畜禽養殖廢水處理技術應用及研究進展

文_何立紅 德州市生態環境局機關服務中心

1 畜禽養殖廢水的特點及危害

畜禽養殖廢水是畜禽養殖過程中畜禽動物產生的尿液、糞便、飼料殘渣和圈舍洗滌廢水，該類廢水含有高濃度的有機物、氨氮等，對畜禽養殖場所環境有著嚴重的影響。畜禽廢水具有很強的溶淋性，很容易滲入土壤中，破壞土壤結構，使其失去肥力。此外，畜禽養殖廢水中含有三甲基胺、一氧化硫、硫化銨等有害氣體，破壞周邊大氣環境。畜禽廢水還含有大量的病原菌，如不能將其有效處理，會使該段河流及水域滋生蒼蠅、蚊蟲等，增加畜禽動物患傳染病的幾率。

2 畜禽養殖廢水治理存在的問題

2.1 畜禽養殖污染防治技術難度大

山東臨沂市莒南縣是傳統生豬的養殖大縣，年出欄500頭以上規模的生豬只有12%，50頭以下的可達到48%，主要是以中小型養殖為主。中小養殖戶對于環保問題不夠重視，污染處理設備不完善，養殖廢水水量、水質波動較大，給畜禽養殖廢水處理帶來難度。

2.2 缺乏有效的污染防治經濟支撐

畜禽養殖業主要分布在農村和城市周邊地區，給市政基礎設備薄弱，而且養殖戶主要以中小型為主，本身收益較少，而廢水治理設備費用較高，難以達到環保污染治理的要求。養殖戶居住分散，而建立管網等基礎設施費用較高，進而導致當前養殖戶污染防治困難。

2.3 污染防治設施運行維護不到位

管理、運行和維護污染治理設備工作常常不到位，無法保證污染處理設施正常運行，難以達到處理標排放目標。其中主要因素是由于污染治理的經費較為短缺，導致處理設備陳舊，處理效率低下。此外，還有設施維護人員緊缺，無法及時發現問題、解決問題。

3 畜禽養殖業廢水處理技術

3.1 物化處理技術

3.1.1 介質吸附法

吸附法是污水處理技術中常用的物理處理技術，該方法是利用具有大比表面積、發達孔隙結構的固體材料來吸附畜禽廢水中的污染，并把污染物截留在吸附劑表面的污水處理技術。目前應用較多的吸附材料有活性炭和沸石。有研究者利用稻草和沸石的組合材料來處理養豬場廢水，當濾速為5m/h時，廢水中的CODcr、氨氮和磷的去除率分別可達47.9%、72.9%和50.1% 。還有研究者利用天然的鈣型沸石來處理養豬場排出的廢水，結果表明在適宜的處理條件下，利用天然鈣型廢水處理效果良好，其中污染物氨氮、磷和COD的去除效果分別可達96%、97% 和84%。

3.1.2 絮凝沉淀法

絮凝沉淀技術是污水處理的傳統技術，主要是利用絮凝劑的絮凝作用來實現污水的凈化，常用的絮凝劑主要是鋁鹽類和鐵鹽類。隨著絮凝技術的不斷發展，出現了高分子類的絮凝劑，其絮凝作用更強。有研究者采用磁絮凝的方式來處理養豬廢水，進水COD濃度為3232mg/L時，出水的去除率可達61.02%。還有研究者以農場的養豬廢水為研究對象，以投加固體的聚合物來提高廢水的固液分離效果，結果表明廢水中SS、氨氮和總磷的去除率分別可達96%、97%和84%。

3.1.3 電化學法

電化學法對于處理難生物降解的污染物、重金屬類有較好的效果，但是對于單純的有機物處理效率較差。有研究者采用陽極氧化法來處理養殖場廢水以RuO2-IrO2-TiO2/Ti復合電極為陽極，然后測定廢水中氨氮的去除率，結果表明氨氮的去除先于COD，反應時間為180min時氨氮的去除效果可高達98.22%，而該反應時間內COD的去除率只有14.04%。還有研究者采用電解法來處理養豬場排出的廢水，電解時間136min，廢水中氨氮、磷和有機物的去除率分別為42.4%、98%和83.7%，取得了良好的效果，表明電化學氧化相比電絮凝技術作用效果更好。

3.1.4 芬頓氧化

芬頓氧化屬于高級氧化技術，對于處理難降解有機物有著良好的效果和優勢，常作為污水的深度處理技術。隨著養殖業的不斷規模化，養殖廢水呈現的污染趨勢越來越嚴重。有研究者采用芬頓氧化法來處理養殖場廢水，當廢水COD濃度為5000～5700mg/L時，采用Fenton技術COD的去除率可達80%，廢水中的色度去除率可達95%。芬頓氧化技術和UASB厭氧處理技術聯合使用來處理畜禽養殖廢水，UASB出水COD濃度為1750±200mg/L、色度1500時，最終出水的COD和色度的去除率為95%和96%。芬頓氧化技術對于處理高濃度有機廢水有著良好的效果，但由于養殖廢水成分較為復雜，而且有時色度較高，需要配合一定的前處理才能發揮芬頓氧化技術的優勢，目前實際應用較少。

