關(guān)于養(yǎng)豬廢水氮磷污染分析及其深度脫氮除磷技術(shù)探討

摘要：養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展為人們的生活提供了豐富的食物來(lái)源，隨著人們生活水平的提升，對(duì)于豬肉的需求量也不斷增長(zhǎng)，推動(dòng)養(yǎng)豬業(yè)的迅速擴(kuò)大。隨著我市城市建設(shè)水平的提升，促使現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)不斷向封閉化、技術(shù)化、集約化發(fā)展，也導(dǎo)致養(yǎng)豬廢水排放量不斷擴(kuò)大。養(yǎng)豬廢水主要來(lái)源于豬的排泄物以及養(yǎng)殖場(chǎng)的沖洗水，這些廢水中有著大量的氮磷有機(jī)物及懸浮物，屬于一種有機(jī)廢水，若不進(jìn)行科學(xué)處理很可能加重環(huán)境污染。因此，需要重視養(yǎng)豬廢水處理工作，避免對(duì)環(huán)境造成污染。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)豬廢水；氮磷污染；脫氮除磷技術(shù)

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2017）03-0159-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.084

Abstract： The development of aquaculture industry provides a rich source of food for peoples life. With the improvement of peoples living standard， the demand for pork is also increasing and the rapid expansion of the pig industry is promoted. With the city to enhance the level of urban construction， to promote the modern pig industry to the closure of the technology， intensive development， but also lead to the expansion of pig waste water. Pigs are mainly derived from pig excreta and flushing water from farms， which contain large amounts of nitrogen and phosphorus organic matter and suspended matter， which belong to an organic wastewater. It is likely to aggravate environmental pollution without scientific treatment. Therefore， the need to pay attention to pig waste water treatment work， to avoid pollution to the environment.

Key words： pig waste water； nitrogen and phosphorus pollution； nitrogen and phosphorus removal technology

城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們對(duì)生活水平的要求提升，推動(dòng)了養(yǎng)豬業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)突破了傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式的限制，提高了養(yǎng)殖規(guī)模的同時(shí)也提高了廢水排放量，且廢水未經(jīng)過(guò)任何方式的處理就直接排放，導(dǎo)致環(huán)境污染加重。有文獻(xiàn)指出，養(yǎng)豬廢水除了會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化外，同時(shí)還可能對(duì)水生物及人體造成毒害反應(yīng)，對(duì)飲用水源以及生態(tài)平衡造成威脅[1]。因此，養(yǎng)豬廢水治理是現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)有待解決的重要問(wèn)題。

1 養(yǎng)豬廢水生化處理技術(shù)中的厭氧處理技術(shù)

國(guó)外有許多人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)養(yǎng)豬場(chǎng)廢水中含有較高的營(yíng)養(yǎng)物，因此在其處理中主要以生物處理為主，應(yīng)用最廣泛的就是厭氧處理技術(shù)[2]。厭氧處理技術(shù)能夠有效消除養(yǎng)豬廢水中的有機(jī)物，具有許多優(yōu)勢(shì)：（1）能夠消滅廢水中的致病微生物和寄生蟲；（2）生成的沼氣能夠作為人們生活常用的能源，同時(shí)排放的液體以及淤泥能夠改善土壤的肥力；（3）污泥的排放量少，能夠減少污泥排放管理工作；（4）該技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢(shì)，且費(fèi)用明顯低于好氧處理法。生化養(yǎng)豬廢水處理技術(shù)中脫氮方法主要有三種：（1）氨化、硝化以及反硝化等技術(shù)；（2）同化、活性污泥吸收并沉淀等技術(shù)；（3）水生物吸收并通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)化。除磷方法主要有兩種：（1）同化、活性污泥吸收并沉淀等技術(shù)；（2）水生物吸收并通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)化。

