農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水污染及防治對策

楊燕敏

（信陽市生態(tài)環(huán)境局潢川分局 河南信陽 465150）

引言

近年來，隨著畜禽消費(fèi)需要的不斷增長，我國農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到了快速發(fā)展。但由此所產(chǎn)生的畜禽養(yǎng)殖廢水也呈現(xiàn)出大幅增長態(tài)勢。根據(jù)目前畜禽養(yǎng)殖規(guī)模來看，由畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場排放的糞便污染物進(jìn)入水體中，2017 年由此所產(chǎn)生的化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷分別高達(dá)604.83 萬噸、7.50 萬噸、37 萬噸和8.04 萬噸。根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》所公布的數(shù)據(jù)顯示，畜禽規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)廢水產(chǎn)生的COD 和氨氮占農(nóng)業(yè)面源COD、氨氮污染總量的93.76%、51.30%，占同期全國COD、氨氮排放量的46.67%、11.51%。可見，做好畜禽養(yǎng)殖廢水治理，對提升生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施背景下，在發(fā)展畜禽養(yǎng)殖業(yè)的同時，應(yīng)切實(shí)做好畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水污染防治，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與環(huán)保效益多贏、共贏。

1 農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水特點(diǎn)

與居民生活污水、工業(yè)廢水相比，畜禽養(yǎng)殖廢水突出表現(xiàn)在“三高”（有機(jī)物濃度高、色度高、氨氮高）、風(fēng)險污染物多，養(yǎng)殖廢水中還含有很高的有機(jī)磷等等，這些因素的存在，也加劇了畜禽養(yǎng)殖廢水資源化利用難度[1]。從某畜禽養(yǎng)殖廢水的實(shí)際監(jiān)測結(jié)果來看，畜禽養(yǎng)殖廢水中化學(xué)需氧量在2500-16500mg·L-1、氨氮在150-3000mg·L-1，以及總磷在25-150mg·L-1范圍內(nèi)波動。畜禽養(yǎng)殖需要用到大量飼料，為防止畜禽養(yǎng)殖過程中可能發(fā)生的各種疾病，需要用到的各種抗生素，使得畜禽養(yǎng)殖廢水中含有四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類、喹諾酮類、磺胺類等抗生素殘留；此外，畜禽養(yǎng)殖廢水中還含有銅、鐵、錳、鉻、鎘、鎳等重金屬元素。畜禽養(yǎng)殖廢水中的抗生素殘留和重金屬元素，加大了生態(tài)風(fēng)險，也成為畜禽養(yǎng)殖廢水資源化利用的難點(diǎn)。

2 農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水危害

隨著畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，每年由此產(chǎn)生了大量的畜禽養(yǎng)殖廢水。廢水中的重金屬、氨氮、獸藥殘留物等，處理不當(dāng)會給生態(tài)環(huán)境，以及市民身體健康產(chǎn)生不利影響[2]。

2.1 污染水體

農(nóng)村畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污，廢水中含有大量高濃度有機(jī)廢水，以及病原體物質(zhì)，處置不當(dāng)直接排入農(nóng)村水體中，氮、磷等會加速水體富營養(yǎng)化，加之有機(jī)物分解消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致農(nóng)村水體中的水生生物死亡，最終會導(dǎo)致水體污染，破壞農(nóng)村脆弱的水環(huán)境。

2.2 污染大氣

農(nóng)村畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖廢水中含有有機(jī)物，在厭氧條件下畜禽廢水會釋放出大量氨氣、硫化氫等惡臭氣體，不僅會影響周邊大氣環(huán)境質(zhì)量，也會給居民身體健康產(chǎn)生不利影響。

2.3 污染土壤

農(nóng)村畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢水大多直接排入農(nóng)村周邊水體及農(nóng)田，由于廢水中含有大量磷、氮、鉀等各種養(yǎng)分，未經(jīng)處理過量施用，直接排入土壤中，作為農(nóng)作物生產(chǎn)資料，其中的重金屬、病原體及其他養(yǎng)分元素會引起作物產(chǎn)量降低，推遲農(nóng)作物成熟，影響后續(xù)作物的生產(chǎn)等。

