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1、畜禽养殖废水的处理内容提要：改革开放以来，随着我国经济发展以及人民生活水平的不断提升，人民对禽畜产品的需求 也日渐增长。在国家一系列加速禽畜业发展的政策推动下，禽畜业养殖由原来的分散经营饲养、头目 少的小户型养殖不断的转型为大型的集约化、规模化的城镇养殖。但在提高管理与肉品水平以及增加 经济收入的同时，也造成粪尿过度集中，冲洗水大量增加等问题，给生态环境带来了巨大的压力。该 文主要综述畜禽养殖废水的来源、水质特点以及危害，同时重点介绍几种畜禽养殖废水处理工艺。关键词：畜禽养殖废水处理技术1畜禽养殖废水的来源及水质特点畜禽养殖废水指由畜禽养殖场产生的尿液、全部粪便或残余粪便及饲料残渣、冲洗水及工
2、人生活 生产过程中产生的废水的总称，其中冲洗水占大部分1。畜禽废水处理难度大，并呈现出以下特点：（1）COD、SS、NH3-N 含量高；（2）可生化性好，沉淀性能好；（3）水质水量变化大；（4）含有致病菌并有恶臭。畜禽养殖业发展迅速。目前，我国每年产生禽畜粪便约 45亿吨，其化学需氧量（COD）超过我 国工业废水和生活污水之和。因此禽畜养殖污染已经是继工业污染、生活污染之后的第三大污染源。 而畜禽养殖废水的处理则是其中的重点。2畜禽养殖废水的危害随着畜禽养殖业的发展，所带来的污染以及危害也日益凸显。未经处理而直接排放的的废水往往 给环境和人体带来相应的危害。2.1大气污染畜禽粪尿中含有大量未被
3、消化的有机物，主要由碳水化合物和含氮化合物组成。碳水化合物可分 解成甲烷、有机酸和醇类。含氮化合物主要是蛋白质。在有氧条件下，蛋白质分解的最终产物是硝酸 盐类；无氧条件下，可分解成氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺、三甲胺等恶臭气体。而对于 刚排泄出的畜禽粪便含有氨、硫化氢、胺等有害气体，如未能及时清除处理，其臭味将成倍增加，产 生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多种低级脂肪酸等有恶臭的气体3。这些大气污染物不 仅给养殖场的工作人员以及周边的居民带来健康上的危害，也会造成小范围的纠纷和矛盾，从而影响 地区的长治久安。同时畜禽养殖业所产生的大量氨气也成为温室气体的重要来源之一 4。2.2
4、水污染畜禽饲料中大量添加钙、磷、铜、铁、锌、锰、钻、硒和碘等元素，以及畜禽粪便中本身含有的 氮、磷、BOD等大量无机、有机污染物，甚至包含一些抗生素。这些组分使得畜禽养殖废水中成分复 杂，污染负荷很高。没有经过妥善处理的废水通过地表土壤渗透到地表水体或地下水层，使水体受到 污染，严重时水体发臭、发黑、水体丧失功能，非常难治理和恢复。其中最常见的就是水体富营养化。 例如，太湖的富营养化就是因为养殖场高浓度氮磷废水排入其流域所导致3。2.3 土壤污染高浓度的养殖废水若未经处理就直接长时间的排入土壤，会导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气性 和透水性的双方面下降，影响土地性能，直接影响农作物的生长质量，农
5、作物的徒长、倒伏、返青、 早熟、减产和死亡现象就是由于受高浓度污水长期污染使得其性能下降所导致的3。以砷为例，近 年来，媒体宣传有机砷制剂能促进猪的生长并有较好的医疗效果。而据预测，一个万头猪场若连续使 用含砷饲料，58d将可能向猪场周边排入1t砷。土壤中砷含量每升高1 mg/kg，则甘薯块根中砷含量 即上升0.28mg/kg，不超过10天，该地所产的甘薯中砷含量将超过污泥农用标准(41 mg/kg ) 4。2.4微生物污染畜禽体内的微生物主要通过消化道排出体外，粪便是微生物的主要载体。有关资料表明，在1g猪场的粪污水中，含有83万个大肠杆菌，69万个肠球菌，还含有寄生虫卵。这些有害病菌，如果
