規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展

摘 要：針對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展及其帶來的日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，該文在介紹了規(guī)?；B(yǎng)殖的概念和我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖總體情況的基礎(chǔ)上，概述了規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水帶來的環(huán)境危害，并對(duì)國內(nèi)外規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明：根據(jù)畜禽養(yǎng)殖廢水的水質(zhì)水量和處理要求的不同，對(duì)高CODCr、高NH3-N、高SS的畜禽養(yǎng)殖廢水，一般采用固液分離+多級(jí)組合的厭氧+好氧處理工藝；再根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)的不同和場(chǎng)地限制，選擇是否進(jìn)行深度處理及處理工藝 。

關(guān)鍵詞：規(guī)?；B(yǎng)殖 畜禽養(yǎng)殖廢水 處理技術(shù) 研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)：X70 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2015）08（b）-0144-02

Abstract：Fast-developing of livestock and poultry cultivation industry has brought seriously environment pollution. This paper introduced the concept and general conditions of intensification cultivation in China， summarized the environmental impact of the wastewater and analyzed the treatment methods at home and abroad. The results showed that， according to the high concentration of CODCr、NH3-N and SS of the wastewater， solid-liquid separation+ combined multi-anaerobic/aerobic processed were adopted usually. Advanced treatment and related processes were restricted by discharge standard and land limitation.

Key Words：Intensification Cultivation； Livestock and Poultry Wastewater； Treatment Technology； Study Progress

近年來，隨著人民生活水平的快速提高，對(duì)畜禽產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量的需求也不斷提高，使畜禽養(yǎng)殖業(yè)由過去的家庭小型養(yǎng)殖向集約化規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)展。然而，畜禽養(yǎng)殖污染治理并沒有跟上規(guī)?；B(yǎng)殖快速發(fā)展的步伐，隨之而來的就是過分集中的糞尿和沖洗水大量增加，給生態(tài)環(huán)境帶來極大壓力，對(duì)公共衛(wèi)生形成極大威脅。據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局對(duì)全國23個(gè)?。▍^(qū)）、市規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染狀況調(diào)查表明，畜禽糞便產(chǎn)生量為工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍，畜禽糞便化學(xué)需氧量（COD）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國工業(yè)廢水和生活污水化學(xué)需氧量排放量之和[1]。隨著人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和公共衛(wèi)生的關(guān)注度提高，畜禽養(yǎng)殖污染已成為各方高度重視的問題。

1 我國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)概況

國家環(huán)?？偩郑ìF(xiàn)環(huán)保部）于2000年對(duì)全國規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)集中的23個(gè)地區(qū)進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查對(duì)象是存欄數(shù)為200頭以上的養(yǎng)豬場(chǎng)、40頭以上的奶牛場(chǎng)、80頭以上的肉牛場(chǎng)、2000只以上的養(yǎng)雞場(chǎng)、1000只以上的養(yǎng)鴨場(chǎng)或養(yǎng)鵝場(chǎng)。調(diào)查結(jié)果表明，全國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量為35814個(gè)，其中養(yǎng)豬場(chǎng)9653個(gè)，占27%；養(yǎng)雞場(chǎng)201602個(gè)，占56%；養(yǎng)牛場(chǎng)1367個(gè)，占4%；養(yǎng)鴨場(chǎng)和養(yǎng)鵝場(chǎng)4634個(gè)，占13%。

此后，2001年發(fā)布并實(shí)施的《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）[2]中對(duì)集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，即規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)，進(jìn)行了定義。2009年發(fā)布并實(shí)施的《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ479-2009）[3]中對(duì)集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的規(guī)模進(jìn)行了確定。集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)是指在較小的場(chǎng)地內(nèi)，投入較多的生產(chǎn)資料和勞動(dòng)，采用新的工藝與技術(shù)措施，進(jìn)行精心管理的飼養(yǎng)方式。我國指存欄數(shù)為300頭以上的養(yǎng)豬場(chǎng)、50頭以上的奶牛場(chǎng)、100頭以上的肉牛場(chǎng)、4000羽以上的養(yǎng)雞場(chǎng)、2000羽以上的養(yǎng)鴨場(chǎng)或養(yǎng)鵝場(chǎng)。