3 農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水治理現(xiàn)狀

我國是畜禽養(yǎng)殖大國，據(jù)統(tǒng)計，2019 年我國肉禽出欄約170億只，較2018 年增長了28.6%。隨著人們生活水平的提升，禽類消費(fèi)需求不斷增加，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖規(guī)模將會繼續(xù)擴(kuò)大，由此所產(chǎn)生的畜禽養(yǎng)殖廢水排放量呈現(xiàn)出不斷增長態(tài)勢。但與完善的城市污水處理相比，農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)薄弱，畜禽養(yǎng)殖廢水治理方面還存在諸多短板[3]。

3.1 管理手段落后

城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，管理理念先進(jìn)，關(guān)于污水治理有著豐富的管理經(jīng)驗和管理技術(shù)。但與之相比，農(nóng)村地區(qū)，尤其是關(guān)于畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖廢水治理方面，普遍存在管理理念滯后，管理手段難以滿足實(shí)際需要，使得畜禽養(yǎng)殖廢水治理可操作性差，后期管理不到位，尤其是專業(yè)廢水治理力量薄弱，重飼養(yǎng)輕治理理念存在，使得畜禽養(yǎng)殖廢水治理投入難以滿足實(shí)際需要。

3.2 養(yǎng)殖種植分離

畜禽養(yǎng)殖排放的廢水處理后，也是農(nóng)作物的重要肥料來源。從國外發(fā)達(dá)國家的運(yùn)行情況來看，規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖能夠?qū)崿F(xiàn)污染物資源化利用。但從我國農(nóng)村地區(qū)畜禽養(yǎng)殖的現(xiàn)狀來看，主要以農(nóng)戶散養(yǎng)型為主，與農(nóng)作物種植戶之間聯(lián)系不夠緊密，合作之路不夠暢通，不僅造成了資源的巨大浪費(fèi)，也加劇了生態(tài)環(huán)境污染，養(yǎng)殖種植分離也制約了養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)間的循環(huán)利用。

3.3 缺乏合理規(guī)劃

目前，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖主要以散戶自發(fā)飼養(yǎng)為主，且鄉(xiāng)鎮(zhèn)并未形成與之相對應(yīng)的行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，無論是畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模、還是畜禽養(yǎng)殖的位置，還是畜禽養(yǎng)殖技術(shù)等，均缺乏科學(xué)規(guī)劃加以引導(dǎo)。一些養(yǎng)殖戶，為了后期銷售運(yùn)輸方便，常常選擇在交通道路附近或城郊附近，有的甚至直接選擇是村莊附近，這種位置選擇不科學(xué)又進(jìn)一步加劇了附近居民生產(chǎn)生活的影響。

3.4 投入力度較小

畜禽養(yǎng)殖廢水處理需要專業(yè)的設(shè)備和技術(shù)，離不開應(yīng)有的經(jīng)費(fèi)投入。但當(dāng)前我國畜禽養(yǎng)殖多以農(nóng)戶散養(yǎng)型為主，經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱，抗風(fēng)險能力低，加之相應(yīng)的環(huán)保意識淡薄，對于養(yǎng)殖廢水治理缺乏應(yīng)有的重視，相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)投入力度較小，沒有引入相應(yīng)的治理設(shè)備和治理技術(shù)，這也極大地阻礙了畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的治理，畜禽養(yǎng)殖廢水對環(huán)境的影響成為制約鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要因素。

3.5 缺少激勵機(jī)制

近年來，在政府的引導(dǎo)鼓勵和大力支持下，城市污水治理取得了顯著成效。但與之相比，農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染治理方面，缺乏相應(yīng)的激勵措施，以及相應(yīng)的扶持措施，導(dǎo)致廣大養(yǎng)殖戶缺乏畜禽養(yǎng)殖廢水收集、治理的行動自覺，為了節(jié)約成本，畜禽養(yǎng)殖廢水隨意排放的現(xiàn)象依然不同程度存在。

4 農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水治理技術(shù)

4.1 廢水預(yù)處理技術(shù)

