生物活性炭技术
生物活性炭技术（精选九篇）
生物活性炭技术 篇1
近年来开发了生物活性炭技术,很好地解决了活性炭易饱和的问题,促进了该技术在实际中的广泛应用。该技术在国外、尤其是日本,多年前已开始大量应用,在国内尚处于研究和实际应用的起步阶段。本文重点介绍生物活性炭技术的特点、原理及实际应用情况,为该技术在铁路水处理中的应用提供一定的参考。
1 特点与原理
1.1 特点
生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)技术利用活性炭对污染物的强吸附去除性能,保证了出水水质。同时利用活性炭具有的巨大比表面积及发达的孔隙结构,对水中溶解氧也具有的强吸附性能特征,将其作为生物载体,为微生物聚集和繁殖提供良好场所。利用微生物降解吸附到活性炭上的有机污染物,结果降低了活性炭的吸附负荷,增加了炭床达到“穿透”或“失效”时的通水倍数,延长了活性炭的使用周期,减少了活性炭的再生频率,从而降低了生产成本与能耗。
1.2 原理
对于BAC的净化机理目前还没有一种让大家全部接受的理论解释,其中较权威的有以下两种说法[1]:1)浓度梯度说法。活性炭吸附的有机物遍布其表层和内部的大、小、微孔中,由于大多数细菌的大小为103 nm,故细菌主要集中于炭颗粒的外表及邻近大孔中,而不能进入微孔中。细菌能直接将活性炭表面和大孔中吸附的有机物降解掉,从而使活性炭表面的有机物浓度相对降低,造成炭粒内存在一个由内向外减小的浓度梯度,有机物就会向活性炭表面扩散,可逆吸附的有机物因此被解析下来而被微生物利用。2)胞外酶说法。细胞分泌的胞外酶和因细胞解体而释放出的酶类(1 nm大小),能直接进入到活性炭的过渡孔和微孔中去,与孔隙内吸附的有机物作用,使其从原吸附位上解脱下来,并被活性炭表面上的细菌所分解,构成了吸附和降解的协同作用。
2 研究和应用现状
2.1 饮用水的深度处理
目前,欧洲应用BAC技术的水厂已发展到70个以上,我国上海的杨树浦[2]水厂和南市水厂于2002年10月开始也采用BAC技术处理原水,出厂水质各项指标均达到国际先进水平。国内外不少学者研究了应用BAC技术与其他技术相结合处理污染原水的方法,均表明对微染原水的处理非常有效。
国外代表性的净水处理工艺流程有如下四种:1)A型:原水→(前氯处理)→凝聚·沉淀→砂滤→颗粒活性炭→消毒。2)B型:原水→凝聚·沉淀→砂滤→臭氧处理→BAC→消毒。3)C型:原水→凝聚·沉淀→臭氧处理→BAC→砂滤→消毒。4)D型:原水→凝聚·沉淀→砂滤→臭氧处理→BAC→砂滤→消毒。
2.2 污水深度处理
国内外很多学者都对BAC污水处理技术进行了研究,Huiqi Duan等[3]研究了生物活性炭在滴滤池中对硫化氢气体的吸附和生物降解效应,研究表明在活性炭表面形成的生物膜加强了对吸附在活性炭表面的硫化氢的氧化作用。Alexander S.Sirotkin等[4]研究了用BAC技术处理含有合成表面活性剂的废水并指出生物再生率可达到20%～40%。杨基先等[5]利用分离、筛选、驯化的组合式工程菌,以固定化生物活性炭柱(BAC)过滤法对炼油厂含油废水进行处理,控制入水流量40 mL/min,接触时间20 min,试验结果显示效果十分显著。宋志文等[6]将分离筛选得到的甲醇降解菌固定在颗粒活性炭上,组成固定化生物活性炭反应系统,对其最佳运行条件和运行效果进行研究,试验表明处理效果明显好于其他3种树脂和单纯的活性炭吸附。
废水深度处理已成为污水处理发展的一个重要方向。深度处理要求废水在前期处理基础上,进一步去除其中的有机物、植物性营养盐和微量成分等,水中的污染物浓度整体不高。处理这种水是BAC技术的优势,国外已有大量的应用。BAC技术应用于废水的深度处理时,一般采用如下流程:1)常规二级生化处理出水→混凝→沉淀→过滤→BAC→消毒→出水。2)MBR出水→BAC→消毒→出水。
3 生物活性炭技术在铁路污水处理中的应用前景
1)铁路污水的特点:各个阶段所排污水水质有很大差异。因此铁路废水水质成分复杂,同时存在很多难降解物质。由于生物活性炭技术具有微生物和活性炭的叠加和协同作用。生物活性炭用于水处理时,可去除活性炭和微生物单独作用时不能去除的污染物,而且处理的效率也比二者单独作用高,这是由于微生物、活性炭和污染物之间相互作用的结果,并且活性炭的吸附及其颗粒表面的掩蔽作用,可以提高微生物对有机毒物和重金属的抵抗能力,从而提高处理的效率。因此在铁路水处理中应用生物活性炭技术有很大的优势。2)由于铁路分布广而分散,给水点多,量小而分散,大多数给水点无法采用城市自来水供水。更有一些偏僻的站点,由于种种原因采用槽车运水,饮用水水质很难保证,这需要进行二次深度处理。同时,铁路生产生活废水很难并入当地市政污水处理系统,因此大多采用自行处理的方式。相比较而言,铁路给排水水量小,因此给排水处理设施应以小型、紧凑的一体化处理设备为主,整体采用集成化工艺,出水直接达标。
4 生物活性炭技术的发展
目前BAC技术发展的主要方向有如下两个:
1)新型活性炭的开发。在20世纪60年代出现的活性炭纤维(Activated Carbon Fiber,ACF)以其吸附容量大、吸附和解吸速率快、再生条件温和等优点[9]得到迅速发展。开始出现了以活性炭纤维(ACF)代替颗粒活性炭(Granular Activated Carbon,GAC)的新型生物活性炭工艺。2)生物强化应用。生物强化技术(bioaugmentation)又称生物增强技术,是为了提高废水处理系统的处理能力和效果而向该系统中投加专项高效微生物菌种,以达到对某种或某一类有害物质的去除或某方面性能优化的目的,从而实现对目标污染物高效去除的方法[11,12,13,14]。
尹艳娥等[15]研究了固定化生物活性炭纤维小球处理苯酚废水,表明:1)以活性炭纤维为载体,以聚丙烯醇(PVA)为包埋剂制成了固定化生物活性炭纤维小球。活性炭纤维的加入大大提高了小球的强度,改善了其通透性,有利于小球成型。2)固定化生物活性炭纤维小球处理较高浓度含酚废水的效果明显好于生物活性炭,它兼具包埋法和吸附法的优点,抵抗苯酚毒性的能力强。
摘要：在总结生物活性炭(BAC)工艺处理污水的机理及应用研究现状基础上,介绍了国内外生物活性炭技术的典型处理工艺及其在国内外的应用,阐述了生物活性炭技术的发展和在铁路水处理中的应用方向及前景,最后指出在铁路水处理中应用生物活性炭技术有很大的优势。
生物活性炭技术 篇2
