畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)探討

福建省將樂縣環(huán)保局 張譽華

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畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)探討

福建省將樂縣環(huán)保局 張譽華

針對福建省畜禽養(yǎng)殖廢水污染日益嚴重的現(xiàn)狀，介紹了畜禽養(yǎng)殖廢水的特征及危害，提出了廢水處理的基本方法和步驟，為我省畜禽養(yǎng)殖廢水的處理提供借鑒。

畜禽廢水 處理技術(shù) 生態(tài)安全

近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推進，規(guī)?；?、集約化的畜禽養(yǎng)殖業(yè)得以迅猛發(fā)展，成為我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟的重要組成部分。但是禽畜養(yǎng)殖業(yè)大力發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題也日益嚴重，它不僅影響經(jīng)濟發(fā)展，而且還危及生態(tài)安全，已成為人們普遍關(guān)注的社會問題。目前，我國每年約產(chǎn)生畜禽糞便45億噸，其化學需氧量（COD）遠遠超過我國工業(yè)廢水和生活污水之和[1]。畜禽養(yǎng)殖污染已成為繼工業(yè)污染、生活污染之后的第三大污染源，成為我省農(nóng)村污染的主要原因之一。因此，為有效減少畜禽養(yǎng)殖廢水對環(huán)境的污染，保證我省畜禽養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展，因地制宜地研究開發(fā)畜禽廢水高效、低成本、資源化利用的技術(shù)和與養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)有機結(jié)合的生態(tài)處理利用技術(shù)是非常必要的。

1 畜禽養(yǎng)殖廢水的特征及危害

養(yǎng)殖場廢水，主要由尿液、飼料殘渣、夾雜糞便及圈舍沖洗水組成，其中沖洗水及尿液占了絕大部分。未經(jīng)處理的畜禽廢水含有大量的有機污染物以及N、P等營養(yǎng)物質(zhì)，污染負荷高。若直接排入江、河、湖，廢水中的大量有機物質(zhì)進入水體后，將大量消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)臭，最終導(dǎo)致水生生物的大量死亡；廢水中的N、P會使水體富營養(yǎng)化，造成硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度過高，人畜若長期飲用會引起中毒。同時水體有毒成分增多，水質(zhì)惡化，也將導(dǎo)致水生生物的大量死亡，從而嚴重地破壞水體生態(tài)平衡。未經(jīng)處理的廢水直接、連續(xù)、過量的排入農(nóng)田，可能導(dǎo)致土壤空氣堵塞，造成土壤透氣、透水性下降及板結(jié)、鹽化，嚴重影響土壤質(zhì)量和農(nóng)作物的生長，如引起作物徒長、返青、倒伏，使產(chǎn)量大大降低，推遲成熟期，影響后期作物的生長等。廢水中的殘留獸藥進入環(huán)境，可能轉(zhuǎn)化為環(huán)境激素或環(huán)境激素的前體物，直接破壞生態(tài)環(huán)境并威脅人類的身體健康；廢水中的大量病原微生物、寄生蟲卵一旦進入環(huán)境，不僅直接威脅畜禽自身的安全，還會嚴重危害人體健康，造成人、畜傳染病的蔓延，導(dǎo)致疫情發(fā)生，給人畜帶來災(zāi)難性危害[2－5]。

2 畜禽養(yǎng)殖廢水處理的基本方法

畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法有物理法、化學法、生物法。但畜禽養(yǎng)殖廢水屬于排量大，溫度低，廢水中固液混雜，纖維含量、有機物含量高，固形物體積較小，很難進行分離的有機廢水。同時沖洗時間相對集中，使得處理過程無法連續(xù)進行。廢水中的COD、BOD 等指標嚴重超標，懸浮物量大，氮磷含量豐富且不易去除，單純采用物理、化學或者生物處理方法都很難達到排放要求，需要使用多種處理方法相結(jié)合的工藝，致使廢水處理的投資和運行費用過高。而養(yǎng)殖業(yè)屬于微利行業(yè)，在自然風險和市場經(jīng)濟雙重壓力的前提下，養(yǎng)殖場不可能投入很多資金用于處理廢水，造成在全國范圍內(nèi)的養(yǎng)殖場廢水處理率很低。因此，探尋一種投資少、運行費用低和處理高效的養(yǎng)殖廢水處理方法已成為解決養(yǎng)殖業(yè)污染的關(guān)鍵所在。本文根據(jù)畜禽廢水的特點和利用途徑，提出了一套基本的處理方法，以供大家參考。

