畜禽養殖廢水處理措施的探討

杜娟 郭威 薛俊杰 胡俊波

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

畜禽養殖廢水處理措施的探討

杜娟 郭威 薛俊杰 胡俊波

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

畜禽養殖廢水已成為主要的污染源，針對這種污染現狀，近年來出現了許多廢水處理方法。在分析養殖廢水的特點及對環境的危害基礎上，介紹了畜禽養殖業廢水的幾種主要處理工藝技術。

養殖廢水；廢水處理；處理措施

0 引言

隨著畜禽養殖業發展，畜禽糞便已成為主要的污染源，嚴重影響著生態環境。畜禽養殖場污染物的處置與利用有多種技術途徑，將養殖廢水無害化處理后農田回用是有效途徑之一。

1 畜禽養殖廢水的組成

畜禽養殖場廢水主要來自尿液、糞便水、場地沖洗水及生活污水。養殖場廢水水質特征與畜禽舍結構、清糞方式、沖洗水的使用、生產管理等有關。從2007年7月1日起，所有集約化畜禽養殖場和養殖區都必須采取干清糞工藝，并實現雨水和污水的分流。

2 畜禽養殖廢水的特點

1）廢水中含有大量有機物、氨、磷、固體懸浮物、微生物病原體，是一種高濃度的有機廢水。

2）規模化養殖場每天排放的廢水量大、集中。

3 畜禽養殖廢水對環境的危害

1）對水體的污染

養殖廢水屬于富含大量病原體的高濃度有機廢水，直接排放進入水體或存放地點不合適，受雨水沖洗進入水體，會造成地表水或地下水水質的嚴重惡化。由于畜禽糞尿的淋溶性很強，糞尿中的氮、磷及水溶性有機物等淋溶量很大，如不妥善處理，就會通過地表徑流和滲濾進入地下水層污染地下水。對地表水的影響則主要表現為，大量有機物質進入水體后,有機物分解將大量消耗水中的溶解氧，使水體發臭。當水體中的溶解氧大幅度下降后，大量有機物質可在厭氧條件下繼續分解，分解中將會產生甲烷、硫化氫等有毒氣體，導致水生生物大量死亡。廢水中的大量懸浮物可使水體渾濁，降低水中藻類的光合作用，限制水生生物的正常活動,使對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡，從而進一步加劇水體底部缺氧，使水體同化能力降低。氮、磷可使水體富營養化，嚴重地破壞水體生態平衡[1]。

2）對農田及作物的影響

畜禽養殖廢水中含有較多的氮、磷、鉀等養分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促進農作物的生長。但如果未經任何處理就直接、連續、過量施用，則會給土壤和農作物的生長造成不良的影響，如引起作物徒長、返青、倒伏，產量大大降低，推遲成熟期，影響后續作物的生長等。廢水中的大量有機物質在土壤中不斷累積也會使土壤呈強還原性，而強還原性的條件不僅影響作物的根系生長，而且易使土壤中原本處于惰性狀態的有害元素得到還原而釋放，大量無機鹽在土壤中的積聚則會引起作物的鹽害[2]。

3）微生物污染

畜禽體內的微生物主要是通過消化道排出體外，通過養殖場糞便的排放進入環境，從而造成嚴重的微生物污染。如果這些糞便不進行無害化處理，大量的有害病菌一旦進入環境，不僅會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴重危害人體健康[3]。

4 畜禽養殖廢水沼氣化處理措施

廢水沼氣化處理工藝能夠實現養殖場糞便的綜合利用。沼氣化處理工藝的種類較多，工藝的選擇由廢水種類、工程類型和工藝路線確定，常用的有以下幾種：

CSTR工藝：CSTR工藝適合各類廢水。其特征是原料液要預處理、液泵進料、進料TS濃度為6%～8%（采用螺桿泵才能達到8%）。我國畜禽糞便單一，產氣率在中溫條件下一般為0.8～1.0 m3/m3。沼渣沼液一般不經固液分離直接用于農田施肥。其缺點是原料要進行預處理，工程投資偏高。能耗偏大，能量輸出率偏低。如進行熱電聯產(CHP)，能量輸出率可大幅度提高。

USR工藝：采用上流式污泥床原理，其特征是原料預處理，液泵進料，進料TS濃度3%～5%，采用下進料上出料方式，沒有機械攪拌。原料從底部進入消化器內，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的有機物固體顆粒和沼氣發酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期（SRT）和微生物滯留期（MRT），從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。在當前畜禽養殖行業糞便資源化利用方面，有較多的應用。產氣率在中溫條件下，一般為0.7 m3/m3左右。USR是一種簡單而又低值的反應器。

表1 沼氣工程工藝的對比一覽表

UASB（升流式厭氧污泥床）工藝：UASB工藝是20世紀70年代開發的一種適用于低SS工業有機廢水的厭氧處理工藝，并被應用于畜禽養殖場的廢水處理。其原理是先對養殖場廢水進行固液分離，廢水進入UASB反應器進行厭氧反應，產生沼氣，出水需進一步好氧處理。UASB工藝是一種以環保治理為主、生產能源為輔的環保型沼氣工程工藝。

HCF工藝：是一種全混式工藝，其原理是將糞便按照TS濃度8%～12%調配,直接進入帶攪拌器的HCF反應器進行厭氧反應，產氣率在中溫條件下視原料不同在0.8～1.2 m3/m3，產生的沼渣直接用于農田施肥,也是典型的生態型沼氣工程工藝。

IC工藝：是目前效能最高的厭氧反應器。該反應器是集UASB反應器和流化反應器的優點于一身，利用反應器內所產沼氣的提升力，實現發酵料液內循環的一種新型反應器。但在實際工程中，IC工藝存在運行能耗大、一次性投資高的問題。

五種工藝的比較如表1。

HCF工藝和CSTR工藝屬于全混式工藝，將糞便按照TS濃度調配，直接進入帶反應器進行反應。UASB工藝與IC工藝、CSTR工藝相比,IC工藝運行能耗大，一次性投資高。CSTR工藝投資偏高，能耗偏大，能量輸出率偏低。UASB工藝單位能耗相對較低。UASB工藝與USR工藝相比，USR工藝產氣率≥0.7 m3/m3，UASB工藝產氣率≥0.5 m3/m3。

5 結語

畜禽養殖廢水的處理方法還有很多，在選用養殖廢水處理工藝時,企業應根據養殖場的養殖種類、養殖規模、糞便收集方式、當地的自然地理環境條件、排放去向、成本投資等因素綜合確定工藝路線及處理目標。

為了做好畜禽養殖業污染防治工作，不僅要實現廢水處理過程的無害化，而且要實現處理過程的資源化，有效地保護和改善農村生態環境，促進畜禽養殖業環境與經濟的可持續性發展。

[1]井艷文,李軍,等.畜禽養殖業污水控制與糞污資源化利用[J].北京水力,1998(6).

[2]沈瑾,陸旭,等.規模化豬場糞污水處理固液分離工藝及設備[J].中國沼氣,1997,17(4)：18～20.

[3]彭里,王定勇.豬場廢水的生物處理技術及其效果[J].家畜生態,2003(5)：67～72.