摘要：采用不同的筛选分离技术,从试验源水中分离出8株优势菌种,经过反复驯化培养,形成具有高效生物降解能力的`高活性菌群.利用高活性菌群,采用人工循环固定方式形成生物增强活性炭工艺,进行其长期运行效能的试验研究.实验结果表明,生物增强活性炭工艺能够有效去除微污染源水的各类有机物,处理效能显著高于常规工艺和臭氧化工艺.源水经生物增强活性炭工艺处理后,其对氨氮的平均去除率为58.34%,对CODMn的平均去除率43.5%,对UV254的平均去除率57.4%,对TOC的平均去除率40.2%.经过色质联机检验,水中的各类微量有机物的种类和含量均有了显著的降低.作 者：黄丽坤 王广智 李俊生 李伟光 HUANG Li-kun WANG Guang-zhi LI Jun-sheng LI Wei-guang 作者单位：黄丽坤,李俊生,HUANG Li-kun,LI Jun-sheng(哈尔滨商业大学,食品工程学院,哈尔滨,150076)
王广智,李伟光,WANG Guang-zhi,LI Wei-guang(哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,哈尔滨,150090)
期 刊：哈尔滨商业大学学报（自然科学版） ISTIC Journal：JOURNAL OF HARBIN UNIVERSITY OF COMMERCE(NATURAL SCIENCES EDITION) 年，卷(期)：, 24(4) 分类号：X52 关键词：高活性菌 生物增强 活性炭 深度处理 臭氧
浅谈臭氧-生物活性炭技术 篇3
1 臭氧-生物活性炭净水的基本原理
1.1 臭氧预氧化
臭氧能够初步氧化分解水中的一些简单的大分子有机物, 同时将难以生物降解的有机物氧化成小分子有机物, 提高其可生化性, 并且使其更容易被活性炭吸附。此外, 臭氧能分解成氧气, 为生物活性炭滤池中的好氧微生物提供氧气, 促进生物的氧化和硝化作用, 提高活性炭的使用寿命。
1.2 生物活性炭
活性炭具有比表面积大、高孔隙度的特性, 能够迅速吸附水中的溶解性有机物, 也能聚集水中大量的微生物。因此, 活性炭表面聚集的微生物能以这些溶解性有机物为营养源, 同时炭床中生长繁殖的大量好氧微生物吸附降解小分子有机物。这样便在活性炭表面形成了一层又有生物吸附和氧化降解双重作用的生物膜, 由此称其为生物活性炭。微生物和活性炭两者之间相互促进, 形成相对平衡态, 显著延长了活性炭的再生周期。
2 臭氧-生物活性炭技术发展及应用现状
臭氧—生物活性炭工艺始于20世纪70年代, 最早用于德国的杜塞尔多夫水厂[2]。但是实验结果表明, 滤后水中的平皿菌落数没有增高, 而活性炭滤池内仍有活性微生物。因此, 国内外许多研究学者对臭氧生物活性炭技术进行了更为深入的研究。
2.1 国外应用现状
1978年, 德国慕尼黑多奈水厂采用臭氧-生物活性炭技术改造了水处理的流程 (见图1) 。
实践证明, 应用这套工艺流程后, 出水中的溶解性有机碳相较从前减少了50%, 而且用预臭氧化代替预氯化工艺, 不会产生有机氯化物。此外, 出水中氨氮含量显著减少。
2.2 国内应用现状
臭氧-生物活性炭工艺在20世纪70年代传入我国, 并从80年代开始应用该项技术。中国石油前郭石化分公司水厂、大庆石化总厂、上海周家渡水厂等均采用了该工艺进行水处理。实践证明, 处理后的水质指标均达到国家现行饮用水标准, 特别是化学耗氧量CODMn值达到国际饮用水水质标准。
这些成功的实例, 都从一定的角度说明臭氧-生物活性炭技术有其发展优势[3,4], 具体表现在以下几个方面:
2.2.1
提高了出水水质, 水中溶解性有机物的去除效率得到提高。
2.2.2
臭氧提高了生物活性炭的吸附能力, 延长了活性炭的使用寿命, 减少了系统的运行费用。
2.2.3
水中的微生物氨可以将氨氮转化为硝酸盐, 因此降低了后氯化的投氯量, 减少了三卤甲烷等致癌物的生成量。
2.2.4
臭氧总投量比单独使用时少, 比单一使用臭氧或活性炭费用低且效果好。
3 臭氧-生物活性炭技术的研究前景
3.1
根据贺道红对经过生物预处理后的黄浦江上游原水进行的“常规处理+微曝气一生物活性炭”和“常规处理+臭氧一生物活性炭”两套工艺的对比研究可知:臭氧活性炭工艺能够有效提高出水水质, 对砂滤出水CODMn的平均去除率高于微曝气一生物活性炭;微曝气一生物活性炭对小分子有机物具有良好的去除效果, 而臭氧-生物活性炭组合工艺能够较好的互补去除不同分子量分布的有机物。
3.2
根据刘辉等对中试全流程生物氧化系统的实验结果[5]可知:对试验中的原水而言, 臭氧生物活性炭工艺与生物活性炭工艺有着基本相同的处理结果。在某些时间内生物活性炭的处理效果还稍优异一些, 因此建议不投加臭氧, 只采用生物活性炭工艺即可。
由以上两种不同的实验结果可知, 臭氧氧化预处理是否是生物活性炭的必要条件, 能否省略投加臭氧这一程序, 这应当根据原水水质综合考虑, 是一个值得探讨又有经济价值的问题。但该法还存在一定缺陷, 所以如何使该法趋于完善, 还需进行更深入的研究。
参考文献
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生物活性炭技术 篇4
——瑞然生物活性药肥
目前，我国已经是现在化农业时期，随着经济全球化的发展，我国的农业生产直接与经济挂钩，我国农产品进口、出口也会直接影响我国食品安全和粮食安全。人们的生活质量也随着经济的发展而日益提高，这使得市场对农作物产品的要求也越来越严格，不仅追求高产，而且还要高质量，农作物病虫害的防治也成为了我国农业生产上的一个重要问题。
一：我国农作物病虫害防治存在的问题
1、农民防治意识不强，防治措施落后
目前，我国大部分农民只注重也只依赖化学防治，而且在进行化学防治的过程中，有农民会出现错选药剂，没有及时的用药防治，在用药时把握不准计量，更或者是不能真确用药的现象，这些不当的防治手段不仅使防治效果得不到好的保证还会导致农作物被污染，产生危害。农民对农业、物理、生物等综合防治措施不能完全接受，认识不到位，有些农民甚至对一些先进的防治技术都不了解，更别说病虫害发生是有规律的，农民防治时只能简单地进行局部防治，这样的防治效果不高而且不彻底。
2、市场对农药管理欠妥
农药对于农作物而言就是一把双刃剑，它既有好的一面又有有害的一面。农作物发生重大的病虫灾害都需要农药来控制，农药可谓是农作物产量的基本保障，但是，农药本身就是有毒物质，所以在使用和
