畜禽养殖废水处理技术探讨
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作者: 张誉华
[摘要] 针对福建省畜禽养殖废水污染日益严重的现状，介绍了畜禽养殖废水的特征及危害，提出了废水处理的基本方法和步骤，为我省畜禽养殖废水的处理提供借鉴。
[关键词] 畜禽废水 处理技术 生态安全
近年来，随着我国农业结构的调整和农业产业化的推进，规模化、集约化的畜禽养殖业得以迅猛发展，成为我国农业农村经济的重要组成部分。但是禽畜养殖业大力发展所带来的环境污染问题也日益严重，它不仅影响经济发展，而且还危及生态安全，已成为人们普遍关注的社会问题。目前，我国每年约产生畜禽粪便45亿吨，其化学需氧量（COD）远远超过我国工业废水和生活污水之和[1]。畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源，成为我省农村污染的主要原因之一。因此，为有效减少畜禽养殖废水对环境的污染，保证我省畜禽养殖业的稳步健康发展，因地制宜地研究开发畜禽废水高效、低成本、资源化利用的技术和与养殖业、种植业有机结合的生态处理利用技术是非常必要的。
1 畜禽养殖废水的特征及危害
养殖场废水，主要由尿液、饲料残渣、夹杂粪便及圈舍冲洗水组成，其中冲洗水及尿液占了绝大部分。未经处理的畜禽废水含有大量的有机污染物以及N、P等营养物质，污染负荷高。若直接排入江、河、湖，废水中的大量有机物质进入水体后，将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭，最终导致水生生物的大量死亡；废水中的N、P会使水体富营养化，造成硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒。同时水体有毒成分增多，水质恶化，也将导致水生生物的大量死亡，从而严重地破坏水体生态平衡。未经处理的废水直接、连续、过量的排入农田，可能导致土壤空气堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化，严重影响土壤质量和农作物的生长，如引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后期作物的生长等。废水中的残留兽药进入环境，可能转化为环境激素或环境激素的前体物，直接破坏生态环境并威胁人类的身体健康；废水中的大量病原微生物、寄生虫卵一旦进入环境，不仅直接威胁畜禽自身的安全，还会严重危害人体健康，造成人、畜传染病的蔓延，导致疫情发生，给人畜带来灾难性危害[2－5]。
2 畜禽养殖废水处理的基本方法
畜禽养殖废水的处理方法有物理法、化学法、生物法。但畜禽养殖废水属于排量大，温度低，废水中固液混杂，纤维含量、有机物含量高，固形物体积较小，很难进行分离的有机废水。同时冲洗时间相对集中，使得处理过程无法连续进行。废水中的 COD、BOD 等指标严重超标，悬浮物量大，氮磷含量丰富且不易去除，单纯采用物理、化学或者生物处理方法都很难达到排放要求，需要使用多种处理方法相结合的工艺，致使废水处理的投资和运行费用过高。而养殖业属于微利行业，在自然风险和市场经济双重压力的前提下，养殖场不可能投入很多资金用于处理废水，造成在全国范围内的养殖场废水处理率很低。因此，探寻一种投资少、运行费用低和处理高效的养殖废水处理方法已成为解决养殖业污染的关键所在。本文根据畜禽废水的特点和利用途径，提出了一套基本的处理方法，以供大家参考。
2.1 预处理
从养殖场出来的粪污水颗粒物和悬浮物的浓度较高，如果直接进入后续处理环节，容易引起设备的堵塞和损坏等。此外在厌氧消化处理前进行预处理，也能增加厌氧消化运转的可靠性，减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，降低设施投资并提高 COD的去除效率。预处理的方式主要有：格栅、筛滤、沉淀、气浮、絮凝、水解酸化等。目前，我国已有较成熟的预处理技术和相应的设备，其设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。格栅、水力筛、沉淀和气浮都能去除废水中的悬浮物，但各有优缺点。北京大兴种猪场采用格栅、初沉池等工艺 ，对污水中的悬浮物、颗粒物等的去除率达到了60％～80％。
预处理部分的水解酸化主要是去除了污水中的一部分有机物，使粪污水中的大分子结构的有机物降解为已降解的小分子结构有机物。粪污水经过水解酸化处理，水中有机物不但在数量上发生了很大变化，而且在理化性质上发生了变化，使得其更适宜后续的好氧处理。此外，通过酸化池可使废水中残余兽药中的抗菌素失去效用，防止抗菌素来抑制生物处理中的微生物。
2.2 厌氧处理
