畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)應(yīng)用及研究進(jìn)展

文_何立紅 德州市生態(tài)環(huán)境局機(jī)關(guān)服務(wù)中心

1 畜禽養(yǎng)殖廢水的特點(diǎn)及危害

畜禽養(yǎng)殖廢水是畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中畜禽動(dòng)物產(chǎn)生的尿液、糞便、飼料殘?jiān)腿ι嵯礈鞆U水，該類(lèi)廢水含有高濃度的有機(jī)物、氨氮等，對(duì)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所環(huán)境有著嚴(yán)重的影響。畜禽廢水具有很強(qiáng)的溶淋性，很容易滲入土壤中，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使其失去肥力。此外，畜禽養(yǎng)殖廢水中含有三甲基胺、一氧化硫、硫化銨等有害氣體，破壞周邊大氣環(huán)境。畜禽廢水還含有大量的病原菌，如不能將其有效處理，會(huì)使該段河流及水域滋生蒼蠅、蚊蟲(chóng)等，增加畜禽動(dòng)物患傳染病的幾率。

2 畜禽養(yǎng)殖廢水治理存在的問(wèn)題

2.1 畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)難度大

山東臨沂市莒南縣是傳統(tǒng)生豬的養(yǎng)殖大縣，年出欄500頭以上規(guī)模的生豬只有12%，50頭以下的可達(dá)到48%，主要是以中小型養(yǎng)殖為主。中小養(yǎng)殖戶對(duì)于環(huán)保問(wèn)題不夠重視，污染處理設(shè)備不完善，養(yǎng)殖廢水水量、水質(zhì)波動(dòng)較大，給畜禽養(yǎng)殖廢水處理帶來(lái)難度。

2.2 缺乏有效的污染防治經(jīng)濟(jì)支撐

畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要分布在農(nóng)村和城市周邊地區(qū)，給市政基礎(chǔ)設(shè)備薄弱，而且養(yǎng)殖戶主要以中小型為主，本身收益較少，而廢水治理設(shè)備費(fèi)用較高，難以達(dá)到環(huán)保污染治理的要求。養(yǎng)殖戶居住分散，而建立管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用較高，進(jìn)而導(dǎo)致當(dāng)前養(yǎng)殖戶污染防治困難。

2.3 污染防治設(shè)施運(yùn)行維護(hù)不到位

管理、運(yùn)行和維護(hù)污染治理設(shè)備工作常常不到位，無(wú)法保證污染處理設(shè)施正常運(yùn)行，難以達(dá)到處理標(biāo)排放目標(biāo)。其中主要因素是由于污染治理的經(jīng)費(fèi)較為短缺，導(dǎo)致處理設(shè)備陳舊，處理效率低下。此外，還有設(shè)施維護(hù)人員緊缺，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

3 畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理技術(shù)

3.1 物化處理技術(shù)

3.1.1 介質(zhì)吸附法

吸附法是污水處理技術(shù)中常用的物理處理技術(shù)，該方法是利用具有大比表面積、發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)的固體材料來(lái)吸附畜禽廢水中的污染，并把污染物截留在吸附劑表面的污水處理技術(shù)。目前應(yīng)用較多的吸附材料有活性炭和沸石。有研究者利用稻草和沸石的組合材料來(lái)處理養(yǎng)豬場(chǎng)廢水，當(dāng)濾速為5m/h時(shí)，廢水中的CODcr、氨氮和磷的去除率分別可達(dá)47.9%、72.9%和50.1% 。還有研究者利用天然的鈣型沸石來(lái)處理養(yǎng)豬場(chǎng)排出的廢水，結(jié)果表明在適宜的處理?xiàng)l件下，利用天然鈣型廢水處理效果良好，其中污染物氨氮、磷和COD的去除效果分別可達(dá)96%、97% 和84%。