管理过程中稍有不慎就会对农作物产生危害，更可能污染环境。目前，我国的农药市场还存在这些弊端：一是农药经营户自身对农药认识不足，法制意识浅薄；二是农药的质量不高；三是市场上还有国家严禁使用的和限制使用的农药还在销售。
3、技术服务落后
在一些小的乡镇，政府对其提供的技术人员较少，服务手段比较滞后，农民有什么问题或者想法根本得不到满足，就算有些地方有技术人员，可是技术人员的素质也不高，技术水平也有待提高，同样不能满足农民对技术服务的需求。
这些问题中，提升防治手段是农作物病虫害防治的重中之重。一个先进的、有效的防治手段是防治工作的灵魂，而无公害防治技术就是这个灵魂，它是集化学、农业、物理和生物为一体的综合性防治技术。
二：无公害防治技术在农作物病虫害防治中的应用
1、化学方面
正确使用化学农药，严格规范化学防治措施，是无公害农作物生产的关键所在。在防治过程中，首先，我们要严格遵守国家的规章制度，不使用国家的禁药和谨慎使用国家的限药；同事要掌握好用药的最佳时期，这样就可避免多次用药或者是用药过量；对同一农作物不能同时使用多种化学药剂，应该交替使用，这样就可以有效的延缓农作物上病虫的抗药性、最后，农作物发生病虫害时，完全不使用农药的可能性不大，也不是很现实，可是我们要尽可能的选用一些无毒的或者
是毒性较弱的抗生素、杀虫剂等，尽量将化学农药带来的反面效果降到最低。
2、农业方面
在防治农作物病虫害之前，我们应该要选用一些品质优良的而且能够抵抗当地病虫的品种，这样就哪呢过从根本上减少病虫对农作物的危害，同时也减少了农药使用量，降低了环境的污染，这是最经济的也是最有效的一种防治手段。一块土地不适宜一直只种一种农作物，应该实行轮作制，这样就会减少土壤中的病虫；对于不同的农作物品种也要进行合理的浇灌等措施，在农作物生长过程中，要密切观察农作物的发展情况，须及时拔除病株，减少病源。
3、物理方面
病虫和农作物对温湿度、光照等的适应能力是不一样的，我们可以利用其特性进行防治。对于那些适应低温的病虫，我们可以用温水侵泡种植一段时间或者利用大棚，将温度调高，保持大棚关闭；又或者对于那些还未成形或未分散的病虫可以进行人工捕捉，再将其消灭。
4、生物方面
生物技术能够促进农药的改革，是研究开发新型农药的重要保障。生物技术就是利用对病原菌有抗体作用的蛋白加工成杀虫剂或者是其他的一些能够抑制防治病虫的药物。使用生物技术，对农作物而言无毒无害吗，对环境也没有污染，而且病虫不易产生抗药性。三：安徽瑞然生物药肥科技有限公司简介
安徽瑞然生物科技有限公司位于山清水秀的皖东南生态之城宁国。
瑞然生物是集生物药肥研发、生产和销售为一体的科技创新性企业。本公司产品是袁进总工经过10来年研发获得五项授权专利（专利号ZL2011 2 0235948.7、ZL2011 2 0209203.3、ZL2011 2 0209175.5、ZL2011 2 0209164.7、ZL2011 2 0209216.0）,运用多种天然植物源及有机质（黄腐酸）经微生物（光合菌群）发酵，由特定的加工工艺合成，具有双重功效而且无毒、无残留、无污染，是一种无公害、环保型的活性生物药肥。对棉花、水稻、小麦、蔬菜、茶叶、水果等农、林作物病虫害具有显著地防治作用，并具有促进农、林作物生长、催花保果的显著功效。是生产无毒、无公害、无污染的绿色、有机农产品的理想选择。
公司下设质量保证部，拥有一批农业大学毕业的中、高级职称研发人员和先进的检验仪器从而保证产品从原料入库、生产过程、成品检验的一贯性。拥有国内首家的生物药肥研究所，以公司总工程师袁进带领的研发团队，四大区域营销中心，十二家省级服务站全天候服务于广大用户。
生物活性炭技术 篇5
1 常规水处理工艺的局限性
给水处理的方法是根据水源水质以及用水对象对水质的要求而确定的。在逐渐认识到饮用水存在水质污染和危害的同时,人们也开始了长期不懈的饮用水净化技术的研究和应用,到20世纪初,已基本形成以混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒为主的常规处理工艺。该工艺至今仍被世界大多数国家所采用。但是随着水源水质的变化,常规饮用水处理工艺已越来越不能满足人们对水质的要求。从20世纪60年代以来,我国不少地区饮用水水源水质日益恶化,目前都难以达到地表水环境质量Ⅰ和Ⅱ类标准[3],且短期内难以根本好转。
目前我国自来水处理工艺95%以上是常规处理工艺,这种工艺以去除水中浊度、悬浮物、胶体、色度、微生物等为目的,它对水中有机物尤其是溶解性有机物去除能力很低。由于溶解性有机物的存在,不利于破坏胶体的稳定性而使常规处理工艺对原水浊度去除效果也明显下降,用增加混凝剂投量的方式来降低出水浊度,不仅提高了水处理成本,而且过量的混凝剂也会对人体的健康构成威胁。另外由于受到经济条件的限制,目前我国水厂大多采用液氯消毒,在水中含有腐殖酸和富里酸等有机物的情况下,氯会与其反应生成复杂的消毒副产物(DBPs),如三卤甲烷(TH M s)、卤代乙酸、卤代乙晴、三氯丙酮、氯化醛类、氯酚及其它有机卤代物,这些消毒副产物大多都被证实具有“三致”特性(致癌、致畸、致突变)。
2 臭氧氧化
臭氧是一种强氧化剂,它可以通过强氧化作用来分解污染物。臭氧技术的研究是从1886年起在法国开始的,最初它被用作饮用水的消毒剂。20世纪70年代,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,人们在传统水处理工艺的基础上采用新的手段,保证供水水质符合更加安全的饮用水标准,经过三十多年的研究和实践,臭氧氧化已成为饮用水深度净化的核心技术之一。
在饮用水处理中,臭氧氧化的作用包括:(1)将水中易降解的有机物彻底氧化分解为CO2和H2O,降低水中的有机物指标,如CO DMn等;(2)将水中难降解有机物,特别是产生消毒副产物的前驱物质,转化为可生物降解的小分子有机物,提高处理水的可生化性;(3)去除水中的致嗅物质,改善嗅和味;(4)去除水中溶解性铁和锰、亚硝酸盐、色度等污染物;(5)杀菌灭藻;(6)提高混凝处理效果,减少混凝剂的投加量;(7)增加水中的溶解氧,改善饮用水的口感。
在饮用水处理中由于受臭氧的投加量和接触时间的限制,不能把所有的有机物完全分解为CO2和H2O,只能部分氧化,形成可生物降解的小分子中间产物,使处理水的可生物降解性大大提高,如不加以进一步处理,容易引起水中残存的细菌和病毒的大量繁殖。另外,臭氧处理出水再进行加氯消毒时,臭氧氧化生成的中间产物更易于与氯反应,导致产生更多的三卤甲烷(TH M s)、卤代乙酸等消毒副产物(DBPs),使水的致突变活性增加。因此,在饮用水处理中,臭氧氧化很少单独使用,常与生物处理工艺联用,通过两者的协同作用,进行水的深度处理。
