在養殖業快速發展的當下,污水排放成為困擾養殖場的一大難題。黑膜沼氣池作為一種高效實用的污水處理方式,正被越來越多養殖場采用。它以黑色 HDPE 防滲膜為主要構建材料,通過厭氧發酵原理,將養殖污水中的有機物轉化為沼氣,同時凈化污水,實現了資源回收與環境保護的雙贏。
一、養殖污水特性與處理難點
養殖場污水主要來源于牲畜糞便沖洗、養殖舍清潔等環節,具有有機物濃度高、氨氮含量大、懸浮物多且成分復雜的特點。以規模化豬場為例,污水中化學需氧量(COD)常高達 5000 – 15000mg/L,氨氮含量在 500 – 1500mg/L ,遠超國家排放標準。此外,污水中還含有大量病原體和惡臭物質,若處理不當,不僅會污染周邊土壤、水體和空氣,還可能引發疫病傳播,威脅養殖場及周邊居民的健康安全。傳統處理方式往往存在成本高、效率低、二次污染等問題,難以滿足養殖場的實際需求。
二、黑膜沼氣池處理污水原理
黑膜沼氣池利用厭氧微生物的代謝活動,將污水中的復雜有機物逐步分解。整個過程分為三個階段:首先,水解細菌將大分子有機物如蛋白質、脂肪和碳水化合物分解為小分子的有機酸、醇類和二氧化碳;接著,產氫產乙酸菌將上述產物進一步轉化為乙酸、氫氣和二氧化碳;最后,產甲烷菌將乙酸、氫氣等轉化為甲烷和二氧化碳,從而實現污水的凈化。黑色 HDPE 防滲膜不僅具有良好的防滲性能,能防止污水滲漏污染地下水,還可吸收太陽能提升池內溫度,為厭氧微生物創造適宜的生存環境,加速發酵進程。同時,全封閉的結構有效收集產生的沼氣,避免惡臭氣體散發到環境中。
三、黑膜沼氣池在養殖場的應用流程
(一)預處理環節
養殖污水先流入格柵池,通過格柵攔截糞便中的草屑、飼料殘渣等較大固體雜物,防止堵塞后續設備。隨后進入沉砂池,利用重力使污水中密度較大的砂粒等無機顆粒沉淀,降低懸浮物含量。部分養殖場會設置調節池,對污水的水質和水量進行均衡,避免因污水波動影響處理效果。例如,在養殖高峰期,調節池可暫時儲存多余污水,保證黑膜沼氣池穩定運行。
(二)厭氧發酵核心處理
經過預處理的污水進入黑膜沼氣池,在無氧環境下進行長時間發酵。發酵周期根據污水水質和溫度有所不同,一般在 20 – 60 天。在此期間,有機物不斷被微生物降解,轉化為沼氣、二氧化碳和剩余污泥。產生的沼氣通過收集系統輸送至儲氣罐,可用于養殖場內熱水供應、食堂炊事、發電等。如一個存欄 3000 頭的牛場,黑膜沼氣池每天產生的沼氣可滿足牛舍冬季供暖需求,大幅降低能源成本。沉淀在池底的剩余污泥富含氮、磷、鉀等營養元素,定期排出后經堆肥處理,可制成優質有機肥料,用于周邊農田、果園,實現資源循環利用。
(三)后處理保障達標
從黑膜沼氣池排出的污水雖經厭氧處理,但仍含一定污染物,需進一步處理。常見后處理方式包括好氧處理和人工濕地處理。好氧處理利用好氧微生物進一步分解有機物,將氨氮轉化為硝態氮;人工濕地則借助植物根系、微生物和基質的協同作用,去除氮、磷等營養物質,使污水達到排放標準或滿足農田灌溉等回用要求。
四、黑膜沼氣池在養殖場的顯著優勢
(一)經濟實惠
黑膜沼氣池結構簡單,建設成本比傳統污水處理設施低 30% – 50%,且運行能耗低,主要依靠微生物自然代謝,無需大量機械設備。通過沼氣利用,可替代部分傳統能源,節省開支;剩余污泥制成有機肥,既能減少污泥處理費用,又能創造額外收益。以一個存欄 2000 頭的豬場為例,使用黑膜沼氣池處理污水,每年可節省能源費用約 10 萬元,有機肥銷售可增收 5 萬元左右。
(二)高效環保
對養殖污水中 COD、BOD 的去除率可達 80% – 90%,氨氮去除率 50% – 70%,有效降低污染物含量。全封閉設計防止惡臭擴散,防滲膜避免污水滲漏,處理后的污水經后處理可達標排放或回用,保護周邊生態環境,減少養殖場與周邊居民的環境矛盾。
(三)操作便捷
黑膜沼氣池運行管理相對簡單,無需專業技術人員長期值守。只需定期監測進水水質水量、池內溫度、pH 值和沼氣產量等參數,做好沼氣收集系統、污水提升設備的維護,以及黑膜完整性檢查和污泥管理即可。
五、養殖場使用注意事項
在使用黑膜沼氣池處理污水時,養殖場需做好日常監測,每天記錄進水情況,每周檢測池內關鍵參數,每月統計沼氣產量,及時掌握運行狀態。定期檢查沼氣管道是否泄漏、堵塞,清理污水提升泵過濾網;每月巡查黑膜表面,發現破損及時修補。根據污泥積累情況,合理安排排出時間和量,確保發酵效果,防止二次污染。同時,養殖場應制定應急預案,如遇極端天氣、設備故障等情況,能迅速采取措施,保障黑膜沼氣池正常運行。