作者:Theo van Kempen,北卡罗莱纳大学猪营养专家 - Premium Standard Farms 公司正在下属位于密苏里北部的Valley View 猪场建造“下一代”的环境设施,这就是Crystal Peak肥料厂建设项目。这个项目的目的是利用PSF及其合作伙伴所研发的专利技术将猪粪转化为高价值的商品肥料。
Theo van Kempen博士
,猪营养学家
Crystal Peak肥料厂的开发过程始于1999年,当时该公司与密苏里州政府签署了一项和解协议。该项协议要求PSF公司投资2500万美元用于粪便管理方面的研究,在政府指定的专家小组的协助下开发“下一代”的粪便处理技术。Crystal Peak肥料厂就是他们提议的主要项目之一,该项目预计将花费900万美元。
Crystal Peak肥料厂运作示意图
这套系统的工作流程包括下列步骤:
各猪舍收集的粪便先要经过内部循环处理(IRP)。在这个过程中,粪便先通过筛网,将较大的固体粪便颗粒分离出来,剩下的液体粪便再转入20厘米深的湿井进行沉淀。将沉淀所得的固体部分和筛出的固体部分合在一起,转入消化池。这些固体部分占粪便总量的8%。剩下的液体部分加入硫酸进行酸化,以便尽量减少氨气异味,酸化后的液体用来冲洗猪舍中的新鲜粪便。
消化池埋在地下,利用烘干机的多余热量加热至32℃。在消化池里,粪便中的有机物被降解,产生甲烷。这些甲烷被收集起来,用于后面的处理步骤。消化池不仅产生了有价值的甲烷,而且还起到了降低粪便异味的作用,使得后面的处理步骤更容易进行。粪便在消化池里停留的时间大约1个月。
粪便从消化池排出后转入沉淀池。沉淀池中收集的固体部分再通过一个离心机,进一步浓缩。沉淀池与离心机里得到的液体部分被泵入污水贮水池,再加入硫酸中和,防止氨气排放。
一共有三个污水贮水池,全年的污水连续排放到贮水池当中。到了冬天,这些污水被转移到另外一个地方,喷到一种垫子上,让它结冰。通过结冰与融化的过程可以将污水中的矿物质成分分离出来,因为纯水结冰快,融化慢。融化过程中对融解液体测定,根据电导特性判断是含矿物质的水还是干净水,分别导入盐水池和净水池,完成循环再生。这个过程和北极冰山的情形类似:尽管冰山是浮在盐水上,但它本身却是由淡水构成的。
盐水池中的液体矿物质浓度很高,包括氮和钾。池中液体再与离心机分离出来的固体部分混合,后者含磷很高。二者混合后制成颗粒,用前面消化池中收集的甲烷作为热源进行烘干与碳化。烘干过程中产生的异味和灰尘将通过气体洗涤塔和除尘器来收集,收集到的物质进入系统再循环。颗粒作为商品肥料出售,其养分含量预计可达12-8-8。
结冰-融解过程产生的净水保存在专门建设的贮水单元中,将用于灌溉,或经进一步处理后用于猪场的饮水。
Crystal Peak非常有趣地将各种技术结合在一起,用来解决养猪业面临的环境问题。通过在消化池上加盖,以及在后面的流程中进行酸化(酸化可非常有效地降低氨气排放)等措施,可将粪便存储过程中的氨气排放量控制在最低水平。通过冲洗水的酸化,猪舍中的氨气排放量也可降低,还能降低其它异味的排放。通过消化过程,粪便存储过程中的异味排放也可降低。
在这套系统当中,粪便中的能量被转化到甲烷当中,甲烷又用来烘干矿物质产品,生产高质量的肥料。这种系统不用甲烷来发电,也不必销售电力,从而跨越了传统消化池技术实践的两个重要障碍。而且相对而言,这套系统的能量消耗比较低,尤其是如果用结冰-融解过程分离矿物质和水的过程效果很好的话,就可以利用大自然母亲所提供的天然过程来实现污水处理。
这套系统的另一个优点在于最终产品,- 养分含量12-8-8的肥料,- 这不是一种机会产品,这样的肥料很好卖。以往用动物粪便来生产增殖产品的方法多针对机会市场,这些方法只适用于小型猪场,如果养猪业普遍采用这些方法,市场会很快饱和,最终产品的价格就会大幅跌落。
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来源:互联网
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