3 生物活性炭技术
3.1 普通生物活性炭技术
普通生物活性炭主要是通过原水中细菌附着在活性炭表面生长而演变形成的,是一个自然挂膜的过程。多年来人们在活性炭饮用水处理的应用实践中,发现活性炭表面极易于微生物生长繁殖,经过较长时间的运行,在活性炭上会形成稳定的微生物群体,随着研究的深入和应用的开展,人们逐渐发现生物活性炭可以同时发挥活性炭的物理吸附作用和微生物的生物降解作用,使活性炭再生周期和使用寿命得以延长[4]。因此在水处理过程中,有意识助长粒状活性炭表面好氧微生物的生长,去除可生物降解的有机物,以降低消毒副产物前体物的浓度和管网中细菌再生的潜能。
从普通活性炭到形成具有稳定去除效率的生物活性炭会受到许多因素的影响,如水中微生物的种类和数量、有机物的种类和数量、温度以及前处理工艺等,从而使得生物活性炭形成的时间存在很大差异。Glaze等人利用Cross湖水进行实验研究,在进行前臭氧处理的情况下,通水约五个月后,生物活性炭才能较好地去除有机物[5]。有研究人员在试验条件下,通过人为控制水温来考察活性炭生物膜的形成规律,证明了水温对生物活性炭的形成有很大影响。日本的海贺等研究认为冬季通水生物活性炭对不挥发性有机碳的去除率要达到20%～40%大约需要七个月,在水温较高的夏季进行通水达到同样的去除率大约需要三个月。总之,由新炭使用开始,到微生物生长,最终形成生物活性炭发挥生物降解作用的时间因水温、水中有机物种类和数量、细菌的种类和数量、反冲洗的方法和频率的不同而有很大差异。基于以上原因,使得普通生物活性炭的应用受到一定的限制。
3.2 生物增强活性炭技术
生物增强活性炭(Bioenhancem ent Activated Carbon,BEAC)技术是指从自然界中筛选、驯化具有降解有机物作用的细菌,并将其强化固定在活性炭载体上,从而增强对有机物的降解效能、提高降解速率的一种措施。其中筛选、驯化的菌群应为非致病菌,具有较强的抗氧化能力和很强的酶活性,在贫营养环境中可以很好地生长和繁殖。
该技术具有以下几个特点:
(1)充分发挥了生物降解和活性炭吸附的协同作用,使得生物活性炭能够快速有效地降解水中有机污染物。人工强化固定应用的微生物菌属是在相应的水体中,通过筛选、驯化后优选的菌株,因此能够有效地降解目标污染物。通过人工强化固定的方法,能够最大限度地提高活性炭上菌种的生物量,使固定的微生物菌群与活性炭结合更紧密,保证优势菌群的高活性,而且经过反复的贫营养和富营养交替驯化后的菌株适应环境和降解有机物的能力都大大增强。
(2)大大缩短生物活性炭形成并稳定运行所需要的时间,加快了生物活性炭系统的启动。通过人工强化固定的方法,可以在在短时间内使活性炭表面就生长、附着大量的微生物,保证处理系统内有较大的生物量,另外这些菌株对于目标污染物都具有较高的降解效率,所以可以很快使系统的运行效果趋于稳定。
(3)由于优势菌群显著的生物再生作用,使得活性炭的吸附能力可以均匀地释放,活性炭使用寿命大大延长,达到经济高效除污染的目的。优势菌分泌的具有较高活性的胞外酶和因细胞解体而释放出的酶类能直接进入活性炭过渡孔和微孔中,与孔隙内吸附的有机物作用,使其从原吸附位上解脱下来,并被活性炭表面上的优势菌所分解,构成了吸附和降解的协同作用,即BEAC具有双重功能[6]。
(4)生物增强活性炭具有较强的系统稳定性,固定化应用的菌株,经过反复的贫营养和富营养驯化后,适应环境的能力和利用有机污染物的能力都大大增强,使它们在与原水带入的其他菌的竞争中处于优势地位,由于其适应环境能力强,当外界环境发生变化时,优势菌群仍能使整个生态系统保持动态平衡,从根本上保证了整个工艺运行和处理效果的稳定性。
尽管生物增强活性炭技术具有以上众多优点,但是水源水中的有机物含量低,而且大多是难生物降解的有机物,微生物的生物降解特性在这样环境中很难充分发挥。
3.3 臭氧-生物增强活性炭联用技术
由于单纯的臭氧氧化或生物增强活性炭技术都存在缺陷,而将臭氧和生物增强活性炭技术联用,使臭氧与生物增强活性炭优势互补,已成为饮用水处理中非常有效的深度处理技术之一。该技术将臭氧氧化、活性炭吸附、微生物降解合为一体,对污染物具有高效去除作用。典型的臭氧-生物增强活性炭联用工艺如下图:
一方面臭氧可以将易降解的有机物完全氧化成CO2和H2O,降低了活性炭滤池的有机负荷,延长了活性炭的再生周期和使用寿命,降低了水处理费用。另一方面臭氧能够将难降解的有机物,如持久性有机污染物(POPs)、消毒副产物的前驱物质等,转化为可生物降解的中间产物,这些中间产物作为营养物质被活性碳上生长的微生物所利用。
活性炭作为载体为微生物的生长繁殖提供了良好的场所。另外活性炭通过其强大的吸附能力,可以吸附和富集经臭氧化后的中间产物,为活性炭上微生物的生长繁殖提供营养物质。
生物增强活性炭上的微生物由于经过筛选和反复的驯化,活性高,能够快速高效地降解活性炭上吸附的有机物,使得活性炭的吸附能力可以均匀地释放,其再生周期和使用寿命大大延长。
4 结论
臭氧-生物增强活性炭联用技术充分发挥了臭氧氧化、活性炭吸附和微生物降解三者的协同作用,能够有效地去除水源水中的有机污染物,特别是持久性有机污染物(PO Ps)和消毒副产物的前驱物质。该工艺既可以减少混凝剂的投加量,又能有效的降低消毒副产物的生成量,同时活性炭的再生周期和使用寿命都大大延长。在我国目前水源受到普遍污染,而人民群众对饮用水水质的要求不断提高的前提下,其作为一种经济、有效的深度处理技术,对于解决微污染水源水问题,保证饮用水供水安全有着重要的意义。
参考文献
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生物活性炭技术 篇6
关键词：生物活性炭 (BAC) ,含油污水,污水处理,反冲洗
“生物活性炭” (Biological Activated Carbon, BAC) 技术是20世纪70年代发展起来的去除水中有机污染物的一种新技术。目前已在污染水源净化、工业废水处理及污水再利用的工程中得到应用。近年来随着工业生产的快速增长和水资源的日益短缺, 一定程度上加快了污水深度处理技术的发展, 以粒状活性炭为填料对二级生化处理后的出水进行深度处理, 以其出水水质稳定可靠、无异味、处理成本低日益引起人们的广泛关注。
1 生物活性炭技术在废水处理及废水再利用工程中的应用
