程中總磷實測值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2.4生物轉化塘水體TN變化生物轉化塘水體總氮變化規律與NH/-N變化一致，后期可穩定在15mg/L左右，系統能夠通過生物脫氮和生物轉化，避免氮的積累。表5生物轉化塘運行過程中總氮實測值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>2.5生物轉化塘二級沉淀池出水重金屬含量檢測結果試驗期間，抽樣檢測二級沉淀池出水重金屬均未超標(GB5084-92)，達到農田灌溉用水要求(見下表6)。表6生物轉化塘二級沉淀池出水重金屬含量檢測結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>*農田灌溉水質標準(GB5084-92)。經過生物強化后，利用微生物轉化沼液污染物促進藻類及微生物生長，而后被魚類攝食。最后捕撈起來的鯽魚、鯉魚、草魚、花鰱、白鰱平均23斤/尾，還可獲得可觀的經濟效益。權利要求一種畜禽養殖污染沼液的處理方法，采用傳統豬-沼-魚處理沼液模式，其特征是它利用微生物制劑、微生物吸附劑及濾食性魚類對沼液進行強化處理，具體工藝步驟為(1)一級沉淀池微生物制劑強化轉化沼液經沼氣池中流出后進入一級沉淀池，池中投加包括芽孢桿菌制劑FB-1、光合細菌制劑FP-1、乳酸菌制劑FL-2、硝化細菌制劑FN-1和反硝化細菌制劑FD-1五種微生物制劑；單位沼液每天投加制劑量FB-1為1×102cfu·mL-1·d-1～1×103cfu·mL-1·d-1、FP-1為1×103cfu·mL-1·d-1～1×104cfu·mL-1·d-1、FL-2為1×103cfu·mL-1·d-1～1×104cfu·mL-1·d-1、FN-1為1×102cfu·mL-1·d-1～1×103cfu·mL-1·d-1、FD-1為1×103cfu·mL-1·d-1～1×104cfu·mL-1·d-1；隔日投一次；(2)二級沉淀池微生物吸附劑除重金屬經一級沉淀池處理后的沼液流入二級沉淀池，在二級沉淀池中投加放線菌的菌絲體FC-2作微生物吸附劑，微生物吸附劑吸附重金屬后沉入池底，FC-2單位沼液投加量為2g/m3～5g/m3；每日投一次；(3)生物轉化塘濾食性魚類高效轉化經前面兩級沉淀池處理后的沼液排入生物轉化塘，生物轉化塘中投放了濾食性魚類和微生物制劑，通過濾食性魚類對生物轉化塘中浮游藻類、浮游動物及細菌的濾食作用實現沼液營養的高效轉化，通過芽孢桿菌制劑FB-2、光合細菌制劑FP-2和硝化細菌制劑FN-2三種微生物制劑調節水質；FB-2投加量為1×103cfu·mL-1·d-1～1×104cfu·mL-1·d-1，FP-1投加量為1×103cfu·mL-1·d-1～1×105cfu·mL-1·d-1；每日投一次；(4)處理后沼液的排放及沼渣的利用處理后的沼液已經可以達標排放，也可以作為農業灌溉用水加以利用；定時清理沉淀池中的沼渣，一級沉淀池清理出的沼渣經固態堆肥發酵制成有機肥，用于大田農作物；二級沉淀池池底富含重金屬的底泥，清理后的底泥風干后可作為筑路、燒磚的材料。2.根據權利要求1所述畜禽養殖污染沼液的處理方法，其特征是所述濾食性魚類的數量為平均每畝生物轉化塘需魚苗30g/尾50g/尾白鰱400尾、30g/尾50g/尾花鰱200尾、IOOg/尾鯽魚、鯉魚、草魚共100尾；投放方法為每年冬天打撈出，重新放入小魚苗。3.根據權利要求1所述畜禽養殖污染沼液的處理方法，其特征是所述生物轉化塘中還設置有人工增氧機，用于生物轉化塘的人工增氧，既可為魚增氧，又可起攪拌均勻作用以加快沼液的混合速度。全文摘要本發明公開了一種畜禽養殖污染沼液的處理方法，它采用傳統豬-沼-魚處理沼液模式，利用芽孢桿菌制劑FB-1、光合細菌制劑FP-1、乳酸菌制劑FL-2、硝化細菌制劑FN-1和反硝化細菌制劑FD-1五種微生物制劑等微生物制劑，放線菌的菌絲體FC-2作微生物吸附劑及濾食性魚類對沼液進行強化處理，完善處理效果，提高轉化效率，實現沼液營養的資源化利用，該方法投資及運行費用低、操作簡單、處理效果好、適合范圍廣、易在欠發達的農村普及推廣。文檔編號C05F5/00GK101823812SQ201010132068公開日2010年9月8日申請日期2010年3月16日優先權日2010年3月16日發明者林方華,羅明,鄧建剛,陳冬生申請人:福建科佳奇邁生物工程有限公司