畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理探究

徐社力

（廣州通普環(huán)保工程有限公司 廣東廣州 510380）

引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，肉類的需求量一直攀升，為了更好的生產(chǎn)肉類食品，養(yǎng)殖的規(guī)?；?、集約化程度也越來(lái)越高，隨著新冠肺炎疫情的出現(xiàn)，出現(xiàn)了多個(gè)進(jìn)口冷凍肉食品攜帶病毒的案例，再加上其他國(guó)際因素，我國(guó)提出的擴(kuò)大內(nèi)需和加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)的政策激勵(lì)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)也已經(jīng)出現(xiàn)了投資加大的積極影響。相較于傳統(tǒng)的散養(yǎng)式畜禽養(yǎng)殖來(lái)說(shuō)，集約化養(yǎng)殖所形成的效率以及質(zhì)量會(huì)更高。但與此同時(shí)，養(yǎng)殖場(chǎng)所形成的廢水量也在不斷擴(kuò)大，會(huì)對(duì)環(huán)境造成無(wú)法忽視的影響。

1 我國(guó)畜禽養(yǎng)殖廢水污染及防治

作為全球最大的畜禽生產(chǎn)國(guó)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)體量，以及市場(chǎng)供給能力的顯著提升，不論是在推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，還是從整體上提升人民生活水平上發(fā)揮的積極作用都是不容忽視的。但在此過(guò)程中，不得不承認(rèn)的是，畜禽養(yǎng)殖帶來(lái)的污染問(wèn)題也更加顯著。結(jié)合《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》[1]來(lái)看，我國(guó)不論是畜禽養(yǎng)殖糞污上的排放量，還是化學(xué)需氧量的排放都非常高，在農(nóng)業(yè)污染源排放總量中占據(jù)的比例高達(dá)百分之九十六，且排放的畜禽養(yǎng)殖糞污，有大約一半都未給予有效處理、合理利用，給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的不利影響越來(lái)越大。

畜禽養(yǎng)殖的污染隨著規(guī)模化養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，體現(xiàn)在養(yǎng)殖廢水的處理方法不當(dāng)，在早期是用分散養(yǎng)殖的經(jīng)驗(yàn)處理，后期又忽視了養(yǎng)殖廢水的資源屬性，單純用污染治理的思路進(jìn)行治理，不但效果不好，而且造成了極大的浪費(fèi)。

2 畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的危害

2.1 對(duì)水環(huán)境的影響

養(yǎng)殖業(yè)廢水中包含大量的動(dòng)物排泄物，食物殘?jiān)?，由于?guī)?；B(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，很多未完全消化的植物纖維、蛋白質(zhì)也進(jìn)入廢水，這類物質(zhì)在廢水中繼續(xù)分解，形成了養(yǎng)殖廢水高濃度且難降解的特點(diǎn)。同時(shí)，廢水也會(huì)攜帶一定的病原體、抗生素等對(duì)水體微生物有害的物質(zhì)。如果不通過(guò)合理的處理而直接排入水環(huán)境，必然會(huì)對(duì)納污水體和地下水造成污染。

從養(yǎng)殖廢水的污染特點(diǎn)分析，由于廢水以有機(jī)污染和氨氮、總磷等污染物為主要特征，極易對(duì)納污水體形成富營(yíng)養(yǎng)化污染，導(dǎo)致水體發(fā)臭水體有毒，破壞水生生物的生活系統(tǒng)。隨著地表水與地下水的交換，進(jìn)而對(duì)地下水水質(zhì)造成污染。在我國(guó)很多地區(qū)，地下水還是主要的飲用水源。如若水中存在廢水病原體，長(zhǎng)期飲用的話，對(duì)于人體自然也會(huì)造成危害。

2.2 對(duì)農(nóng)田及作物的影響

利用養(yǎng)殖廢物作為種植業(yè)的肥料來(lái)源，是數(shù)千年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成功經(jīng)驗(yàn)，但隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，特別是集約化養(yǎng)殖過(guò)程產(chǎn)生的廢水、糞、尿等廢物量較大的情況下，如果不能采取一定的預(yù)處理措施，廢水中的氮，磷，鉀等多種化學(xué)成分在過(guò)量輸入農(nóng)田的情況下，則不但不能轉(zhuǎn)換成肥料被植物吸收，而且會(huì)直接變成破壞農(nóng)田的有害物質(zhì)，造成農(nóng)田鹽分蓄積形成板結(jié)。除此之外，廢水直接為一些昆蟲(chóng)或病毒提供優(yōu)渥的生長(zhǎng)環(huán)境，導(dǎo)致病蟲(chóng)害問(wèn)題的出現(xiàn)，直接影響農(nóng)作物的生產(chǎn)質(zhì)量。并且，很多養(yǎng)殖場(chǎng)會(huì)應(yīng)用專業(yè)的獸藥，殘余藥品會(huì)直接處理到廢水中。如果這部分廢水被用于農(nóng)田，進(jìn)而進(jìn)入人類的食物鏈，所造成的后果無(wú)法估算。