1.1 生物活性炭技术在小区中水回用处理中的应用
在日益紧张的用水趋势下, 小区生活污水经过二级生化处理后再进行深度处理, 满足于生活杂用水和小区景观补充用水、绿化用水等, 既有效减轻了污水排放对城市水体环境的污染影响, 又能节约大量的城市自来水。
在小区生活污水回用处理工程中, 选取生物活性炭和臭氧氧化消毒联用工艺作为深度处理工艺, 其具体处理工艺流程见图1。
运行结果表明该工艺具有很好的技术、经济优势, 操作管理简单可靠、运行效果稳定可靠等优点。通过活性炭和微生物的协同作用, 达到对可生物降解和难于生物降解有机物的高效去污处理, 可以保证出水色度和消除异味, 无需更换活性炭或对其进行物化再生。
1.2 生物活性炭技术在印染废水处理中的应用
对于染整类生产企业所排放的生产废水, 由于废水中含有一定量的染料、助剂及其他化学类物质, 具有废水色度高、CODCr含量高、难于生化处理等特点, 采用“酸化预处理+生化处理+絮凝过滤+生物活性炭”的综合处理流程, 染整类废水经过处理后基本可以达到生产回用水水质标准的要求。国内已有多家生产企业采用此种工艺, 运行结果表明, 生物活性炭用于生化后续处理, 可以保证出水色度、异味及有机耗氧物的稳定达标, 表现出了良好的应用前景。
1.3 生物活性炭技术在垃圾渗透液处理中的应用
受流动过程中诸多因素的影响, 渗滤液的性质包括物理因素、化学因素以及生物因素等在一个相当大的范围内变动。一般来说, 其pH值在4～9之间, COD在2 000 mg/L～62 000 mg/L的范围内, BOD5在60 mg/L～45 000 mg/L的范围内, 城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水, 若不加处理而直接排入环境, 会造成严重的环境污染。
通过采用生物活性炭技术与其他工艺进行联合, 可以有效去除垃圾渗透液中的难降解物质、色度和异味, 保证出水稳定可靠, 为污水达标处理提供有力的保障。
1.4 生物活性炭技术在含油污水处理中的应用
传统的含油污水处理技术多是以吸附、聚结、凝聚等物理化学处理方式为主, 近年来随着环境排放标准的逐步提高, 单纯的物理、化学处理技术仅能保证出水水质中油类物质的达标排放, 对于好氧类有机污染物却往往超标排放, 严重影响附近水域水质。同时由于多数企业所排放的含油废水具有水质、水量波动幅度大, 生化指标相对稳定且不太高, 如采取传统的生化处理工艺去除废水中的有机好氧物, 将带来一系列运行、管理、操作问题, 进而影响出水水质, 生物活性炭技术由于其独特的处理机理和稳定可靠的出水水质、灵活的启动方式而引起人们的日益关注。
2 生物活性炭技术在污水处理中的作用机理
2.1 生物活性炭的吸附机理
传统意义上活性炭吸咐作用的工序和机理主要是考虑到活性炭表面的大孔隙和巨大比表面积的吸附作用, 以及活性炭内部细孔内进行的吸附。生物活性炭过滤不仅利用了活性炭具有巨大表面吸附作用和各种基团的静电亲和力, 对水中残余物质进行进一步吸附, 而且利用生长在其上的微生物分解水中残余有机物, 更加保证了饮用水处理的彻底性, 大大降低了后续用氯气消毒产生消毒副产物的可能性, 增加了饮用水的生物稳定性。
试验结果表明[5], 活性炭对分子量在500～3 000的有机物有十分明显的去除效果, 去除率一般为70%～86.7%, 而对分子量小于500和大于3 000的有机物则达不到有效去除的效果。
2.2 生物氧化和活性炭吸附联合作用机理
生物活性炭技术可看作是物理吸附和生物降解的有机组合。吸附饱和的生物炭在不需要再生的情况下, 可利用其生物降解能力, 继续发挥控制污染物的作用, 这一点正是其他方法所不具备的。较之单独增设生物预处理工艺具有以下优点:1) 增加了水中溶解性有机物的去除效率, 提高了出水水质;2) 水中氨氮可以进一步转化为硝酸盐, 较传统处理工艺具有良好的脱氮能力;3) 对活性炭而言, 延长了活性炭的再生周期, 减少了运行费用。
2.3 影响生物活性炭去除有机物的因素
1) 滤速的影响。
随着停留时间的增加, CODCr和UV254的去除率有一定程度的提高, 但有机物去除率的增加并不与停留时间的增加成正比。试验表明, 当滤速为5 m/h时, 即炭层停留时间为12 min时, 生物活性炭—砂滤柱获得较为理想的去除效果。
2) 滤层深度的影响。
生物活性炭对CODCr的去除是微生物的生物氧化降解作用的结果, 因而与生物量沿滤层深度的分布密切相关。为了便于研究CODCr随滤柱深度的沿层去除情况, 比较了各取样口的CODCr去除率。
2.4 生物活性炭反冲方式的研究
反冲洗方式与相关参数直接影响BAC滤池的运行效果和成本。有研究表明, 采用单独水冲的滤池出水中生物可同化有机碳 (AOC) 和细菌量高于采用气水联合反冲的滤池, 而充分去除过量的生物膜是保证滤池成功运行的重要前提。
实际工程实践中可通过合理控制反冲洗参数, 保证处理过程的稳定性。如:控制反冲洗结束的指标为浊度达到3 NTU～5 NTU;两段式气水联合反冲洗可采用先以高强度空气擦洗, 再以微膨胀水漂洗的方式。适宜的气冲强度为11 L/ (m2·s) ～14 L/ (m2·s) 、历时为3 min～5 min, 水冲强度为8 L/ (m2·s) 、历时为5 min～7 min;合理控制炭床上表面与反冲废水排水槽间的高差, 实际应用中以1.5 m～2.0 m为宜。
3 结语
生物活性炭作为一项新型水处理技术, 由于科学技术的进步和水质指标的逐步提高, 随着新型填料——生物活性炭的应用, 使得该项技术无论是在源水处理或是废水处理工艺选择中都具有独特的技术优势。1) 增加了水中溶解性有机物的去除效率, 提高了出水水质。2) 水中氨氮可以进一步转化为硝酸盐, 从而减少了后氯化的投氯量, 对三卤甲烷的生成起到进一步的抑制作用。3) 对活性炭而言, 延长了活性炭的再生周期, 减少了运行费用。4) 对于生物活性炭的冲洗需采用较高的强度以利于较薄的生物膜的形成, 并可起到减少运行中阻力和保持微生物活性的作用。
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生物活性炭技术 篇7
技术特点
