組合工藝在畜禽養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用

蔣文勇,高 艷,韓紅東

（重慶市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院,重慶 401147）

一般來說，傳統(tǒng)的畜禽養(yǎng)殖廢水處理采用還田利用和自然處理模式。畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢水含有大量污染物質(zhì)，如果直接隨雨水沖刷進(jìn)入江河，會(huì)嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦乃|(zhì)。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，合理有效的畜禽養(yǎng)殖廢水處理已經(jīng)成為了研究的重點(diǎn)對(duì)象。

1 畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生廢水的特征

畜禽養(yǎng)殖的廢水主要由畜禽尿液、糞便、飼料殘?jiān)痛罅繘_洗水組成，畜禽糞尿中含有氨、磷以及一些水溶性有機(jī)物，沖洗水主要來源于對(duì)圈欄沖洗、畜禽的淋洗等。畜禽養(yǎng)殖的廢水中含有大量畜禽的毛發(fā)、糞便以及未食用完的飼料，并具有強(qiáng)烈的腥臭味，懸浮物的有機(jī)物含量也很高，例如COD、BOD、NH-N等在水中的含量都非常高。除此之外，畜禽養(yǎng)殖廢水中含有的大量病原微生物和寄生蟲卵，容易腐敗，顏色深，臭味濃，會(huì)消耗水中溶解氧，很容易造成疾病的感染，整體污染負(fù)荷較高[1]。

2 畜禽養(yǎng)殖廢水排放的現(xiàn)狀及危害

綜合交通運(yùn)輸、畜禽養(yǎng)殖地所需占地面積等多方面因素，大多數(shù)人在選擇建設(shè)地址時(shí)會(huì)選擇城市的近郊區(qū)。但是城市近郊區(qū)的土地使用面積一般都相對(duì)較少，這樣大量的畜禽廢水就無法得到有效處理，除此之外，由于相關(guān)部門對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水管理的重視程度不夠，從而導(dǎo)致畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)隨意排放廢水的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。

未經(jīng)處理的畜禽廢水中含有大量的有機(jī)污染物、N和P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果直接排入江、河、湖中，會(huì)大量消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致水體發(fā)臭，最后導(dǎo)致水生生物大量死亡，嚴(yán)重破壞水體生態(tài)平衡。如果直接排入農(nóng)田，可能導(dǎo)致土壤中空氣堵塞，嚴(yán)重影響到土壤質(zhì)量和農(nóng)作物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致作物出現(xiàn)徒長(zhǎng)、返青、倒伏等現(xiàn)象，影響作物后期的生長(zhǎng)和產(chǎn)量等。而未經(jīng)處理的畜禽廢水中的N和P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被直接排出，會(huì)造成水體中硝酸鹽和亞硝酸鹽的濃度過高，長(zhǎng)期飲用此水會(huì)引起中毒。除此之外，廢水中的大量病原微生物、寄生蟲卵一旦被直接排入環(huán)境，不但會(huì)直接威脅到畜禽自身的安全，還會(huì)隨著食物鏈的傳播而影響到人體的健康。

3 畜禽養(yǎng)殖廢水常用處理工藝

因?yàn)樾笄蒺B(yǎng)殖廢水含有大量污染物質(zhì)，對(duì)環(huán)境會(huì)造成巨大的影響，因此采取有效措施處理畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢水勢(shì)在必行。由于傳統(tǒng)的畜禽養(yǎng)殖廢水處理模式受土地等自然條件因素的限制較多，而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高效的養(yǎng)殖廢水處理工藝自然就取代了傳統(tǒng)的畜禽養(yǎng)殖廢水處理方式，并成為研究的重點(diǎn)。厭氧處理工藝是養(yǎng)殖廢水處理工藝的主要工藝，其包括厭氧濾池（AF）、厭氧擋板反應(yīng)器（ABR）、完全混合式厭氧反應(yīng)器（CSTR)等，具有能處理高濃度畜禽養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)。盡管厭氧處理工藝已經(jīng)具有很多的優(yōu)勢(shì)，但在對(duì)N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除方面還有一定的局限性，而好氧生物工藝在N、P等物質(zhì)的去除中具有較大的優(yōu)勢(shì)，雖然能夠稍稍彌補(bǔ)厭氧工藝的局限性，但其設(shè)備成本和耗能較高。因此，在畜禽養(yǎng)殖廢水處理時(shí)通常會(huì)采用組合工藝[2]。