3.1.2 絮凝沉淀法

絮凝沉淀技術(shù)是污水處理的傳統(tǒng)技術(shù)，主要是利用絮凝劑的絮凝作用來(lái)實(shí)現(xiàn)污水的凈化，常用的絮凝劑主要是鋁鹽類(lèi)和鐵鹽類(lèi)。隨著絮凝技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了高分子類(lèi)的絮凝劑，其絮凝作用更強(qiáng)。有研究者采用磁絮凝的方式來(lái)處理養(yǎng)豬廢水，進(jìn)水COD濃度為3232mg/L時(shí)，出水的去除率可達(dá)61.02%。還有研究者以農(nóng)場(chǎng)的養(yǎng)豬廢水為研究對(duì)象，以投加固體的聚合物來(lái)提高廢水的固液分離效果，結(jié)果表明廢水中SS、氨氮和總磷的去除率分別可達(dá)96%、97%和84%。

3.1.3 電化學(xué)法

電化學(xué)法對(duì)于處理難生物降解的污染物、重金屬類(lèi)有較好的效果，但是對(duì)于單純的有機(jī)物處理效率較差。有研究者采用陽(yáng)極氧化法來(lái)處理養(yǎng)殖場(chǎng)廢水以RuO2-IrO2-TiO2/Ti復(fù)合電極為陽(yáng)極，然后測(cè)定廢水中氨氮的去除率，結(jié)果表明氨氮的去除先于COD，反應(yīng)時(shí)間為180min時(shí)氨氮的去除效果可高達(dá)98.22%，而該反應(yīng)時(shí)間內(nèi)COD的去除率只有14.04%。還有研究者采用電解法來(lái)處理養(yǎng)豬場(chǎng)排出的廢水，電解時(shí)間136min，廢水中氨氮、磷和有機(jī)物的去除率分別為42.4%、98%和83.7%，取得了良好的效果，表明電化學(xué)氧化相比電絮凝技術(shù)作用效果更好。

3.1.4 芬頓氧化

芬頓氧化屬于高級(jí)氧化技術(shù)，對(duì)于處理難降解有機(jī)物有著良好的效果和優(yōu)勢(shì)，常作為污水的深度處理技術(shù)。隨著養(yǎng)殖業(yè)的不斷規(guī)模化，養(yǎng)殖廢水呈現(xiàn)的污染趨勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)重。有研究者采用芬頓氧化法來(lái)處理養(yǎng)殖場(chǎng)廢水，當(dāng)廢水COD濃度為5000～5700mg/L時(shí)，采用Fenton技術(shù)COD的去除率可達(dá)80%，廢水中的色度去除率可達(dá)95%。芬頓氧化技術(shù)和UASB厭氧處理技術(shù)聯(lián)合使用來(lái)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，UASB出水COD濃度為1750±200mg/L、色度1500時(shí)，最終出水的COD和色度的去除率為95%和96%。芬頓氧化技術(shù)對(duì)于處理高濃度有機(jī)廢水有著良好的效果，但由于養(yǎng)殖廢水成分較為復(fù)雜，而且有時(shí)色度較高，需要配合一定的前處理才能發(fā)揮芬頓氧化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，目前實(shí)際應(yīng)用較少。

3.2 生物處理技術(shù)

3.2.1 好氧生物處理法

目前主要的好氧生物處理技術(shù)有SBR、SBBR、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物濾池、AAO等，具有穩(wěn)定可靠的處理效果。其主要依靠微生物的生物降解作用來(lái)處理污水中的污染物質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到凈化作用。有研究者采用序批式活性污泥法來(lái)處理畜禽廢水，結(jié)果表明該技術(shù)能夠較好去除廢水中的氨氮、有機(jī)物和磷，而且能將廢水中的磷轉(zhuǎn)化為可溶性磷，然后在利用化學(xué)沉淀法將其去除。序批式生物處理技術(shù)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，而且對(duì)有機(jī)物、氨氮及磷有良好的處理效果，處理后污泥沉淀性好，且能夠適應(yīng)較大水質(zhì)水量波動(dòng)。還有研究者利用好氧顆粒污泥生物技術(shù)來(lái)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，實(shí)驗(yàn)條件為，HRT為8h，進(jìn)水濃度COD為600mg/L，氨氮濃度為40mg/L，結(jié)果表明，出水COD、氨氮濃度為46.6mg/L和4.8mg/L，效果良好，而且硝酸鹽和亞硝酸鹽的去除效果可達(dá)90%以上。還有研究者利用生物濾池來(lái)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，該技術(shù)穩(wěn)定運(yùn)行半年，廢水中的色度、SS、COD、BOD、氨氮和磷的平均去除率可達(dá) 64.7%、54.29%、75.33%、88.71%、94.55%和99.83%。該技術(shù)運(yùn)行穩(wěn)定性好，運(yùn)行費(fèi)用低，而且無(wú)二次污染等。此外，還有研究者采用MBBR、A/O等技術(shù)來(lái)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，均取得了良好的處理效果，而且能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，滿足當(dāng)前的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 厭氧生物處理法