Anoxic/Oxic技術(shù)（簡(jiǎn)稱A/O技術(shù)）是過(guò)去常用的污水處理技術(shù)，除了能夠有效降解有機(jī)污染物之外，同時(shí)就有一定的脫氮除磷效果[3]。養(yǎng)豬廢水中的氮濃度較高，A/O技術(shù)在硝化以及反硝化處理中需要2～5倍的回流比，但是在實(shí)際處理過(guò)程中很難負(fù)擔(dān)這么大的投資費(fèi)用以及運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益較低。傳統(tǒng)A/O技術(shù)的脫磷效果一般，只能夠讓廢水中的磷及其化合物被活性污泥所吸收[4]。通過(guò)控制活性污泥的相關(guān)參數(shù)，借助重力流分離含磷污泥，具有一定的技術(shù)難度。并且在含氮磷污水中采用A/O技術(shù)對(duì)于活性污泥的要求較高，需要使用色澤好、活性高、負(fù)荷大且狀態(tài)穩(wěn)定的污泥，這對(duì)污水處理的經(jīng)濟(jì)效益造成了影響，存在著較高的局限性。

在我國(guó)污染治理和生態(tài)政治工作中，針對(duì)養(yǎng)豬廢水診治專題工作中，主要以除碳沼氣技術(shù)為主的A/O處理工藝，能夠有效降低高濃度的化學(xué)需氧量和生化耗氧量，并且在農(nóng)業(yè)生態(tài)管理中取得了較好的應(yīng)用效果，但是在養(yǎng)豬廢水脫氮除磷應(yīng)用存在一定的局限性[5]。相關(guān)調(diào)查指出，在部分養(yǎng)豬場(chǎng)進(jìn)行廢水沼氣養(yǎng)羊發(fā)酵處理后，化學(xué)需氧量濃度在1250～3350mg/L，平均濃度為2150mg/L，去除效率超過(guò)60%，氨氮濃度為285～1268mg/L，平均濃度為684mg/L，去除效率為25%，總磷濃度為68～245mg/L，平均濃度為142mg/L，去除效率僅為15%。在厭氧發(fā)酵處理的基礎(chǔ)上應(yīng)用生物膜法、生態(tài)塘等典型A/O技術(shù)處理后，發(fā)現(xiàn)化學(xué)需氧量濃度在88～356mg/L，平均濃度為224mg/L，氨氮濃度為43～256mg/L，平均濃度為174mg/L，總磷濃度為16～68mg/L，平均濃度為36mg/L，這說(shuō)明通過(guò)這種模式能夠提高廢水脫氮除磷的效率，有助于提升廢水處理的質(zhì)量，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 養(yǎng)豬廢水深度脫氮除磷中的生物氧化塘技術(shù)分析

生物氧化塘主要是通過(guò)在普通氧化塘中加入具有脫氮除磷效果的水生植物或動(dòng)物，從而提升氧化塘的治理效果。①植物氧化塘：在氧化塘中種植水壺里、水浮蓬、蘆葦?shù)戎参铮@些植物都具有較好的分解氮磷有機(jī)物、氨氮以及磷酸鹽的作用，能夠提高氧化塘的脫氮除磷效果，提高污水處理效率[6]。利用菌藻實(shí)現(xiàn)污水治理也是現(xiàn)代生態(tài)污水處理的重要研究?jī)?nèi)容。光合細(xì)菌是最早出現(xiàn)在地球上、同時(shí)也是自然界中普遍存在的具有光能合成的原核生物，屬于革蘭氏陰性菌，其主要以光能為能源，能夠在缺氧光照以及好氧黑暗緩解中利用有機(jī)物、硫化物以及氨作為光合作用能源的微生物，其廣泛存在于土壤、沼澤、水田等地方。利用光合細(xì)菌進(jìn)行污水處理在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)目前有許多學(xué)者就光合細(xì)菌處理法展開(kāi)大量實(shí)驗(yàn)，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)利用光合細(xì)菌與黑藻及