2 規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖廢水來源及特性

畜禽養(yǎng)殖廢水主要由畜禽尿液、沖洗水（主要有圈舍沖糞水、飲槽沖洗水、地面沖洗水）和少量工人生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的廢水組成。

廢水的產(chǎn)生量和水質(zhì)又因養(yǎng)殖種類、品種、生長期、飼料、生產(chǎn)方式和管理水平等因素的不同而存在較大差異。對(duì)于養(yǎng)殖種類、品種和規(guī)模相似的養(yǎng)殖場(chǎng)來說，不同的清糞方式對(duì)廢水的產(chǎn)量和水質(zhì)有很大影響。在干清糞、水泡糞、水沖糞三種清糞工藝中，干清糞方式的養(yǎng)殖場(chǎng)廢水產(chǎn)生量最少、水中污染物濃度最低。不同清糞工藝的養(yǎng)豬場(chǎng)污水水質(zhì)和水量比較。（見表1）[4]

由表1水質(zhì)可見，畜禽養(yǎng)殖廢水是典型的高濃度有機(jī)廢水，水量大，廢水中固液混雜。尤其是水沖清糞工藝產(chǎn)生的污水排水量最大，可達(dá)干清糞工藝排水量的3倍；污染物濃度高，是干清糞工藝的2倍；沖洗時(shí)間相對(duì)集中，對(duì)水處理設(shè)施造成沖擊負(fù)荷最大。因此，采用干清糞工藝能有效減少廢水的產(chǎn)生量，降低廢水中污染物濃度。

3 我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水危害

畜禽養(yǎng)殖廢水具有高CODCr、高NH3-N、高SS的特點(diǎn)，規(guī)?；男笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水量大且集中，如不經(jīng)處理直接排放到環(huán)境或回用農(nóng)田，將會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境、破壞生態(tài)，并且這種影響將是持續(xù)的甚至是不可修復(fù)的。

3.1 對(duì)水體造成污染

畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水，直接進(jìn)入地表水體，廢水中有機(jī)物分解將消耗大量溶解氧，使水體發(fā)臭；大量懸浮物使水體渾濁，限制水生生物的正?；顒?dòng)；大量的氮、磷造成水體富營養(yǎng)化；從而改變水生生物的種類，破壞生物鏈，破壞水體生態(tài)平衡。由于廢水的淋溶性極強(qiáng)，極易通過地表徑流或土壤滲入地下，污染地下水，使地下水失去飲用和灌溉功能，而且地下水污染治理恢復(fù)難度極大。

3.2 對(duì)土壤及作物造成污染

未經(jīng)任何處理的養(yǎng)殖廢水直接、連續(xù)、過量的以肥料形式投入土壤，會(huì)超過土壤本身的自凈能力，有機(jī)物過量積累會(huì)使土壤呈強(qiáng)還原性，影響作物根系生長；大量無機(jī)鹽和重金屬在土壤中積累會(huì)引起土壤板結(jié)，肥力下降，土壤生態(tài)環(huán)境破壞，土壤質(zhì)量降低。

3.3 對(duì)大氣造成污染

畜禽養(yǎng)殖廢水的惡臭成分復(fù)雜，含有大量硫化氫、氨、醇、甲烷等200多種有機(jī)惡臭物質(zhì)，這些氣體可刺激人畜呼吸道，引起呼吸道疾病及導(dǎo)致畜禽生產(chǎn)力下降。

3.4 對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響

畜禽養(yǎng)殖廢水中含有大量的致病菌和寄生蟲卵，直接進(jìn)入水體或農(nóng)田，將導(dǎo)致蚊蠅滋生、病菌泛濫、誘發(fā)疾病，尤其會(huì)導(dǎo)致流行病的傳播，嚴(yán)重危害人畜健康。

4 國外規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理技術(shù)