3 畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理的措施

由于養(yǎng)殖廢水具有廢水量大，固形物含量高且可生化性較好的特點(diǎn)，污水處理工藝也隨著環(huán)保政策的改變進(jìn)行了多次調(diào)整，總體來(lái)講，其工藝包括兩大部分：預(yù)處理和后續(xù)處理，其中后續(xù)處理經(jīng)歷了直接還田利用、生化處理、綜合利用等變化。

3.1 廢水預(yù)處理

在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的廢水中，包含大量的動(dòng)物排泄物以及飼料殘?jiān)?，所以整體廢水的懸浮物濃度相對(duì)較高。雖然懸浮物濃度與化學(xué)需氧量等污染物之間具有直接的聯(lián)系。但養(yǎng)殖廢水中的懸浮物以動(dòng)物排泄物和未充分消化的飼料為主，如不進(jìn)行預(yù)處理，在廢水處理過(guò)程不但大大延長(zhǎng)廢水停留時(shí)間，而且其中的氮、磷元素又增加了廢水處理成本，進(jìn)而影響到后續(xù)的處理結(jié)果。所以在對(duì)廢水進(jìn)行處理時(shí)，對(duì)其中的懸浮物單獨(dú)通過(guò)固液分離預(yù)處理，將廢水內(nèi)部的懸浮物分離，從根本上降低廢水污染物負(fù)荷。

常規(guī)的預(yù)處理工藝，主要是通過(guò)固液分離和沼氣池，將廢水中的固形物和難降解的物質(zhì)盡可能去除，并進(jìn)行一定的沼氣利用。從經(jīng)濟(jì)投入方面考慮，固液分離裝置大多采用多級(jí)豎流式沉淀池。固液分離的固形物和沼渣采用堆肥的方式進(jìn)一步處理和利用。

采用多級(jí)沉淀進(jìn)行固液分離預(yù)處理，不但有效去除廢水中不溶性的固形物，而且可將其中的氮、磷元素去除40%左右，大大降低后續(xù)生化處理壓力。根據(jù)實(shí)測(cè)，經(jīng)過(guò)固液分離和沼氣池處理后，出水的水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 養(yǎng)殖廢水固液分離和沼氣池處理情況（單位：mg/L）

利用固液分離和沼氣系統(tǒng)處理后，項(xiàng)目廢水中污染物濃度大大降低，而且沼氣池厭氧反應(yīng)過(guò)程中，產(chǎn)酸過(guò)程的厭氧顆粒污泥通過(guò)在顆粒污泥厭氧微生物的吸附作用，可以破壞菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，直接殺死糞大腸菌、蛔蟲(chóng)卵等生物，因此，沼氣池裝置出水中，糞大腸菌群和蛔蟲(chóng)卵即可低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 后續(xù)處理

（1）還田處理。還田處理養(yǎng)殖廢水無(wú)疑是最經(jīng)濟(jì)的，養(yǎng)殖廢水中動(dòng)物排泄的糞尿較多，施用農(nóng)田可以有效增加農(nóng)田土地的養(yǎng)分，打造完整的植物生態(tài)系統(tǒng)[2]。并且，這些廢棄物的有效應(yīng)用也可降低對(duì)外界環(huán)境的消極影響，促使整體資源達(dá)到最大化的利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的良性發(fā)展循環(huán)，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)效益。但隨著養(yǎng)殖規(guī)模的集約化程度越高，還田處理存在很多不利的因素。養(yǎng)殖廢水的還田利用，不但受農(nóng)灌期或施肥期的限制，需要考慮雨季和非施肥季節(jié)的儲(chǔ)存問(wèn)題。而且養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物分解較慢，需要通過(guò)大量的土地利用和輪流使用，實(shí)現(xiàn)廢物的充分利用。根據(jù)了解，目前廣東部分地區(qū)出臺(tái)的控制要求，提出了按照每頭豬至少2.5 畝的林地作為消納用地，但隨著集約化養(yǎng)殖規(guī)模越來(lái)越大，這種依靠土地規(guī)模解決養(yǎng)殖廢水污染問(wèn)題的方法無(wú)法適應(yīng)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。不規(guī)范的還田利用，廢水中的氮元素與土壤中的金屬形成硝酸鹽沉淀，直接影響到土壤的質(zhì)量，在雨季又使大量的有機(jī)物隨著雨水的沖刷，形成了大面積的農(nóng)業(yè)面源污染。