6、得不 到妥善处理，将污染环境，这不仅会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康。粪便中病原 微生物在较长时间内可以维持其感染性。如巴氏杆菌在室温条件下的粪便中，其传染性可维持34天，马立克氏病毒可维持100天，禽流感病毒在4C时可维持3035天4。3畜禽养殖废水处理技术的国内外研究现状由于畜禽养殖废水所带来严重的环境压力，业界诸多相关专家针对其处理技术进行了多方面的研 究。目前，畜禽养殖废水的治理主要从源头控制与末端处理入手。源头控制强调减少粪尿中有机物的 含量1；用清洁的干清粪工艺取代原有的水冲粪、水泡粪工艺4；并鼓励采用生物发酵舍技术实现粪 尿零排放5。末端处理技术按照处理模式可分为三
7、种：还田模式、自然处理模式、工业处理模式6。3.1还田处理模式还田模式即将粪尿及冲洗水施于土壤中，在微生物以及植物的共同作用下，可将其中的有机物分 解并吸收利用。不仅改善了土壤肥力，有利于植物的生长发育同时降低了肥料等的使用所带来的成本 以及土壤的板结3。但这种方法需要大片农田消纳污染物4，因此，欧洲一些国家已经改变了饲养方 法，由水冲洗栏舍式变回传统的稻草或作物秸秆铺垫吸收尿粪，经过处理后制成肥料还原给农田。上 个世纪70年代，日本曲径经过十多年的探索，又开始大力推广还田养殖废水。还田的优点是不耗能源， 不用请专业的人员进行管理，运转费用低廉，节省了很大的投资和运行管理费用，还有就是使污染物
8、 得到了有效的处置和经济的利用，不仅可以达到污染物零排放还能减少化肥的施用量，改善土壤质量。 但不可忽视的是，养殖废水在降解的过程中所产生的NH3以及H2S会对大气环境以及人体健康产生危 害，因此，欧洲一些国家将畜禽养殖废水经过厌氧消化处理后再进行还田利用3。3.2自然处理模式自然处理模式即通过过滤、截流、沉淀、物理和化学吸附、化学分解、生物氧化及吸收等机理， 采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等方法对畜禽养殖废水进行处理4。氧化塘中的各类生物互相 依存，形成一个复合生态系统，在塘内停留较长时间的污水中的有机物及氮磷等营养物质被植物氧化 分解，处理后的废水可用于农田灌溉。而人工湿地主要是通过植
9、物的根和茎以及基质表层去除污水中 比较大的颗粒物从而形成一层污泥，大量氧气在植物根系的作用下进入污水中，从而使污水中的有机 物被大量繁殖的好氧菌降解吸收，并经过厌氧菌的进一步吸收降解后，达到排放标准7。廖新伟和骆 世明分别以香根草和风车草为植被建立人工湿地，其对 COD的去除率可达到90%以上，BOD去除率 可达80%以上8。邓任槐等利用芦苇、菖蒲等挺水植物系统和凤眼莲、水烛等浮水植物系统建立了一 个约300m2的湿地系统，整个系统对养殖废水中的COD、BOD去除率均达到99%以上，氨氮的去除 率达到98%9。湾墨西哥湾项目建立了相关养殖废水人工湿地处理数据库，发现污染物平均去除率为： 生化需
10、氧量BOD为65%，固体悬浮物53%，氨氮为48%，TP为42%，TN为42%10。叶勇等利 用红树植物木榄和秋茄处理畜禽养殖废水中的 N、P，秋茄和木榄系统对 N的去除效率达79.2%和 91.8%，对P的去除效率达85.4%和95.5%11。但自然处理模式存在受季节温度变化的影响，且防控性 差，有污染地下水源的风险3。3.3工业处理由于还田模式以及自然处理模式中用于消纳或处理粪便污水的土地越来越少，加之该种处理方法 有带来二次污染的风险，因此工业化处理模式越来越受到重视12。工业化处理模式包括：物化处理技 术与生物处理技术两大类。3.3.1物化处理技术常用的物化处理技术有吸附法、磁絮凝沉淀
