組合工藝在畜禽養殖廢水處理中的應用

蔣文勇,高 艷,韓紅東

（重慶市機電設計研究院,重慶 401147）

一般來說，傳統的畜禽養殖廢水處理采用還田利用和自然處理模式。畜禽養殖所產生的廢水含有大量污染物質，如果直接隨雨水沖刷進入江河，會嚴重影響當地居民的水質。近年來，隨著科學技術的不斷發展，合理有效的畜禽養殖廢水處理已經成為了研究的重點對象。

1 畜禽養殖所產生廢水的特征

畜禽養殖的廢水主要由畜禽尿液、糞便、飼料殘渣和大量沖洗水組成，畜禽糞尿中含有氨、磷以及一些水溶性有機物，沖洗水主要來源于對圈欄沖洗、畜禽的淋洗等。畜禽養殖的廢水中含有大量畜禽的毛發、糞便以及未食用完的飼料，并具有強烈的腥臭味，懸浮物的有機物含量也很高，例如COD、BOD、NH-N等在水中的含量都非常高。除此之外，畜禽養殖廢水中含有的大量病原微生物和寄生蟲卵，容易腐敗，顏色深，臭味濃，會消耗水中溶解氧，很容易造成疾病的感染，整體污染負荷較高[1]。

2 畜禽養殖廢水排放的現狀及危害

綜合交通運輸、畜禽養殖地所需占地面積等多方面因素，大多數人在選擇建設地址時會選擇城市的近郊區。但是城市近郊區的土地使用面積一般都相對較少，這樣大量的畜禽廢水就無法得到有效處理，除此之外，由于相關部門對畜禽養殖廢水管理的重視程度不夠，從而導致畜禽養殖場隨意排放廢水的現象時常發生。

未經處理的畜禽廢水中含有大量的有機污染物、N和P等營養物質，如果直接排入江、河、湖中，會大量消耗水中的溶解氧，導致水體發臭，最后導致水生生物大量死亡，嚴重破壞水體生態平衡。如果直接排入農田，可能導致土壤中空氣堵塞，嚴重影響到土壤質量和農作物的生長，導致作物出現徒長、返青、倒伏等現象，影響作物后期的生長和產量等。而未經處理的畜禽廢水中的N和P等營養物質被直接排出，會造成水體中硝酸鹽和亞硝酸鹽的濃度過高，長期飲用此水會引起中毒。除此之外，廢水中的大量病原微生物、寄生蟲卵一旦被直接排入環境，不但會直接威脅到畜禽自身的安全，還會隨著食物鏈的傳播而影響到人體的健康。

3 畜禽養殖廢水常用處理工藝

因為畜禽養殖廢水含有大量污染物質，對環境會造成巨大的影響，因此采取有效措施處理畜禽養殖所產生的廢水勢在必行。由于傳統的畜禽養殖廢水處理模式受土地等自然條件因素的限制較多，而隨著科學技術的不斷發展，高效的養殖廢水處理工藝自然就取代了傳統的畜禽養殖廢水處理方式，并成為研究的重點。厭氧處理工藝是養殖廢水處理工藝的主要工藝，其包括厭氧濾池（AF）、厭氧擋板反應器（ABR）、完全混合式厭氧反應器（CSTR)等，具有能處理高濃度畜禽養殖廢水的特點。盡管厭氧處理工藝已經具有很多的優勢，但在對N、P等營養物質的去除方面還有一定的局限性，而好氧生物工藝在N、P等物質的去除中具有較大的優勢，雖然能夠稍稍彌補厭氧工藝的局限性，但其設備成本和耗能較高。因此，在畜禽養殖廢水處理時通常會采用組合工藝[2]。