本课题对中药槲寄生中多糖的含量测定、提取工艺、分离纯化方法、单糖组成及结构进行了初步研究, 并测试了精制多糖的抗菌、抗氧化活性。通过单因素、正交试验法优化了提取条件, 确定了提取槲寄生多糖的最佳方法与工艺, 膜分离得槲寄生多糖组分VPS-Ⅰ (<10KD) 、Ⅱ (10~50KD) 、Ⅲ (>50KD) , 经DEAE-52离子交换色谱分离槲寄生多糖组分 (VPS-Ⅲ) 获得四种多糖, 即VPS-Ⅲ-A、VPS-Ⅲ-B、VPS-Ⅲ-C、VPS-Ⅲ-D。对VPS-Ⅲ-C采用Sephadex G-200凝胶色谱、UV、IR证实是一纯酸性多糖, TLC检测含有鼠李糖、葡萄糖、半乳糖。
产品用途
槲寄生多糖组分对OH有一定的清除效果, 对大肠杆菌有一定的抑菌效果。
单位:江苏科技大学科技服务部
地址:江苏省镇江市梦溪路2号
邮编:212003
生物活性炭技术 篇8
1 生物活性垫料清洁养猪技术的基本原理
生物活性垫料清洁养殖技术是以锯木、谷壳等有机物作为垫料, 在垫料中加入生物活性菌, 内含有高活性的有益菌群和微量元素及有益中草药, 诱导猪在圈舍内拱料觅食的天性, 由于猪的运动、翻拱和嚼食, 使猪粪尿与垫料进行及时混合, 在垫料中有益菌群的作用下, 对猪粪尿进行及时发酵、分解, 可长期保持栏舍内干爽清洁, 不需冲洗。可增加猪群的运动量和营养物质的吸收, 有利于免疫力的提高和肉质的改善。垫料可使用1年半上, 猪出栏后, 垫料可制成优质的有机肥, 真正实现生猪养殖无粪尿臭味排放, 免冲洗舍内清洁。
2 栏舍建造要求
2.1 新建猪舍
2.1.1
新建猪舍背风向阳, 地势干燥, 空气流通, 平坦宽阔, 土质坚实, 最好离居民区1公里以上。
2.1.2 猪舍式样, 分为单列式猪舍和双列式猪舍两种。
肥猪舍最好采用单列式猪舍, 母猪舍采用双列式猪舍。建成开敞卷帘通风式猪舍, 用卷帘和卷帘器控制。靠北面采用窗户结构。
2.1.3 猪舍基本结构主要由基础墙柱、屋顶、卷帘和垫料栏、取食台、饮水器、隔栏等部分构成。
基础墙柱:要求坚固、耐用, 一般为砖砌墙, 水泥勾缝, 高为3.5~3.8m以上。
屋顶:可采用钢结构或木屋架, 可盖彩钢板或机瓦, 应设隔热层。
垫料栏:分垫料池、取食台、饮水台三部分, 垫料池靠外侧, 用砖砌墙, 要求水泥勾缝, 高为1.2米, 靠外面设活动挡板, 宽度为2~3m, 便于出料和进料;栏舍为正方形, 大小一般为:肥猪舍以50~60m2为宜、保育舍以20~30m2为宜、后备母猪舍以20m2为宜, 产房为6~8m2为宜。取食台高为70cm, 宽1~1.2m, 用水泥固化, 水泥厚10cm。饮水台高为70cm, 宽30~40cm, 向外倾斜, 在饮水台上打一个孔, 将饮水流到墙外沟内, 防止猪饮水时溅出来回流到垫料中。饮水器安装在饮水台上方, 根据不同种类的栏舍分别安装在离饮水台15cm、25cm、35cm处, 按每15猪安装饮水器一个。
卷帘:由卷帘器和帘布组成, 长度为整栋猪舍长, 高度能遮盖严实, 并有适当余地, 便于冬季挡风保温。
围栏:用钢管焊成, 在垫料池活动挡板一面, 应设计为活动的, 可取出, 便于出料。
通风设备:猪舍应安装换气扇, 每100平方米安装两台直径1.2m的换气扇, 便于冬季空气对流和夏季降温。母猪舍夏季亦可采用湿帘降温。
2.2 旧猪舍改造
旧猪舍改造成零排放样猪舍:要求旧猪舍高度在2.8米以上, 每个栏舍的垫料池不得少于30平方米, 以正方形为宜。
3 垫料的配制及使用年限
3.1 垫料组成
垫料主要由锯末、谷壳、生物菌等部分组成,
3.2 配制方法
锯末50%+谷壳50%+生物菌 (1kg/m2) 充分混合均匀, 然后加水至40%~50%, 堆积并盖薄膜发酵7天左右, 发酵中心温度可达到50~60℃。再摊开至70~80cm厚度进猪。养猪后, 垫料要求长期保持70~80cm左右厚度。见图1。
3.3 发酵过程中正常情况
(1) 发酵2~3天后, 温度可达到40~50℃左右, 垫料在使用过程中要按制作流程充分混合均匀, 在发酵5~7后可温度可达到60℃以上。
(2) 发酵7~10天后, 将表层垫料翻到下面, 即可进猪。
(3) 垫料在高温季节发酵可达70℃, 发酵时间较短, 发酵7天左右即可进猪, 在低温季节温度为60℃左右属正常发酵温度, 发酵7~10天可进猪。
3.4 垫料正常使用的判断
(1) 中部温度在40~45℃之间
(2) 气味有酒香味;
(3) 在集中排泄区底部无积尿及氨味。
3.5 垫料的使用年限
垫料使用时间为1年半, 可正常饲养3~4批猪出栏。
4 垫料管理
4.1 生物活性垫料清洁养殖技术养猪入前时首先要打好疫苗, 进行一次全面驱虫工作。
4.2 生物活性垫料清洁养殖技术养猪后, 保持适当的饲养密度, 实行分阶段饲养7~30kg的小猪为2头/m2, 30~70kg的猪为1头/m2, 70kg以上的猪饲养密度为0.5头/m2。
4.3 猪关进后观察猪粪尿区分布情况, 每天将粪尿集中区域的垫料掩埋至干燥区30cm以下, 每天换个地方掩埋, 以此类推, 保证垫料池内各个地方养分均匀, 才能正常发酵分解。在湿度特别大的地方应及时与干地方的垫料混合均匀或适当加入新的锯末、谷壳各50%。整个垫料池隔3~4天将垫料全部深翻1次。
4.4 夏季猪舍卷帘和窗户通常敞开, 便于通风, 盛夏时节, 开启强制通风机, 垫料太干和盛夏季节 (12∶00~16∶00) 温度高时, 开启喷头间隙喷雾 (喷雾时间:中午12∶00喷雾2~3分钟, 下午16∶00~17∶00喷雾2~3分钟, 具体根据垫料湿度调整喷雾时间) , 达到防暑降温目的。冬季注意保温和适时通风, 在猪舍内空气不流通或有氨气味时适时开启通风机换气, 促进空气对流。
5 注意事项
5.1 严格控制饲养密度;
5.2 厚度:
垫料必须长期保持70~80cm厚度。垫料厚度不够时加入锯末、谷壳各50%。不需另外添加核心料。
5.3 通风:
保持良好通风, 夏季要求强制通风。
5.4 湿度:
严禁有生水流入垫料中, 长期保持冬季40%左右的湿度;夏季50%左右的湿度。
5.5 维护:
加强垫料管理, 每天应将集中排放区粪尿掩埋至干燥区。
5.6
坚持自繁自养, 严格猪群健康管理。
6 总结
生物活性垫料清洁养殖技术是一个新型养殖环保产业, 在实践应用中存在着很多不同的操作方法, 有很多养殖人员认为该技术养猪是一种“懒汉养猪法”。其实不然, 每一个新生事物的发展都需要具备一些必要条件, 只有在符合生物活性垫料清洁养殖栏舍的要求前提下, 保证垫料中的微生物营养源均匀、养殖密度适当、湿度合适, 然后再加强垫料管理和栏舍通风的条件, 才能养好猪。总之, 只有真正养好垫料才能养好生猪。
摘要：本文介绍了生物活性垫料清洁养殖技术的基本原理、栏舍建造要求、垫料配制、垫料管理、注意事项等问题, 并进行了相应的探讨。