螺旋藻能夠形成高效的生態(tài)處理系統(tǒng)，處理后的水能夠用于養(yǎng)殖場(chǎng)的清洗用水，同時(shí)可以將培養(yǎng)的菌藻蛋白產(chǎn)品進(jìn)行出售。②生態(tài)氧化塘：生態(tài)氧化塘主要分為好氧塘以及兼性塘，主要通過(guò)藻類共生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷，但是無(wú)法對(duì)藻類生長(zhǎng)的速率進(jìn)行有效控制，會(huì)導(dǎo)致水中藻類瘋狂生長(zhǎng)[7]。若在塘內(nèi)加入魚類、螺類、蚌類等水生物以及鴨、鵝等植物，在運(yùn)行氧化塘過(guò)程中，也能夠有效控制塘內(nèi)藻類的數(shù)量，同時(shí)保持較高的氮磷去除率。生態(tài)氧化塘中存在著許多食物鏈，例如菌藻→浮游生物→魚類→浮游生物→小型魚→鴨、鵝（水草、浮游生物、蚌、螺），其與普通氧化塘組成了復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，能夠有效去除氮磷污染物。總而言之，氧化塘具有投資成本少、處理效率高、可產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)勢(shì)，能夠應(yīng)用于現(xiàn)代養(yǎng)豬場(chǎng)的廢水處理工作中。

生物氧化塘應(yīng)用是需要注意三方面：①待處理污水中不能含有重金屬以及難降解的有機(jī)物；②氣溫及陽(yáng)光充足；③生化耗氧量負(fù)荷不超標(biāo)。養(yǎng)豬廢水完全負(fù)荷生物氧化塘的應(yīng)用指征，說(shuō)明生物氧化塘在養(yǎng)豬廢水處理中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。生物氧化塘在養(yǎng)豬廢水深度脫磷除氮中具有以下優(yōu)勢(shì)：①規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)多位于在郊區(qū)以及農(nóng)村地區(qū)，能夠充分利用周圍地區(qū)的天然池塘、沼澤以及農(nóng)田等經(jīng)濟(jì)用地；②養(yǎng)豬廢水主要是豬的排泄物以及養(yǎng)殖場(chǎng)的沖洗水，不含重金屬以及難降解的復(fù)雜有機(jī)物；③池塘周圍的氣溫一般比較合適，且光照充足，能夠?yàn)樗参锏纳L(zhǎng)提供良好的環(huán)境，例如水葫蘆、水蔥、蘆葦?shù)戎参铮虎茉趨捬醢l(fā)酵技術(shù)上加入A/O技術(shù)能夠有效提高脫氮除磷的效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前養(yǎng)豬廢水處理技術(shù)主要以生物處理技術(shù)為主，傳統(tǒng)廢水處理方法的脫氮除磷效率較低，若在除碳為主的沼氣發(fā)酵基礎(chǔ)上加入生物氧化塘能夠?qū)崿F(xiàn)深度脫磷除氮，具有較高的生物效益。

參考文獻(xiàn)

[1]謝榮，趙博瑋，李建政等.木質(zhì)填料床A/O系統(tǒng)處理低C/N比養(yǎng)豬廢水的效能與脫氮機(jī)制[J].化工學(xué)報(bào)，2015，23（11）：4661-4668.

[2]李建政，孟佳，趙博瑋等.養(yǎng)豬廢水厭氧消化液SBR短程硝化系統(tǒng)影響因素[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，24（8）：12-13.

[3]鄧凱文，李建政，趙博瑋等.WFSI處理低C/N比養(yǎng)豬廢水的效果及脫氮機(jī)制[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2016，23（21）：87-91.

[4]王成，孟佳，李玖齡等.升流式微氧生物膜反應(yīng)器處理高氨氮低C/N比養(yǎng)豬廢水的效能[J].化工學(xué)報(bào)，2016，67（9）：3895-3901.

[5]趙博瑋，李建政，鄧凱文等.木質(zhì)框架土壤滲濾系統(tǒng)處理養(yǎng)豬廢水厭氧消化液的效能[J].化工學(xué)報(bào)，2015，23（26）：2248-2255.

[6]黃海波，呼世斌，張鳳梅等.化學(xué)絮凝法對(duì)高質(zhì)量濃度養(yǎng)豬廢水預(yù)處理效果[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，22（22）：190-196.

[7]潘松青，王淑梅，葉欣等.生物膜-活性污泥復(fù)合工藝處理養(yǎng)豬廢水的中試啟動(dòng)及運(yùn)行[J].環(huán)境工程，2016，31（5）：39-43.

收稿日期：2017-04-27

作者簡(jiǎn)介：胡海利（1976-），男，本科，環(huán)境保護(hù)助理工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。