11、、电化学氧化、Fenton氧化等。（1）吸附法梁文婷等采用氧化镁改性沸石，在最佳作用时间4h下，得到猪场废水中NH3-N、总磷的去除率 分别为88.6 %和76.2 %，该法的改性沸石使用微波制成，能耗和技术要求较高，且吸附剂达到饱和时 必须脱附，故只能间歇处理废水13。（2）磁絮凝沉淀崔丽娜等通过投加磁种和絮凝剂进行磁絮凝分离反应，处理猪场废水，实验条件下，COD为32323 mg/L的猪场废水样，去除率最高可达61.02 %。该技术工艺流程简单、沉降性好、处理周期短，但会 产生大量的化学污泥14。（3）电化学氧化电化学氧化对氨氮的去除率较高。欧阳超等对实际养猪废水进行电化学氧化处理，在18
12、0min内，NH3-N的去除率可达98.22 %，但COD的去除率仅14.04 % 15 o（4）Fenton 氧化Hyunhee Lee等采用Fenton氧化法处理COD为50005700mg/L的畜禽废水，当H2O2投入加浓度 为废水初始COD浓度的1.05倍，Fe2+投加浓度4700mg/L，H2O2与Fe2+摩尔比为2, pH值控制为3.54， 反应30min后，COD和色度的去除率分别高于80%和95%。Fenton氧化技术对于COD和色度的去除 率较高，可作为畜禽废水深度处理技术，但该技术Fe2+用量大、H2O2的利用率不高16 o物化技术对于畜禽养殖废水中的COD、NH3-N、色
13、度具有一定去除率，可作为其预处理或深度处 理工艺。3.3.2生物处理技术畜禽养殖废水的可生化性较好，因此工业上多选用生物处理技术对其进行处理。工业化生物处理 技术有：厌氧处理技术、好氧处理技术以及厌氧一好养组合技术。（1）厌氧生物处理技术目前，常用于处理畜禽养殖废水的处理方法主要有以下几种：厌氧滤池（AF）、上流式厌氧污泥 床（USAB ）、厌氧折流板（ABR）、内循环厌氧反应器（IC）等。邓良伟等采用了 IC工艺对畜禽养殖 废水进行了实验研究，结果表明，COD的去除率为80.3% , BOD5的去除率为95.8% , SS的去除率为 78.5%，沼气产率达1.53kgCOD/（m3 - d）
14、。出水氨氮浓度比进水高2.82%，TN的去除率为21.7%，TP 的去除率为53.8%17。宋炜等用厌氧折流板（ABR）处理畜禽养殖废水，实验COD为800010000mg/L， 出水COD去除率可达65%18。赵青玲等用EGSB （膨胀颗粒污泥床）处理养殖废水，进水COD浓度 为6000mg/L左右，出水COD去除率可达80%19。以往大多数对畜禽养殖场直接进行厌氧处理的工程 其主要目的是以回收利用沼气能源居多，厌氧处理工艺处理畜禽养殖废水不能算是对污水的完全处理， 厌氧工艺只是去处了部分有机物和悬浮物，处理后的出水溶解氧含量低，氮磷等营养物质基本没有得 到有效去除，同时在厌氧消化过程中，有
15、机氮被转化成氨氮，污水中的氨氮浓度非常高，出水水质尚 未达标，如果排放对环境的压力仍然很大，随着国家对环保问题的重视，要想要想出水水质达到排放 标准还需要作进一步处理。（2）好氧生物处理技术好氧生物处理技术：主要有活性污泥法、接触氧化法、生物转盘、序批式活性污泥法及A/O等工艺。这些工艺处理畜禽养殖废水脱氮效果均差，其中 A/O工艺虽能取得较好的脱氮效果，但需要 污泥回流和高比例混合液回流，一般的还需要加碱。邓良伟以水解一续批式活性污泥（SBR）处理畜 禽养殖废水，水解过程中COD有较好的去除率，当SBR水力停留时间为2.06.0h时，各项指标 的去除率不是很高，氨氮几乎没去除，而当SBR水力
16、停留时间为1.01.4d时，COD的去除率为52.1%82.1%，BOD 的去除率为 89.0%95.7%，SS的去除率为 93.9%97.3%，TN 的去除率为 74.1%，特别是对高浓度NH3-N的去除率达到97%以上20。由于畜禽养殖废水属于高有机物浓度、 高氮磷含量和高有害微生物的三高废水，采用单一好氧处理工艺直接进行处理则需对废水进行稀释或 加大水力停留时间，进而得建造大型的处理设备，大大增加了投资、管理、运行费用。（3）厌氧（缺氧）一好氧联合处理工艺单独的厌氧或好氧处理无法实现养殖废水的达标外排，结合它们各自的优势，大多数畜禽养殖场 采用厌氧（缺氧）一好养联合处理工艺。杭州西子养殖场采用了厌氧一好氧组