厭氧生物處理技術(shù)在畜禽廢水中也是常用的生物處理技術(shù)，其中主要有ABR、UASB等，均取得了良好的處理效果，并在實(shí)際中有了一定的應(yīng)用。有研究者采用折流板厭氧反應(yīng)器（簡(jiǎn)稱ABR）來(lái)處理養(yǎng)豬廢水，廢水中COD的去除率可達(dá)65%左右，而且反應(yīng)運(yùn)行穩(wěn)定，啟動(dòng)速度快、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)。還有研究者采用UASB反應(yīng)器來(lái)處理養(yǎng)殖廢水，實(shí)驗(yàn)中pH值控制7.5左右，出水COD濃度可達(dá)81%左右；當(dāng)增加HRT為12.5h時(shí)，反應(yīng)器對(duì)廢水的處理效果達(dá)到最佳。UASB反應(yīng)器具有啟動(dòng)速度快、運(yùn)行穩(wěn)定，投資較低等優(yōu)點(diǎn)，在畜禽廢水處理中有著廣泛的前景。

3.2.3 厭氧-好氧混合處理

厭氧生物處理既能夠處理高濃度有機(jī)廢水，也可以處理低、中濃度的有機(jī)廢水，但是單獨(dú)使用厭氧生物處理技術(shù)往往不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，常常采用厭氧與其他污水處理技術(shù)聯(lián)合使用。研究表明，無(wú)論采用厭氧生物處理技術(shù)還是好氧生物處理技術(shù)來(lái)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，均不能保證污水長(zhǎng)期達(dá)標(biāo)排放。因此，當(dāng)前處理畜禽養(yǎng)殖廢水大部分采用厭氧-好氧聯(lián)合處理技術(shù)。有研究采用厭氧-好氧聯(lián)合工藝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，取得了良好的處理效果，這些組合工藝抗沖擊符合強(qiáng)，對(duì)氨氮、COD處理效果好。

3.3 自然生態(tài)處理技術(shù)

自然生態(tài)處理技術(shù)是利用天然的水體、土壤和生物的共同作用，在經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)和生物作用來(lái)去除污水中的污染物質(zhì)。目前主要應(yīng)用的自然生態(tài)處理技術(shù)有人工濕地和氧化塘技術(shù)。人工濕地是由土壤-水生植物-微生物共同組成的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，有研究者利用該技術(shù)來(lái)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，取得了良好的處理效果。人工濕地處理技術(shù)和氧化塘技術(shù)其影響因素較多，不同研究者分別研究不同土壤基質(zhì)、不同水生植物等對(duì)水質(zhì)的影響，更深入的了解自然生態(tài)處理技術(shù)，不斷優(yōu)化畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)，擴(kuò)大了該技術(shù)在應(yīng)用范圍。

4 結(jié)語(yǔ)

畜禽類(lèi)動(dòng)物成規(guī)模化養(yǎng)殖會(huì)產(chǎn)生大量的排泄物，尤其是畜禽養(yǎng)殖廢水，不對(duì)其進(jìn)行有效的處理，不僅污染畜禽動(dòng)物的生活環(huán)境，引起一些疾病，污染周邊的環(huán)境。因此，加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖廢水處理具有重要的意義。當(dāng)前，我國(guó)針對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水在處理技術(shù)比較落后，污水管理比較松散，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。因此，在規(guī)?；B(yǎng)殖過(guò)程中要充分利用現(xiàn)有技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況制定出科學(xué)、合理的處理技術(shù)，保障養(yǎng)殖業(yè)的健康、持續(xù)的發(fā)展。