試論規模化生豬養殖廢水處理技術組合應用

董昌鑒

本文通過闡述生豬養殖廢水特點及危害，以實例分析綜合運用廢水處理技術組合處理生豬養殖廢水的效果，論述不同規模的生豬養殖場應立足實際，因水施策，尋求一組高效的廢水處理技術組合處理生豬養殖廢水的重要性。

關鍵詞：固液分離 UASB 兩級AO 技術組合 養殖廢水

當前，規模化生豬養殖場迅速發展，是國家實施鄉村振興中農村經濟支柱產業之一，豐富“菜籃子”、鼓起“錢袋子”的同時，污染問題也隨之而來，不僅影響經濟發展，還危及生態安全。如何有效處理生豬養殖廢水，最大限度減小環境影響？本文通過對松溪縣域內科誠牧業養豬場采用“預處理+UASB+兩級AO工藝+深度處理（混凝沉淀）+氧化塘”處理技術組合有效治理養殖廢水，水質達到《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB18596—2001），分析生豬養殖廢水處理技術組合的實際應用。

1 生豬養殖廢水特點及危害

生豬養殖廢水污染物主要來源于生豬養殖產生的尿液、糞便、飼料殘渣以及沖洗豬舍產生的廢水、場區職工生活用水等。污染物成分復雜，主要以固態、溶解態存在，富含有機物、氮、磷等營養物質，以及硒、砷、汞等重金屬物質，抗生素等獸藥殘留，五號病菌、大腸桿菌等病菌，廢水SS 、COD、BOD5、NH3--N、P較高，但容易通過生物降解，可生化性較好。廢水如不經處理排入外環境，將造成極大危害，養殖廢水排入河道致使水體有機物、氮、磷濃度增大，溶解氧降低，致使水質富營養化，嚴重時造成魚類死亡。廢水若未經厭氧發酵、殺毒，水體內寄生蟲、病菌將會大量繁殖、擴散，進而傳播疫病，導致疫病流行，危及人畜健康安全。高濃度廢水可造成土壤孔隙塞堵，透水性下降及結板、鹽化，降低土壤品質;氮、磷累集過高，比例失調，不利于農作物成長，導致減產，甚至死亡;一些重金屬富集過多，影響食品安全。

2 生豬養殖廢水處理技術組合案例分析

廢水處理技術發展時間比較長，方法形式多樣，大體可以分為物理法、化學法、生物法。物理法有過濾、沉淀、上浮等方法，利用物理作用分離、回收廢水中不溶解的懸浮污染物;化學法有混凝、中和、氧化還原等法，通過化學作用分離、去除溶解、膠狀態的污染物;生物法有好氧、厭氧生物法，利用微生物代謝作用，分解有機污染物等。廢水處理技術方法眾多，但單純采用一種處理方法從根本上解決污染問題的可能性很小，進而采用綜合防治技術，即一組技術工藝路線去除廢水中成分復雜的污染物。松溪縣科誠牧業養豬場采用“預處理+UASB+兩級AO工藝+深度處理（混凝沉淀）+氧化塘” 廢水處理工藝組合是個成功的案例。

2.1 養豬場基本概況

科誠牧業從事生豬養殖，總用地面積約16.4萬平方米，總建筑面積約12萬平方米，建有豬舍36棟，生豬養殖采用全漏縫式和自動刮糞式豬舍，廢棄物及無害化處理區建有大型沼氣池1.6萬立方米，建有一座污水處理站及96.5公頃的林地和農田灌溉地，是一家現代、立體、循環、生態型養豬場，年存欄生豬13000頭。該養殖場采取人工清糞、雨污分流，購置自動取水裝置等減量化措施，從源頭上減少污水量，采用“預處理+UASB+兩級AO工藝+深度處理（混凝沉淀）+氧化塘”工藝，利用微生物將廢水中的有機物分解成無毒無害的無機物，達標后進行林地灌溉，養殖糞污等固體廢棄物采用堆肥技術進行無害化處理，實現綜合利用，生態效益明顯。

2.2生豬養殖廢水處理技術組合工藝目標分析

2.2.1 固液分離

固液分離是豬場廢水處理的基礎，養殖廢水內含大量豬糞、豬毛等，采用全自動固液分離機進行攔截，去除糞污中95%的SS，降低后續處理負荷，干糞經堆肥發酵綜合利用。

2.2.2 調節池

豬場廢水排放具有間斷性、多變性，需對廢水量進行調節，使其能夠均勻進入后續處理單元，同時也起沉淀池的作用，減少SS，提高處理效果。

2.2.3 UASB反應器（上流式厭氧污泥床）

UASB反應器由污泥反應區、氣液固三相分離器、沼氣收集室三部分構成。底部反應區存留大量厭氧污泥，形成沉淀性能良好的厭氧污泥床，廢水從厭氧污泥床底部進入，與污泥層中活性污泥充分融合、接觸，讓微生物分解廢水中有機物，并轉化為甲烷（沼氣），在頂部三相分離裝置進行氣、液、固三相分離。UASB構造簡單、施工簡便、造價低，運行穩定，負荷能力大，無需攪拌，SS去除率在60%～70%，有機污染物去除率高，是生豬養殖廢水處理的理想方法。