在美國，厭氧塘曾被廣泛用于處理和儲(chǔ)存封閉養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的液態(tài)糞污，但是厭氧塘技術(shù)在氨氮、惡臭、病原菌的排放和造成水質(zhì)惡化等方面對(duì)環(huán)境和健康的影響受到關(guān)注。2000年6月，北卡羅來納州成立了由政府-企業(yè)-院校為框架的機(jī)構(gòu)，開發(fā)并示范應(yīng)用廢物管理的優(yōu)勢(shì)技術(shù)（EST）。要求開發(fā)的優(yōu)勢(shì)技術(shù)必須是專業(yè)的、可操作的、經(jīng)濟(jì)可行的，并能滿足相關(guān)的五項(xiàng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。2006年3月，對(duì)提出的18項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，其中5項(xiàng)能滿足EST要求，4項(xiàng)采用堆肥、厭氧消化或氣化的方法處理離心脫水后的糞便固體，1項(xiàng)采用固體分離、硝化/反硝化、除磷工藝實(shí)際處理液體糞污。鑒于實(shí)際的處理技術(shù)滿足EST五項(xiàng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，且顯著減少成本，2006—2008年北卡羅來納州對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、實(shí)施并示范應(yīng)用于另一農(nóng)場(chǎng)（5145頭豬）。二代技術(shù)在一代技術(shù)的基礎(chǔ)上減少了項(xiàng)目的建設(shè)、維護(hù)和運(yùn)營費(fèi)用。在對(duì)農(nóng)場(chǎng)糞污（5145頭豬產(chǎn)生的）處理中，懸浮物、氨氮、磷、銅鋅、惡臭、病原體去除率分別達(dá)到98%、97%、95%、99%、99.9%、99.99%。成本僅為一代技術(shù)的1/3[5]。

在歐洲，歐洲委員會(huì)于1991年首次提出硝酸鹽管理?xiàng)l例，以解決畜類養(yǎng)殖糞便排放對(duì)土壤氮負(fù)荷的影響，進(jìn)而對(duì)地表水和地下水資源的影響。在過去的30多年中，氨氮?dú)怏w排放成為歐洲主要關(guān)注的問題，首先是因?yàn)榘钡獨(dú)怏w的排放，代表著有價(jià)值的營養(yǎng)物的流失；其次是因?yàn)檫@種氣體會(huì)造成富營養(yǎng)化和酸雨等不良影響。畜類養(yǎng)殖糞便處理技術(shù)，從解決惡臭或氨氣排放和提供更靈活的土地?cái)U(kuò)展途徑方面，起到了管理作用。這些處理主要基于生物技術(shù)和物理技術(shù)，并可能使用化學(xué)添加劑。已經(jīng)用于大型養(yǎng)殖農(nóng)場(chǎng)的技術(shù)為：固體分離堆肥，厭氧消化和曝氣。同時(shí)，在畜類養(yǎng)殖糞便土地處理前要求進(jìn)行有效的廢物收集和儲(chǔ)存，以減少后續(xù)處理的堵塞和方便輸送。有些實(shí)例中，有機(jī)廢物厭氧消化發(fā)電會(huì)得到溢價(jià)形式的獎(jiǎng)勵(lì)，進(jìn)而鼓勵(lì)畜類養(yǎng)殖農(nóng)場(chǎng)采用一系列處理措施[6]。

5 國內(nèi)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理技術(shù)

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染問題的加劇，人們環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)和國家環(huán)境管理力度的加大，畜禽養(yǎng)殖業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范陸續(xù)出臺(tái)，污染治理的技術(shù)和方法得到逐步完善。

2001年5月開始國家先后發(fā)布實(shí)施了《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》《畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)規(guī)范》HJ/T81-2001、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18596-2001、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》HJ497-2009、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)政策》。

各種畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法也被逐漸開發(fā)并應(yīng)用。目前普遍采用的方法包括自然處理、工業(yè)化處理及二者結(jié)合的處理方法。其中自然處理由于占地大、處理效率低，受季節(jié)變化影響大，存在二次污染等限制因素，很少單獨(dú)使用。在工業(yè)化處理方法中，多為各種工藝組合的方式，而且多數(shù)為養(yǎng)豬廢水處理，養(yǎng)雞、鴨、鵝和養(yǎng)牛廢水處理較少。