关键词：生猪养殖,生物活性垫料,清洁,饲养管理
参考文献
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生物活性炭技术 篇9
湖南泰谷生物科技有限责任公司和湖南农业大学动物医学院共同主持的“多功能生物活性垫料零排放养猪及其配套技术研究”课题，在浏阳朝阳生物科技公司古港试验猪场和80多农户 (养猪场) 试验、推广应用近3年后，于2008年3月通过了湖南省科技厅组织的科技成果鉴定，该技术居国内同类技术领先水平。课题组自主研制多功能生物活性核心菌料，与锯末、谷壳按一定比例和湿度混合，制成生物活性垫料，生猪放养其上，产生的粪尿直接通过生物垫料发酵、分解、一年以后形成优质生物有机肥，真正做到养猪免冲洗、不清粪、无臭气，实现养猪省工、节能、减排和猪场废弃物资源化利用。同时该课题集成生物有机肥生产、标准化生猪饲养管理、生猪疫病防控、高效绿色饲料调配、零排放养猪生产工艺与小气候环境调控等先进技术的优化、组合、配套，实现养猪业的绿色、环保、可持续发展。现就该项技术的研究与应用情况总结如下：
1 研究概况
1.1 多功能生物活性垫料技术原理
1.1.1 本生物活性垫料快速化解猪粪尿的原理
通过研究发现，在自然状态下：猪粪便发酵要经历三个阶段：一是低温发酵阶段。此阶段是传统粪尿发酵的初期阶段，一般温度在30℃以下，高温菌不活跃，以厌氧发酵为主，猪粪便发酵分解速率低，酵解过程慢，且持续时间长，一般在20天以上，并伴有恶臭放出。二是中温发酵阶段。此阶段是猪粪便发酵的中期阶段，一般温度在30℃～40℃之间，厌氧发酵与好氧发酵并举。这一阶段由于温度升高，高温菌开始活跃，发酵速率加快，时间在20天左右，有臭气放出。三是高温阶段。此阶段是发酵的活跃阶段，一般温度在40℃以上，高温菌活跃，以好氧发酵为主。猪粪便发酵速率很高，酵解彻底，发酵时间较短，并无臭气排出。
项目技术核心原理是：通过在垫料中接种高温菌群和添加相应的营养物质，使垫料长期处于高温发酵阶段，猪粪尿一进入垫料中，便迅速被发酵、分解，同时，粪尿水分被蒸发，并且无恶臭排出。在栏舍中长期形成高活性的发酵床。
1.1.2 生物活性垫料固定猪粪尿重金属的原理
经过研究表明：重金属的危害性大小不完全取决于重金属总量多少，而取决于处于活化状态的重金属的多少，与其存在的状态密切相关。因此可通过加入对其有固定作用的物质。本课题通过试验，加入了重金属有强固定作用的凹凸棒土、硅藻土和砖红土等非金属矿物，一方面矿物本身层间孔隙和晶格对重金属离子有吸附和固定作用，尤其是二价的重金属离子：另一方面矿物与垫料中形成的腐殖质结合，形成吸附固定能力更强的腐殖质矿物胶体，将猪粪尿中重金属进行固定、钝化，变成不活跃的无效状态，从而降低了危害。
1.2 关键技术研究
1.2.1 耐高温核心菌群的选育
筛选出高活性的耐高温菌群，是本技术研究的核心技术之一。本课题组利用特殊物质高温发酵阶段核心产物，加入营养物质，在控温全自动培养机中进行逐渐升温培养，长时间处于交变温发酵过程中，混合培养，诱导变异和提纯复壮，筛选耐高温菌株，进行接种试验，观察效果，如此反复，筛选出了高活性的纤维素分解菌、腐殖质分解菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、放线菌等有益耐高温核心菌群。
1.2.2 耐高温核心菌料及生物活性垫料配方研究
耐高温核心菌群再通过培养、检验、提纯、复壮与扩繁等工艺流程，形成具备强大生物活性的耐高温核心菌料。为筛选最佳耐高温核心菌料配方、生物活性垫料配方和耐高温核心菌料加入量，经过大量的试验，根据多次测试的数据，最后锁定了效果好的四个耐高温核心菌群、初选四个垫料配方和四个梯度耐高温核心菌料加入量，采用正交试验方法，设计了3因素4水平的试验，统计处理的结果可知，四个耐高温核心菌料配方和垫料配方均十分理想，配方之间差异不显著，耐高温核心菌料加入量关系显著，因此，我们确定每立方生物活性垫料的耐高温核心菌料最佳加入量为1～2千克。
本课题研究设计的生物活性垫料可迅速降解或转化猪粪尿;垫料厚度由80～100cm降低至50～60cm，垫料发酵温度在24～72小时可达到50～70℃高温，并且垫料不需经过用鲜猪粪堆制处理，菌种无需通过饲料添加口服，比目前其它同类技术效率提高了一倍，减少垫料原料和菌种使用成本40%以上，且完全人工操作，简单易行。
1.2.3 生物活性垫料多功能的研究
当前，引进和推广的国内外发酵床养殖技术，在功能上只注重了对粪尿的发酵，功效比较单一。本课题研究的技术除在本土发酵菌种上有新的突破外，还加入矿物质、有益中草药和金属固定、钝化物质 (加入金属固定、钝化作用的凹凸棒土、硅藻土和砖红土和有杀虫、清洁垫料作用的艾蒿、松针、青蒿及海泡石等) ，可消除粪尿中重金属的危害，以免造成农业的第二次污染;并且由于猪只翻拱和嚼食，吸收有益营养物质，增加运动量，有利于提高猪体免疫力和改善猪肉品质，垫料由单一功能提升为多种功能。
1.3 生物活性垫料新技术与养猪先进技术的优化、组合及配套技术的研究
课题充分应用现代养猪新理论、新技术，将生物有机肥生产、标准化生猪饲养管理、生猪疫病防控、生物活性垫料养猪生产工艺与猪舍小气候环境调控等单项技术进行整合配套，将传统技术与创新技术进行优化、组装，取得了明显的协同效果。
1.4 多功能生物活性垫料主要技术特征
主要技术特征是：以锯末、谷壳各50%左右作为垫料的主要原料，在每立方米垫料中加入本课题研发的多功能核心菌料2千克 (内含有高活性的有益菌群、营养剂、粘土矿物及多种有益中草药) 。垫料保持50～60cm厚，50%左右湿度，每头猪保证1.2～1.5m2垫料空间。充分发挥猪在圈栏内拱料觅食的天性，由于猪酌运动、翻拱和嚼食，使猪粪尿与垫料进行及时混合，然后在垫料中有益高温发酵菌群的作用下，对猪粪尿进行即时发酵、分解和杀菌，可长期保持栏舍干爽洁净，气味清爽，不需冲洗，并增加运动量和吸收有益营养物质，有利于提高免疫力和肉质，垫料可使用一年以上，猪出栏后，垫料加工成优质生物有机肥，实现生猪养殖废弃物零排放。
2 多功能生物活性垫料在养猪生产中的应用
2.1 生物活性垫料养猪舍的建 (改) 造
2.1.1 猪舍的选址与布局
猪场场址远离集镇、交通要道和畜产品加工厂，地势高燥、水源清洁充足，运输方便，与周边环境互无干扰的地方。猪舍采用两点式分散布局，即繁殖区和生长育肥区分开。中大型规模猪场两点最好隔离1 000米以上.