4 畜禽養殖廢水處理的一般工藝流程

畜禽養殖廢水一般要先通過一、二級振動篩和混凝沉淀設備，去除絕大部分有機物質，再通過厭氧將其轉化為沼氣，而設備產生的泥渣會作為有機肥料，再次被投入到農業生產當中，分離出的廢水則會經過二沉池泥水分離后用于農灌還田。而對于畜禽養殖廢水中產生的沼氣，通過脫水處理后放入氣柜中儲存，所產生的沼氣可用于附近居民生活用氣和畜禽養殖場的發電機發電能量來源。

5 組合工藝在畜禽養殖廢水處理中的應用

為了對畜禽養殖的廢水進行高效處理，根據組合工藝應用的基礎設計出了一種 “畜禽養殖廢水處理系統”，使規模化的畜禽養殖廢水處理達到了城鎮污水處理一級B標準直接排放。在前面渣液分離的基礎上，“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒的養殖廢水處理系統”等工序的處理，能夠有效地實現對廢水的回收再利用，使畜禽養殖廢水最終達到排放標準，且整個組合工藝廢水處理系統結構緊湊，經處理后的水質穩定。

5.1 組合工藝在畜禽養殖廢水處理系統的實際應用

在四川某種豬養殖場，種豬保有量為2400頭，每天產生污水約60 t，畜禽養殖廢水處理系統在運行時，畜禽養殖形成的廢水最先進入集水池，在集水池中，廢水處理后得到初步的沉淀，除去了廢水中質量及體積較大的糞便，之后經過污水提升處理裝置處理后進入粗格柵池，在進入粗格柵池之后，在其內部回轉式粗格柵的作用下，將畜禽養殖廢水中的較大漂浮物進行了初步處理。廢水中加混凝劑進入混凝沉渣池，在充分與混凝劑接觸后，實現了污泥與廢水的有效分離，同時在混凝沉渣池中，在固液分離裝置進一步作用下將廢水中的懸浮物進行分離[3]。

通過“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒”的組合工藝來處理畜禽養殖廢水方式。進入UASB+水解酸化+好氧之后的畜禽養殖廢水，通過組合工藝中的微生物將水中的可溶性小分子固體有機物完全氧化為二氧化碳和水分子，同時將水中的氨和氮轉化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，從而達到除去氨氮的目的。而去除氨氮的廢水，經過MBR工藝后提高將要排放的畜禽養殖廢水的清澈度，生化指標可以達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準GB 18918-2002》一級B標準。在畜禽養殖廢水的排放前，經消毒池的二氧化氯消毒裝置對廢水進行消毒，將水中的細菌、病毒等去除，后回用于場地沖洗、圈舍降溫，節約了水資源。項目在穩定運行3個月后，經多次檢測出水指標COD≤50 mg/L、NH3-N≤8 mg/L、TP≤1 mg/L，均能達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準GB 18918-2002》一級B排放標準。

5.2 “UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒畜禽養殖廢水處理系統”的運行效果

通過實踐運行結果顯示，經過“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒畜禽養殖廢水處理系統”試驗裝置，畜禽養殖廢水處理的效果十分顯著，且整個組合工藝系統結構緊湊，處理廢水的水質穩定。廢水在經過“固液分離+UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒”的組合工藝的作用后，出水指標完全能夠達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B排放標準，總去除率高達99%以上，證實了該組合處理工藝的有效性。總之，該組合工藝在經過實際運行，整體效果較為客觀，穩定性強、便于管理，具有推廣價值。

隨著畜禽養殖業規模的擴大，養殖廢水的排放量也會不斷增加，如何科學處理養殖廢水已經成為當前需要思考和解決的重要問題。而相比于傳統處理工藝，組合工藝能夠更加有效解決畜禽養殖廢水的處理問題，另外還具有穩定性強、操作簡單、處理效率高等一系列優勢，在當今社會的畜禽養殖中具有極強的利用價值。總而言之，畜禽養殖廢水的處理不但要做到無害化，而且要實現資源化、能源化的最大利用，使處理廢水的系統實現高效循環運作，推動養殖業的可持續協調發展。