畜禽廢水中含有大量固態(tài)廢物及液態(tài)物質(zhì)，因此，畜禽養(yǎng)殖廢水處理前需要對其進(jìn)行固液分離預(yù)處理，為后期深度處理奠定基礎(chǔ)。畜禽養(yǎng)殖廢水固液分離，主要選用壓濾機(jī)、篩網(wǎng)式過濾機(jī)等，這些儀器設(shè)備在畜禽養(yǎng)殖廢水預(yù)處理過程中應(yīng)用十分廣泛，也是一項十分成熟的預(yù)處理工藝技術(shù)[4]。

4.2 廢水處理綜合技術(shù)

畜禽養(yǎng)殖廢水色度高、有機(jī)物濃度高、氨氮濃度高等特點(diǎn)，處理畜禽養(yǎng)殖廢水時需要選用多種技術(shù)綜合應(yīng)用。根據(jù)畜禽養(yǎng)殖廢水特點(diǎn)及實(shí)際需要，先要對去除其化學(xué)需氧量、生化需氧量等污染物，再對畜禽廢水中含磷污染物進(jìn)行處理。可見，需要處理化學(xué)需氧量、生化需氧量，離不開厭氧工藝技術(shù)的應(yīng)用。其中，應(yīng)用于中小型規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖廢水處理的工藝技術(shù)主要為厭氧-自然處理模式。大中型農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水或養(yǎng)殖區(qū)廢水的綜合處理工藝技術(shù)主要為厭氧-好氧綜合應(yīng)用模式。

（1）厭氧+自然處理模式。厭氧+自然處理工藝技術(shù)主要應(yīng)用中小型農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水污染治理。其中，厭氧工藝包括混合式厭氧消化器、厭氧流化床及厭氧接觸反應(yīng)器等。經(jīng)厭氧處理后，再結(jié)合土壤、天然水體及生物等自然處理工藝，從而綜合二者工藝技術(shù)處理、凈化農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水（見圖1）。其中，厭氧工藝處理畜禽養(yǎng)殖廢水具有占地少、成本低、后續(xù)能量需求少，并在畜禽養(yǎng)殖廢水處理過程中還會產(chǎn)生一定的沼氣，產(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益。厭氧工藝處理農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水具有很強(qiáng)有機(jī)負(fù)荷潛力，能夠促使好氧生物難以降解物得到進(jìn)一步的降解，提升畜禽養(yǎng)殖廢水處理效果。此外，人工濕地、氧化塘等自然處理工藝運(yùn)用農(nóng)村廣闊天然水體、土壤等，與厭氧工藝結(jié)合使用，從而達(dá)到處理預(yù)期效果。自然處理工藝處理農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水具有工藝簡單，投資少，能耗低等顯著優(yōu)勢。但自然處理工藝受自然條件影響，如溫度、氣候等，都會影響到農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水的凈化效果。

圖1 厭氧＋自然處理技術(shù)工藝流程圖

（2）厭氧+好氧處理技術(shù)。厭氧+好氧處理技術(shù)主要應(yīng)用于大中型畜禽養(yǎng)殖廢水領(lǐng)域（見圖2）。厭氧處理，即在厭氧條件下，將畜禽養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物分解、代謝及消化，從而降低畜禽養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物含量。此外，好氧處理工藝，則利用畜禽養(yǎng)殖廢水中含有的微生物，在好氧條件環(huán)境下合成自身細(xì)胞，從而將畜禽養(yǎng)殖廢水中的可生物降解有機(jī)物氧化分解為無機(jī)物。

圖2 厭氧＋好氧處理技術(shù)工藝流程圖

結(jié)語

近年來，隨著群眾消費(fèi)水平的提升，畜禽消費(fèi)需要呈現(xiàn)出較強(qiáng)增長態(tài)勢，我國成為世界畜禽養(yǎng)殖大國，但每年由此的畜禽養(yǎng)殖廢水給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重污染。畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場排放的糞便污染物進(jìn)入水體中，會產(chǎn)生大量化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷，畜禽養(yǎng)殖廢水在農(nóng)業(yè)面源污染中占比極高。因此，要高度重視農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水污染治理，結(jié)合農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖廢水污染治理的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)現(xiàn)狀，選擇合適的處理工藝，在發(fā)展畜禽養(yǎng)殖業(yè)的同時，切實(shí)做好畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水污染防治，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與環(huán)保效益多贏、共贏。