2.1.2 垫料养猪舍
一般要求猪舍东西走向、座北朝南、采光和通风良好、排水畅通、南北敞开 (东西两头砌成半山墙，南北两侧砌墙墩，墩高3.8～4.0m，四周采用卷帘装置，以方便启闭) 。屋顶多用红瓦、高强度石棉瓦，下铺防雨层。
垫料养猪舍以单列式较好。每栋长度30～40m，总宽度为8m，净宽度在6.8m左右。走道设在北侧，宽1～1.2m。每间猪圈长6.8m左右，宽4m。猪圈内靠走道留1.2～1.5m水泥地面，作为猪只自由采食场所并安放食槽。在每栋猪舍的进门一头，留6平方米左右的堆拌间。自动饮水器设在猪栏圈的南侧，每栏圈设2～3个，距床面35cm左右，下设引水槽，将水引出栏外，以防止猪饮水时漏下的水弄湿生物垫料。食槽和饮水器设在猪栏圈南北两侧，猪只的频繁往返有利于猪粪与垫料的充分混合与发酵、分解。猪圈间隔栏高80cm左右，栏距10cm，多用砖混制成，靠走道一端栏圈用钢管制成。留一圈栏门，高80cm，宽70cm。
2.2 多功能生物活性垫料床的制作
垫料池深60cm，四周用砖块砌好，如果地势高燥，把土池底砸实即可。在池内填满生物活性垫料 (锯末50%，谷壳50%，每平方米垫料加多功能核心菌料1千克充分混合后，加清洁饮用水调节湿度到50%左右) 。新垫料床面高度略低于水泥采食地面为宜 (使用一段时间后，垫料床面会因猪只压实自动降低10cm左右) 。垫料床准备好在上面加盖纤维袋或薄膜促进自然发酵升温，一周后就可以铺平养猪。
2.3 生物活性垫料养猪技术要点
2.3.1 生物活性垫料养猪必须符合猪场生物安全条件
养猪生产的生物危害主要是表现在对生猪的健康危害，从引种、后备猪培育、配种、妊娠、分娩、哺乳、断奶、仔猪培育、生长育肥选种选育到商品猪或种猪上市，全过程中各个生产环节都存在致病源侵袭与感染的可能。危害生猪健康的致病源主要有细菌性和病毒性的微生物以及寄生虫，虫害、鼠害。严格按照《生物活性垫料养猪卫生防疫手册》操作，预防生猪感染疾病的条件是杜绝致病源的传入、改善饲养环境和加强健康管理。生物垫料舍进猪前先要驱除猪体内外的寄生虫和完成主要疫病的免疫，并经过猪瘟、蓝耳、伪狂犬、口蹄疫等主要病毒性疫病的抗体监测或病源检测，证明是健康的猪只。重视猪只的健康管理，定期进行健康监测：做好外环境的隔离、消毒工作，保证垫料养猪的安全生产。
2.3.2 生物活性垫料养猪必须有科学的饲养管理
饲养管理人员的操作 (如喂料，调栏舍、防疫治疗等) 对生猪生长的刺激以及气候环境、噪音等方面严格按《生物活性垫料养猪饲养管理技术操作规程》。
饲料原料符合卫生指标和无霉变毒素，配方设计科学，用优质、全价配合饲料供猪自由采食，少喂勤添，杜绝食槽饲料霉变和浪费。保证饮水清洁、充足，严防漏水入垫料池。
合理的饲养密度，单位面积饲养猪的头数过多，床的发酵状态就会降低，猪的粪尿难以迅速降解;饲养头数过少，猪舍的利用率不高。一般的饲养密度为1.5m2/头。同一批饲养猪的日龄、体重大小，要尽可能的整齐一致，以便于饲养管理和整栏全进全出。
2.3.3 生物活性垫料的日常管理
防暑降温，生物活性垫料猪舍，特别是育肥和种猪舍，在炎热的夏季采用开放式猪舍，科学利用自然通风和机械通风、湿帘-风机降温、高压微雾舍内降温等措施相结合，能够确保猪只安全度夏。
定期改变猪的排粪地点，猪会定点堆积排泄粪尿，必须人工定期将粪便翻到无粪便处。一段时间后，猪就会改变定点排泄的习惯。利用猪特别喜好拱翻的习性，由猪担负起发酵床粪便的翻埋工作。
生物活性垫料如有所减少，应适时添加谷壳和木屑予以补充，以确保生物垫料功能的正常发挥。饲养过程中，垫料内严禁使用化学消毒药物，以防影响微生物的活性。
3 应用效果
本技术的成熟度高，通过从湖南省技术监督局、湖南省微生物研究所的检测结果表明：生物活性垫料活菌量，重金属等技术性能达到了行业相关标准。在技术综合指标方面取得了较满意的效果。并在此期间，本技术在浏阳古港镇朝阳生物科技公司猪场 (存栏400头母猪) 试验示范3年;浏阳市古港镇、葛家镇等示范和推广该技术，已有80多养猪户使用3～4个生长育肥养殖周期;在长沙佳和农牧公司等三个规模猪场推广使用，普遍反映完全可以取代用传统地面养猪。栏舍洁净、气味清爽，生长育肥猪安全度夏、粪尿零排放、猪只生长性能充分发挥、节约饲料，节省人工和水电。大量养猪户 (场) 实践证明该技术的成熟度高，具有广泛的应用前景。
4 有待于进一步研究和解决的问题
4.1 本研究成果的有效实施与迅速推广，一方面需要养猪企业和养猪户自身认识的提高，养猪场 (户) 全员进行有关知识的培训，强化人们对其重要性的认识，来建立和实施良好操作规范;另一方面，本课题虽然贯穿垫料生产和养猪生产全过程，但目前与农林资源供应、绿色环保饲料生产、疫病防疫与监督、生猪收购与屠宰加工、无公害猪肉产品销售等方面还需要政府相关部门的统一协调。在这一项宏观的系统工程中，单纯依靠某个环节和某部门的工作，不能真正实现其目的，必须建立一系列的技术、规程、条例和保障体系。需要有政府有关部门和行业主管部门的积极引导和全社会的关注与参与，提供一个完善的公共服务体系和公平的市场竞争环境。
4.2 需要建立的生物垫料零排放养猪生产的技术服务体系，建立计算机“猪场生产与健康管理”档案，在猪场生物活性垫料菌种、原料、饲料原料、预混料、添加剂、种猪、饲养、运输，防疫等方面的全过程建立有完整的档案和准确的记录，一但发现不定期安全因素，有利于猪场可追溯和快速解决问题。
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