對(duì)于養(yǎng)豬廢水，預(yù)處理通常采用多種固液分離方法組合的工藝，二級(jí)處理通常采用厭氧+好氧相結(jié)合的工藝，深度處理根據(jù)出水要求選用人工濕地或氧化塘等自然處理工藝。如徐曉云等[7]報(bào)道江西某牧業(yè)有限公司（8000頭豬）養(yǎng)豬廢水采用固液分離機(jī)+反切式細(xì)格柵+平流沉淀+厭氧+好氧+水解酸化+好氧+人工濕地+氧化塘的處理工藝，處理出水達(dá)到達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）。其中預(yù)處理采用了三種固液分離措施，二級(jí)處理采用了多級(jí)厭氧+好氧工藝的組合，深度處理采用人工濕地串聯(lián)氧化塘。張之浩[8]報(bào)道某生豬生產(chǎn)基地（2萬頭豬）廢水處理改造后采用格柵+預(yù)沉池+初沉池+產(chǎn)沼氣池+一級(jí)好氧+厭氧+二級(jí)好氧+連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)（CCAS）工藝，處理出水達(dá)到達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）。溫志良等[9]報(bào)道某養(yǎng)豬場(chǎng)（約7500頭豬）廢水處理采用粗格柵+固液分離機(jī)+沉淀池+UASB+缺氧+活性污泥+生物接觸氧化+生物炭濾池+砂濾工藝，出水達(dá)到廣東省地方排放標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放極限值》（DB44/26-2001）第二時(shí)段的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于養(yǎng)牛廢水，由于清糞方式、廢水的產(chǎn)生方式、水質(zhì)水量與養(yǎng)豬廢水相似，處理工藝也相似，一般采用固液分離預(yù)處理、厭氧+好氧組合二級(jí)處理、氧化塘等深度處理工藝。如王彥欣等[10]報(bào)道江西某有機(jī)牧場(chǎng)養(yǎng)殖奶牛（1000頭奶牛）廢水處理采用固液分離機(jī)+除渣池+厭氧消化+UASB+SBR+生物氧化塘工藝，處理出水達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）。

對(duì)于養(yǎng)雞、鴨、鵝養(yǎng)殖場(chǎng)，目前所見報(bào)道一般采用干清糞后再?zèng)_洗的生產(chǎn)工藝，因此廢水產(chǎn)量相對(duì)較小、污染物濃度相對(duì)較低，因此處理工藝也相對(duì)簡單，一般出水多農(nóng)用。如薛嘉等[11]報(bào)道攀枝花市某養(yǎng)雞場(chǎng)（存欄7萬只雞）清除雞糞后的廢水，采用格柵+沼氣池+氧化塘+人工濕地+蓄水池/二級(jí)氧化塘工藝，處理出水達(dá)到農(nóng)用水標(biāo)準(zhǔn)，用于農(nóng)田灌溉。祖波等[12]報(bào)道重慶市某種、肉鴨基地（存欄7萬只鴨）人工清除鴨糞等固態(tài)物后，廢水采用格柵+固液分離+沼氣發(fā)酵+沼液池+生態(tài)魚塘工藝，處理出水達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18920—2002）。

6 結(jié)語

根據(jù)國內(nèi)外針對(duì)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理的實(shí)例，可以看出：對(duì)于高COD、高NH3-N、高SS的畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水，采用何種處理工藝主要取決于原廢水的水質(zhì)水量和出水水質(zhì)要求。原水濃度高或出水要求高的，處理工藝就復(fù)雜，反之則相對(duì)簡單。而原廢水的水質(zhì)水量又與清糞方式有很大關(guān)系，即干清糞方式廢水量小，污染物濃度相對(duì)較低；水沖糞方式廢水量大，污染物濃度相對(duì)較高；水泡糞方式廢水量相對(duì)較大，污染物濃度高。針對(duì)廢水高SS（尤其是干清糞方式的廢水）的特點(diǎn)，一般需要在預(yù)處理階段采用多種固液分離方式后才能進(jìn)行二級(jí)處理。針對(duì)廢水高COD的特點(diǎn)，一般先采用厭氧法將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，部分轉(zhuǎn)化為甲烷氣體后，再采用好氧法進(jìn)一步將小分子有機(jī)物分解為CO2和H2O。針對(duì)廢水高NH3-N的特點(diǎn)，一般采用好氧、厭氧交替的方法使NH3-N經(jīng)過硝化和反硝化最終以N2形式排出。因此二級(jí)處理采用多級(jí)組合的厭氧+好氧工藝。最后，根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)的不同和場(chǎng)地限制，選擇是否進(jìn)行深度處理及處理工藝。

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