高寒草原畜牧集中化养殖粪污处理与利用研究

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畜禽粪污是指在畜禽养殖过程中产生的畜禽固体粪便、尿液以及冲洗粪污所产生的污水。畜禽粪污对养殖场暂无经济利润性,被长期丢弃,对生态环境和产业发展带来负面影响。养殖场产生的畜禽粪便不及时处理会对土壤、水体和空气造成不同程度的污染,并给人体造成一定的损害。刚察县位于我国青海省海北藏族自治州,青海湖北岸,以草地畜牧业为主要产业。盖海拔高,气温低,属于典型的高原大陆性气候,日照时间长,昼夜温差大,冬季寒冷,夏秋温凉。其畜禽养殖模式分为舍饲圈养式、半舍饲圈养式和散养式。鉴于刚察县特殊的自然条件和养殖情况,常见的4种粪污处理模式均不适宜于刚察县。在此背景下,本文在分析总结国内外畜禽养殖污染物处理技术的基础上,采用文献分析、实地调查、数据分析、室内实验的方法,调查分析刚察县畜牧养殖污染物的产生与排放特征、污染现状等。选取常用的对于污染物消减性能较好的秸秆、沸石、石英砂、砂砾石等材料,设置不同的污染物消解净化方案。对基质进行吸附动力学分析,摸清基质净化处理机理,确定出养殖场畜牧养殖污染物处理方案,为青海省高寒牧区牲畜养殖粪污处理提供技术支撑,为相关研究提供基础,为进一步完善养殖业的相关污染治理政策提供理论依据。通过试验得出了如下结论:(1)由于没有科学有效的畜禽粪污处理措施,导致刚察县畜禽养殖区域与未养殖区域的表层土壤理化性质有明显区分,养殖区域表层土壤有机物、NH3-N、TP、TN等含量均大于未养殖区域。现有粪污资源化处理模式均不适用于刚察县现有养殖模式,因此需因地制宜重新思考刚察县畜禽粪污处理模式。(2)不同方案由于基质的差异,会产生不同的效果。在实际中,需根据当地实际情况、主要污染物类型及浓度和基质对污染物的沉淀和吸附原理,选择适宜的基质类型方案。实验结果表明,沸石对所有污染物浓度均有一定的去除效果,油菜秸秆和煤渣只适用于部分污染物浓度的去除。因此,选择沸石型方案(方案1)作为本次实验的最优方案,改性沸石型方案(方案5)作为本次实验的备选方案。(3)根据室内试验选出的最优方案和备选方案,将沸石型方案(方案1)和改性沸石型方案(方案5)进行吸附动力学研究,可知沸石型方案对TP、TN和CODcr的吸附动力特性符合准二级反应动力学方程,其拟合程度都在0.9以上,因此选择沸石型方案(方案1)的材料为室外养殖场废水处理净化装置填料。(4)在前期养殖场改造完成进行后,粪便污水进行干湿分离。然后通过养殖场冲水试验确定合理的养殖小区污染物产生量,根据养殖场污水资源化利用情况,确定排水沟冲洗方案为一天一次,污水流入净化池后滞留1 h可达标,达标后流入蓄水池,蓄水池中的水可排放可回用。分离出来的畜禽粪便,2周集中清理一次,清理之后转运到有机肥加工厂进行深度加工利用。
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