2.1 預(yù)處理

從養(yǎng)殖場出來的糞污水顆粒物和懸浮物的濃度較高，如果直接進入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，容易引起設(shè)備的堵塞和損壞等。此外在厭氧消化處理前進行預(yù)處理，也能增加厭氧消化運轉(zhuǎn)的可靠性，減小厭氧反應(yīng)器的尺寸及所需的停留時間，降低設(shè)施投資并提高 COD的去除效率。預(yù)處理的方式主要有：格柵、篩濾、沉淀、氣浮、絮凝、水解酸化等。目前，我國已有較成熟的預(yù)處理技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備，其設(shè)備類型主要有篩網(wǎng)式、臥式離心機、壓濾機以及水力旋流器、旋轉(zhuǎn)錐形篩和離心盤式分離機等。格柵、水力篩、沉淀和氣浮都能去除廢水中的懸浮物，但各有優(yōu)缺點。北京大興種豬場采用格柵、初沉池等工藝，對污水中的懸浮物、顆粒物等的去除率達到了60％～80％。

預(yù)處理部分的水解酸化主要是去除了污水中的一部分有機物，使糞污水中的大分子結(jié)構(gòu)的有機物降解為已降解的小分子結(jié)構(gòu)有機物。糞污水經(jīng)過水解酸化處理，水中有機物不但在數(shù)量上發(fā)生了很大變化，而且在理化性質(zhì)上發(fā)生了變化，使得其更適宜后續(xù)的好氧處理。此外，通過酸化池可使廢水中殘余獸藥中的抗菌素失去效用，防止抗菌素來抑制生物處理中的微生物。

2.2 厭氧處理

由于養(yǎng)殖業(yè)廢水屬于高有機物濃度、高N、P含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水。厭氧處理過程不需要氧，不受傳氧能力的限制，具有較高的有機物負荷潛力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分進行有機物降解，因此成為畜禽養(yǎng)殖場糞污處理中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。采用厭氧消化工藝可在較低的運行成本下有效地去除大量的可溶性有機物，COD去除率達85％~90％，而且能殺死傳染病菌，有利于養(yǎng)殖場的防疫。厭氧處理常用的方法有：完全混合式厭氧消化器、厭氧接觸反應(yīng)器、厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧流化床、升流式固體反應(yīng)器等。近年來，沼氣池發(fā)酵處理這種厭氧生物處理技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于養(yǎng)殖場廢物處理中。污水經(jīng)沼氣池厭氧處理后，污染物濃度大大降低但還未達到排放標準，可以作為水肥資源回用于農(nóng)田，可以轉(zhuǎn)入下一步繼續(xù)處理，直到達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》要求為止。沼氣處理還可以有效地減少養(yǎng)殖場向大氣中排放溫室氣體——甲烷，通過沼氣池收集的沼氣還可用于生活、圈舍保溫等。

2.3 好氧處理

養(yǎng)殖廢水經(jīng)預(yù)處理和厭氧處理后，雖然懸浮物、有機物溶度有很大程度的下降，但仍未達到國家有關(guān)排放標準。此外經(jīng)過前面處理后，廢水中的氨氮上升，如果不加以去除、直接排放到水中，就會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化。好氧處理是指利用好氧微生物處理養(yǎng)殖廢水的一種工藝，其基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機物，同時合成自身細胞。在好氧處理中，可生物降解的有機物最終可被完全氧化為簡單的無機物。好氧生物處理法可分為天然好氧處理和人工好氧處理兩大類。