（2）生化處理。為了解決養(yǎng)殖廢水污染問(wèn)題，各地在2000 年前后，逐漸轉(zhuǎn)向借鑒工業(yè)廢水的工藝，對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理。從各地的實(shí)踐來(lái)看，工藝路線基本為厭氧+好氧，又由于考慮對(duì)氮、磷的去除，增加了生物濾池或人工濕地等工序[3]。結(jié)合深圳光明農(nóng)場(chǎng)育種中心對(duì)養(yǎng)殖廢水的治理經(jīng)驗(yàn)，兩級(jí)生化處理后的水質(zhì)情況，見(jiàn)表2。

表2 養(yǎng)殖廢水二級(jí)生化處理后的水質(zhì)情況

養(yǎng)殖廢水的可生化性較好，經(jīng)過(guò)生化處理能滿足農(nóng)灌用水指標(biāo)，仍達(dá)不到排放要求。在不具備魚(yú)塘和農(nóng)灌利用的區(qū)域，又提出了深度處理的要求[4]。但深度處理采用曝氣生物濾池等能夠脫氮除磷等工藝，一般的廢水處理費(fèi)用約在3～4 元左右，一家3萬(wàn)頭規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng)，其年運(yùn)行費(fèi)用約在100 萬(wàn)元左右，已經(jīng)無(wú)利可圖。用污染治理的手段對(duì)待養(yǎng)殖廢水，不僅效果差費(fèi)用高、最終也達(dá)不到環(huán)保要求，而且使得本是肥料資源的糞水成了污染物。這種加大企業(yè)投入?yún)s不能解決環(huán)境污染問(wèn)題的做法，造成了大量的小型養(yǎng)殖企業(yè)停產(chǎn)倒閉，造成了肉類食品價(jià)格急劇上漲，影響到了人民的生活。

（3）綜合利用。2017 年2 月，中共中央、國(guó)務(wù)院將畜禽養(yǎng)殖污染防治工作列入中央一號(hào)文件，強(qiáng)調(diào)要充分重視起農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)，聯(lián)系實(shí)際情況，采取有效措施集中處理畜禽糞便；2017 年6月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2017〕48 號(hào)），強(qiáng)調(diào)要整合現(xiàn)有技術(shù)措施，努力實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用。2019 年9 月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部共同組織了關(guān)于怎樣對(duì)畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)劃定和管理做出進(jìn)一步規(guī)范。以此來(lái)逐漸構(gòu)建出可以體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展理念的種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)新格局，實(shí)現(xiàn)糞污資源的有效利用，是保障我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展所不可忽視的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。解決養(yǎng)殖廢水污染的前提在于區(qū)域農(nóng)業(yè)種植的基礎(chǔ)，目前最大的問(wèn)題是養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的分離，規(guī)?；s化的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展與零散的種植業(yè)無(wú)法形成相匹配的消納能力。養(yǎng)殖廢水等廢棄物通過(guò)規(guī)?；B(yǎng)殖和堆肥技術(shù)，可以迅速形成液肥、復(fù)合肥等多種肥料的生產(chǎn)加工能力，可以大大緩解我國(guó)農(nóng)田化肥施用量過(guò)高，土壤肥力減退的困境。但目前種植業(yè)目前尚未形成集約化生產(chǎn)規(guī)模，而且養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)之間也無(wú)有效的溝通渠道，雖然許多養(yǎng)殖企業(yè)投資建設(shè)了配套的肥料生產(chǎn)系統(tǒng)，但生產(chǎn)出的產(chǎn)品不一定滿足區(qū)域的種植業(yè)要求，產(chǎn)品銷售不暢形成了場(chǎng)內(nèi)堆置，加上存放過(guò)程太長(zhǎng)又損失了肥效，最終會(huì)影響到養(yǎng)殖企業(yè)生產(chǎn)肥料。

結(jié)語(yǔ)

綜合以上，養(yǎng)殖廢水處理不但是養(yǎng)殖企業(yè)的環(huán)保治理問(wèn)題，而且與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土壤生態(tài)修復(fù)有聯(lián)系，隨著信息化技術(shù)的推廣，大區(qū)域、多行業(yè)聯(lián)合發(fā)展是解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。建議政府相關(guān)部門應(yīng)進(jìn)行多部門聯(lián)合，以資源綜合利用為主線，把養(yǎng)殖業(yè)的肥料加工與種植業(yè)肥料需求之間建立起順暢的信息通道，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以種定養(yǎng)、以種定肥，通過(guò)區(qū)域的種植業(yè)規(guī)模、需求確定養(yǎng)殖業(yè)的肥料生產(chǎn)規(guī)模和種類，力求最大程度的將養(yǎng)殖廢水和肥料通過(guò)資源化利用的手段消除其污染，滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念。