2.2.4 二級AO工藝

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本階段經過厭氧段和好氧段的交替作用，進行酸化、水解反應，微生物將大分子切割成小分子，小分子有機物被發酵菌轉化為簡單的化合物，進而轉化為乙酸等物質，最后產甲烷菌把乙酸、氫氣、CO2等轉化為甲烷，并利用活性污泥強大的磷吸收能力，消減磷的含量。

2.2.4.1 缺氧生物處理工藝

本道程序主要進行生物脫氮。首先氨化菌將有機氮化合物分解、轉化成氨態氮;接著硝化菌將氨態氮進一步分解氧化為硝酸銨。最后反硝化菌將硝酸氮（NO3-N）和亞硝酸氮（NO2-N）還原氣態氮（N2），從水中去除。在此過程，將溶解氧濃度控制在0.5mg/L以下，更利于兼性脫氮菌硝酸鹽、亞硝酸鹽還原成氮氣排出。

2.2.4.2 好氧生物處理工藝

采用鼓風機供氣+攪拌曝氣，讓廢水與好氧微生物充分接觸，繁殖形成污泥狀絮凝物，再通過生物凝聚、吸附、氧化作用分解，去除廢水中未充分降解的有機物、氮、磷。

2.2.5 混凝沉淀

為達到進一步處理污染物目的，向廢水投加混凝藥劑（明礬等），使廢水中的細微懸浮物和膠體脫穩，使水中的懸浮小顆粒和膠體凝聚成大顆粒，通過重力沉降成為淤泥后去除。

2.2.6 好氧塘

利用微生物和藻類生化作用，即好氧細菌和真菌將有機物氧化降解合成新的細胞，藻類通過光合作用吸收氮、磷等營養物質和有機物，合成新的細胞釋放出氧。好氧塘水深小于0.5米，陽光充足，溶解氧充分，好氧生物活躍，BOD去除率高達80%以上。

2.2.7 消毒綜合利用

經過活性污泥法廢水糞大腸桿菌去除率達90%～95%，尚有5%～10%殘余。為了防止疾病的傳播，經一、二、三級處理后還需消毒處理。考慮到資金、安全以及滅菌能力問題，優選次氯酸鈉進行消毒，利用次氯酸鈉溶于水形成次氯酸，侵入細胞內破壞其磷酸脫氫酶，致使細胞死亡的機理進行滅菌消毒。科誠牧業養殖廢水經綜合處理后，SS<80 mg/L、TP<8 mg/ L、COD<150 mg/L、BOD5<60 mg/L、氨氮<60 mg/L、糞大腸菌群數<1000個/100mL，水質達到《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB18596—2001）中集約化畜禽養殖業水污染物排放限值及《農田灌溉水質標準》（GB5084—2005）標準。經消毒后的廢水循環用于沖洗豬舍或用于果林、農田灌溉。

2.3 生態效益分析

科誠牧業依照“減量化、無害化、資源化、生態化”的原則，建設漏糞地面，采取人工清糞、雨污分流，購置自動取水裝置等減量化措施，從源頭上減少污水量。廢水處理采用“預處理+UASB+兩級AO工藝+深度處理（混凝沉淀）+氧化塘”工藝，利用微生物分解廢水中的有機物降解成無毒無害的無機物，減少養殖業糞污中含有的大量COD、氨氮、總磷和有害污染物的排放，改善規模養殖場以及周邊生態環境，形成生態可持續發展的態勢，生態環境效益顯著。

3 生豬養殖廢水處理技術組合選擇原則

由于生豬養殖廢水成分復雜，常需要多種處理技術配合使用，廢水處理技術組合選擇是個復雜的問題，要綜合分析比較，應用最優化原理確定最佳技術組合。一要把握廢水特征。根據廢水形態、排放總量、污染物種類做出選擇。二要把握水質要求。根據當地水質排放要求，做出技術路線選擇。三要把握處理技術。要選擇技術先進且成熟、處理效果好的技術。四要考慮經濟成本。選用廢水處理項目建設小、廢水處理系統運行費用低、項目占地面積不大的技術。

4 結論

生豬養殖是高污染行業，廢水排放量大，有機物、氮、磷濃度高，本文所述案例主工藝采用生物法，再輔以預處理，兼用深度處理，達到良好處理效果。生豬養豬場應根據養殖規模、地域環境、環保要求及經濟狀況等，靈活選用一組廢水處理技術組合處理養殖廢水，確保養殖廢水按要求排放，促進經濟與環境協調發展。

（作者工作于南平市松溪生態環境保護綜合執法大隊）