由于养殖业废水属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水。厌氧处理过程不需要氧，不受传氧能力的限制，具有较高的有机物负荷潜力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分进行有机物降解，因此成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物，COD去除率达85％~90％，而且能杀死传染病菌，有利于养殖场的防疫。厌氧处理常用的方法有：完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式固体反应器等。近年来，沼气池发酵处理这种厌氧生物处理技术被广泛地应用于养殖场废物处理中。污水经沼气池厌氧处理后，污染物浓度大大降低但还未达到排放标准，可以作为水肥资源回用于农田，可以转入下一步继续处理，直到达到《畜禽养殖业污染物排放标准》要求为止。沼气处理还可以有效地减少养殖场向大气中排放温室气体――甲烷，通过沼气池收集的沼气还可用于生活、圈舍保温等。
2.3 好氧处理
养殖废水经预处理和厌氧处理后，虽然悬浮物、有机物溶度有很大程度的下降，但仍未达到国家有关排放标准。此外经过前面处理后，废水中的氨氮上升，如果不加以去除、直接排放到水中，就会导致水体的富营养化。好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺，其基本原理是利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞。在好氧处理中，可生物降解的有机物最终可被完全氧化为简单的无机物。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。
天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法，主要有氧化塘(沟)、人工湿地净化等。沼气池排出的污水被引入氧化塘(沟)，并在塘(沟)内停留较长时间，用于进行水的储存和进一步的生化处理。塘中种植了水生植物，如水葫芦、芦苇和姜花等，进行有机物的进一步降解，形成一个复合生态系统。在复合生态系统中利用植物的氧化、分解作用降解废水中的有机物和氮、磷等营养物质。处理后的废水可直接用于林木和农田的灌溉，实现了水的资源化利用。氧化塘(沟)处理具有简单、经济、净化效果好的特点，塘内种植的水生植物可作饲料或绿肥。但是氧化塘(沟)处理技术受场地、温度、季节等自然条件的限制比较大。人工湿地净化起作用的主要是植物、基质和微生物。当污水流入净化池后，污水中比较大的颗粒会被植物的根和茎以及基质表层阻挡，形成厚厚的像泥巴一样的污垢。污水继续向下渗透，由于植物根系的呼吸作用，可将大量的氧气导入污水中，使好氧菌大量繁殖，从而将污水中的污染物吸收和降解。污水中的氧气被好氧菌消耗完后，水流继续向下渗透，经厌氧菌的吸收、降解后，最终变成干净的水排出池外。人工湿地净化效果好、运行成本低、植物可收割利用，具有广泛的应用前景。如邓仕槐等[6]采用的地系统约 300m2 ，其间设有来回曲折的沟渠，陇上主要是挺水植物系统如芦苇、菖蒲，渠中主要是浮水植物系统如凤眼莲、水烛。整个废水处理工程 COD 和 BOD 的去除率都达到了99％，且氨氮的去除率为 98％，处理效果较好。
人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法、厌氧／好氧、氧化沟法、间歇式排水延时曝气、循环式活性污泥系统、间歇式循环延时曝气活性污泥法等。人工好氧生物处理净化效果稳定可靠、除臭效果好，但投资大、运行成本高。
3 小结
畜禽养殖废水的处理方法很多，具体采用某种方法，不仅要考虑这种处理方法在技术上的优势，还要考虑该方法的投资、日常运行费用和操作是否方便等问题。由于畜禽废水的污染成分复杂，采用单一的处理方法很难达到排放要求。为了做好畜禽养殖业污染防治工作，实现废水回收再利用，减少废水的排放和化学物质对环境的输入，使污染减轻到最低限度，有效保护和改善农村生态环境，促进畜禽养殖环境与经济的可持续协调发展，建议可以采用预处理――厌氧处理――好氧处理相结合的治理方法，使养殖废水达到排放标准。
参考文献:
[1] 冷庚,但德忠. 畜禽养殖废水处理技术及其应用进展[J].四川环境,2009,28（1）:68-72.
[2] 秦伟,郭曦.畜禽养殖场废水处理初探[J].四川农机,2006,（1）:35-37.
[3] 王克科,赵颖,江传杰.畜禽养殖业废水处理方法[J].河南畜牧兽医,2005,26(6):15-17.
[4] 刘志勇.禽畜养殖废水的处理技术[J].广东化工,2009,36(7):170-173.
[5] 于金莲.畜禽养殖废水处理方法探讨[J].给水排水,2000,26(9):44-47.
[6] 邓仕槐,李远伟,郑仁宏,等.畜禽养殖废水的混合处理工艺[J].环境工程,2006,24(4):29-33.
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