4 畜禽養(yǎng)殖廢水處理的一般工藝流程

畜禽養(yǎng)殖廢水一般要先通過一、二級(jí)振動(dòng)篩和混凝沉淀設(shè)備，去除絕大部分有機(jī)物質(zhì)，再通過厭氧將其轉(zhuǎn)化為沼氣，而設(shè)備產(chǎn)生的泥渣會(huì)作為有機(jī)肥料，再次被投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，分離出的廢水則會(huì)經(jīng)過二沉池泥水分離后用于農(nóng)灌還田。而對(duì)于畜禽養(yǎng)殖廢水中產(chǎn)生的沼氣，通過脫水處理后放入氣柜中儲(chǔ)存，所產(chǎn)生的沼氣可用于附近居民生活用氣和畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的發(fā)電機(jī)發(fā)電能量來源。

5 組合工藝在畜禽養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用

為了對(duì)畜禽養(yǎng)殖的廢水進(jìn)行高效處理，根據(jù)組合工藝應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出了一種 “畜禽養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)”，使規(guī)?；男笄蒺B(yǎng)殖廢水處理達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)直接排放。在前面渣液分離的基礎(chǔ)上，“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒的養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)”等工序的處理，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的回收再利用，使畜禽養(yǎng)殖廢水最終達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，且整個(gè)組合工藝廢水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)處理后的水質(zhì)穩(wěn)定。

5.1 組合工藝在畜禽養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

在四川某種豬養(yǎng)殖場(chǎng)，種豬保有量為2400頭，每天產(chǎn)生污水約60 t，畜禽養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，畜禽養(yǎng)殖形成的廢水最先進(jìn)入集水池，在集水池中，廢水處理后得到初步的沉淀，除去了廢水中質(zhì)量及體積較大的糞便，之后經(jīng)過污水提升處理裝置處理后進(jìn)入粗格柵池，在進(jìn)入粗格柵池之后，在其內(nèi)部回轉(zhuǎn)式粗格柵的作用下，將畜禽養(yǎng)殖廢水中的較大漂浮物進(jìn)行了初步處理。廢水中加混凝劑進(jìn)入混凝沉渣池，在充分與混凝劑接觸后，實(shí)現(xiàn)了污泥與廢水的有效分離，同時(shí)在混凝沉渣池中，在固液分離裝置進(jìn)一步作用下將廢水中的懸浮物進(jìn)行分離[3]。

通過“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒”的組合工藝來處理畜禽養(yǎng)殖廢水方式。進(jìn)入U(xiǎn)ASB+水解酸化+好氧之后的畜禽養(yǎng)殖廢水，通過組合工藝中的微生物將水中的可溶性小分子固體有機(jī)物完全氧化為二氧化碳和水分子，同時(shí)將水中的氨和氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，從而達(dá)到除去氨氮的目的。而去除氨氮的廢水，經(jīng)過MBR工藝后提高將要排放的畜禽養(yǎng)殖廢水的清澈度，生化指標(biāo)可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 18918-2002》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。在畜禽養(yǎng)殖廢水的排放前，經(jīng)消毒池的二氧化氯消毒裝置對(duì)廢水進(jìn)行消毒，將水中的細(xì)菌、病毒等去除，后回用于場(chǎng)地沖洗、圈舍降溫，節(jié)約了水資源。項(xiàng)目在穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月后，經(jīng)多次檢測(cè)出水指標(biāo)COD≤50 mg/L、NH3-N≤8 mg/L、TP≤1 mg/L，均能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 18918-2002》一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 “UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒畜禽養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)”的運(yùn)行效果

通過實(shí)踐運(yùn)行結(jié)果顯示，經(jīng)過“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒畜禽養(yǎng)殖廢水處理系統(tǒng)”試驗(yàn)裝置，畜禽養(yǎng)殖廢水處理的效果十分顯著，且整個(gè)組合工藝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，處理廢水的水質(zhì)穩(wěn)定。廢水在經(jīng)過“固液分離+UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒”的組合工藝的作用后，出水指標(biāo)完全能夠達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，總?cè)コ矢哌_(dá)99%以上，證實(shí)了該組合處理工藝的有效性?？傊摻M合工藝在經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行，整體效果較為客觀，穩(wěn)定性強(qiáng)、便于管理，具有推廣價(jià)值。

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，養(yǎng)殖廢水的排放量也會(huì)不斷增加，如何科學(xué)處理養(yǎng)殖廢水已經(jīng)成為當(dāng)前需要思考和解決的重要問題。而相比于傳統(tǒng)處理工藝，組合工藝能夠更加有效解決畜禽養(yǎng)殖廢水的處理問題，另外還具有穩(wěn)定性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、處理效率高等一系列優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)今社會(huì)的畜禽養(yǎng)殖中具有極強(qiáng)的利用價(jià)值?？偠灾?，畜禽養(yǎng)殖廢水的處理不但要做到無害化，而且要實(shí)現(xiàn)資源化、能源化的最大利用，使處理廢水的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效循環(huán)運(yùn)作，推動(dòng)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。