天然好氧生物處理法是利用天然的水體和土壤中的微生物來凈化廢水的方法，主要有氧化塘(溝)、人工濕地凈化等。沼氣池排出的污水被引入氧化塘(溝)，并在塘(溝)內(nèi)停留較長時間，用于進行水的儲存和進一步的生化處理。塘中種植了水生植物，如水葫蘆、蘆葦和姜花等，進行有機物的進一步降解，形成一個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。在復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中利用植物的氧化、分解作用降解廢水中的有機物和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。處理后的廢水可直接用于林木和農(nóng)田的灌溉，實現(xiàn)了水的資源化利用。氧化塘(溝)處理具有簡單、經(jīng)濟、凈化效果好的特點，塘內(nèi)種植的水生植物可作飼料或綠肥。但是氧化塘(溝)處理技術(shù)受場地、溫度、季節(jié)等自然條件的限制比較大。人工濕地凈化起作用的主要是植物、基質(zhì)和微生物。當污水流入凈化池后，污水中比較大的顆粒會被植物的根和莖以及基質(zhì)表層阻擋，形成厚厚的像泥巴一樣的污垢。污水繼續(xù)向下滲透，由于植物根系的呼吸作用，可將大量的氧氣導(dǎo)入污水中，使好氧菌大量繁殖，從而將污水中的污染物吸收和降解。污水中的氧氣被好氧菌消耗完后，水流繼續(xù)向下滲透，經(jīng)厭氧菌的吸收、降解后，最終變成干凈的水排出池外。人工濕地凈化效果好、運行成本低、植物可收割利用，具有廣泛的應(yīng)用前景。如鄧仕槐等[6]采用的地系統(tǒng)約 300m2，其間設(shè)有來回曲折的溝渠，隴上主要是挺水植物系統(tǒng)如蘆葦、菖蒲，渠中主要是浮水植物系統(tǒng)如鳳眼蓮、水燭。整個廢水處理工程 COD 和 BOD 的去除率都達到了99％，且氨氮的去除率為 98％，處理效果較好。

人工好氧生物處理是采取人工強化供氧以提高好氧微生物活力的廢水處理方法。該方法主要有活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、序批式活性污泥法、厭氧／好氧、氧化溝法、間歇式排水延時曝氣、循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)、間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法等。人工好氧生物處理凈化效果穩(wěn)定可靠、除臭效果好，但投資大、運行成本高。

3 小結(jié)

畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法很多，具體采用某種方法，不僅要考慮這種處理方法在技術(shù)上的優(yōu)勢，還要考慮該方法的投資、日常運行費用和操作是否方便等問題。由于畜禽廢水的污染成分復(fù)雜，采用單一的處理方法很難達到排放要求。為了做好畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治工作，實現(xiàn)廢水回收再利用，減少廢水的排放和化學物質(zhì)對環(huán)境的輸入，使污染減輕到最低限度，有效保護和改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，促進畜禽養(yǎng)殖環(huán)境與經(jīng)濟的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，建議可以采用預(yù)處理——厭氧處理——好氧處理相結(jié)合的治理方法，使養(yǎng)殖廢水達到排放標準。

[1] 冷庚,但德忠. 畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)及其應(yīng)用進展[J].四川環(huán)境,2009,28（1）:68-72.

[2] 秦偉,郭曦.畜禽養(yǎng)殖場廢水處理初探[J].四川農(nóng)機,2006,（1）:35-37.

[3] 王克科,趙穎,江傳杰.畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理方法[J].河南畜牧獸醫(yī),2005,26(6):15-17.

[4] 劉志勇.禽畜養(yǎng)殖廢水的處理技術(shù)[J].廣東化工,2009,36(7):170-173.

[5] 于金蓮.畜禽養(yǎng)殖廢水處理方法探討[J].給水排水,2000,26(9):44-47.

[6] 鄧仕槐,李遠偉,鄭仁宏,等.畜禽養(yǎng)殖廢水的混合處理工藝[J].環(huán)境工程,2006,24(4):29-33.