3.2 生物處理技術

3.2.1 好氧生物處理法

目前主要的好氧生物處理技術有SBR、SBBR、生物轉盤、生物濾池、AAO等，具有穩定可靠的處理效果。其主要依靠微生物的生物降解作用來處理污水中的污染物質，進而達到凈化作用。有研究者采用序批式活性污泥法來處理畜禽廢水，結果表明該技術能夠較好去除廢水中的氨氮、有機物和磷，而且能將廢水中的磷轉化為可溶性磷，然后在利用化學沉淀法將其去除。序批式生物處理技術工藝相對簡單，而且對有機物、氨氮及磷有良好的處理效果，處理后污泥沉淀性好，且能夠適應較大水質水量波動。還有研究者利用好氧顆粒污泥生物技術來處理畜禽養殖廢水，實驗條件為，HRT為8h，進水濃度COD為600mg/L，氨氮濃度為40mg/L，結果表明，出水COD、氨氮濃度為46.6mg/L和4.8mg/L，效果良好，而且硝酸鹽和亞硝酸鹽的去除效果可達90%以上。還有研究者利用生物濾池來處理畜禽養殖廢水，該技術穩定運行半年，廢水中的色度、SS、COD、BOD、氨氮和磷的平均去除率可達 64.7%、54.29%、75.33%、88.71%、94.55%和99.83%。該技術運行穩定性好，運行費用低，而且無二次污染等。此外，還有研究者采用MBBR、A/O等技術來處理畜禽養殖廢水，均取得了良好的處理效果，而且能夠長期穩定地運行，滿足當前的污水排放標準。

3.2.2 厭氧生物處理法

厭氧生物處理技術在畜禽廢水中也是常用的生物處理技術，其中主要有ABR、UASB等，均取得了良好的處理效果，并在實際中有了一定的應用。有研究者采用折流板厭氧反應器（簡稱ABR）來處理養豬廢水，廢水中COD的去除率可達65%左右，而且反應運行穩定，啟動速度快、抗沖擊負荷強。還有研究者采用UASB反應器來處理養殖廢水，實驗中pH值控制7.5左右，出水COD濃度可達81%左右；當增加HRT為12.5h時，反應器對廢水的處理效果達到最佳。UASB反應器具有啟動速度快、運行穩定，投資較低等優點，在畜禽廢水處理中有著廣泛的前景。

3.2.3 厭氧-好氧混合處理

厭氧生物處理既能夠處理高濃度有機廢水，也可以處理低、中濃度的有機廢水，但是單獨使用厭氧生物處理技術往往不能達到排放標準，常常采用厭氧與其他污水處理技術聯合使用。研究表明，無論采用厭氧生物處理技術還是好氧生物處理技術來處理畜禽養殖廢水，均不能保證污水長期達標排放。因此，當前處理畜禽養殖廢水大部分采用厭氧-好氧聯合處理技術。有研究采用厭氧-好氧聯合工藝進行了實驗，取得了良好的處理效果，這些組合工藝抗沖擊符合強，對氨氮、COD處理效果好。

3.3 自然生態處理技術

自然生態處理技術是利用天然的水體、土壤和生物的共同作用，在經過一系列的物理、化學和生物作用來去除污水中的污染物質。目前主要應用的自然生態處理技術有人工濕地和氧化塘技術。人工濕地是由土壤-水生植物-微生物共同組成的復合生態系統，有研究者利用該技術來處理畜禽養殖廢水，取得了良好的處理效果。人工濕地處理技術和氧化塘技術其影響因素較多，不同研究者分別研究不同土壤基質、不同水生植物等對水質的影響，更深入的了解自然生態處理技術，不斷優化畜禽養殖廢水處理技術，擴大了該技術在應用范圍。

4 結語

畜禽類動物成規模化養殖會產生大量的排泄物，尤其是畜禽養殖廢水，不對其進行有效的處理，不僅污染畜禽動物的生活環境，引起一些疾病，污染周邊的環境。因此，加強畜禽養殖廢水處理具有重要的意義。當前，我國針對畜禽養殖廢水在處理技術比較落后，污水管理比較松散，這些問題嚴重影響畜禽養殖業的發展。因此，在規模化養殖過程中要充分利用現有技術，結合實際情況制定出科學、合理的處理技術，保障養殖業的健康、持續的發展。