禹安环境养殖污水处理技术的研究

       规模化养殖场的发展，不仅为人们带来了丰富的肉、禽、蛋、奶类食品，还带来了严重的环境污染问题。规模化养殖场产生的高浓度、高氨氮、高悬浮物的“三高”类畜禽废水，处理难度较大，成为污染水体的重要污染源。因此养殖污水的减量化、无害化处理迫在眉睫。

一、养殖场污水处理现状

      近年来，由于养殖业的快速发展使得养殖污染成为农业污染的主要来源，养殖场污水的处理成为畜禽养殖业健康、可持续发展的主要因素。但是，研究表明，我国畜禽养殖规模仍继续增加，养殖总量以每年8%的趋势增长。2015年畜禽养殖业COD排放量占农业污染源排放量的95%，畜禽养殖业NH^₃-N排放量占农业污染源排放量的79%，这将对环境造成的危害越来越大。

1.1 养殖场污水的来源

养殖场污水由畜禽尿液、饲料残渣、残余粪便、冲洗水等构成。有的养殖场污水还包括生产处理过程中产生的和人工生活产生的两部分，前者是主要部分，尿液和冲洗水占了绝大部分。养殖场污水的产生量主要受养殖场的规模、动植物的饮水方式、人工管理水平等多种因素的影响。研究表明不同的养殖场由于清粪方式的不同，用水量和污水排放量差异很大。

1.2 养殖场污水的特点现状

规模化养殖场所产生的污水主要是一些高浓度、高氨氮、高悬浮物、处理难度大的“三高”废水。数量大、相对集中、处理难度大的特点导致其在处理过程中存在许多问题。

1.2.1 数量大

首先是由于快速发展的养殖业带来了许多的养殖*户和养殖场。其次是由于大部分猪场是漏板式的栏舍且采用水冲式清粪，这就会导致排水量很大。

1.2.2 相对集中

首先受人工管理方式的影响，冲洗栏舍的时间基本在早上或者晚上，这样相对集中的时间会导致污水的产生也相对集中。另外农业生产是季节性的，大量集中的粪便和污水量使得周围的农田无法全部消纳，对环境造成严重的危害。

1.2.3 处理难度大

首先，废水固液混杂，浊度高，有机质浓度较高，且富含氮、磷，极易腐败。大量的粪便污水相对集中，难以运输，无法在周围有限的土地上完全消化而成为重要的污染源，严重污染了周边环境。其次，受自然和市场的双重影响，有风险，废水处理费用高，人们往往在污水处理上资金投入少。另外，污水中抗生素和重金属的残留问题也逐渐成为养殖场污水处理的重点。

二、养殖场污水处理技术研究进展

2.1生物处理技术

生物处理就是微生物通过自身的新陈代谢作用，把污水中的无机物转化为有机物，从而使废水得到净化的一种方法。从需氧的角度来说生物处理方法主要有厌氧生物法、好氧生物法。

2.1.1 厌氧好氧工艺的发展

厌氧生物处理法是指生物在无氧或缺氧条件下，利用自身的代谢作用分解污水中的有机污染物，使有机污染物转化为无机物质的一种方法。厌氧工艺从开始的厌氧消化池，发展到厌氧滤器（AF），厌氧流化床反应器（AFB）、上流式厌氧污泥床（UASB）厌氧折板式反应器（ABR）、升流式固体反应器（USR）、内循环厌氧反应器（IC）以及第三代膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB和IC）。好氧生物处理法是利用好氧生物代谢作用分解污水中的有机污染物一种方法。

主要由活性污泥法和生物膜法两大类别。

2.1.2 厌氧-好氧联用技术

鉴于养殖场废水的有机物浓度高，直接采用好氧处理，能耗太高，而相对来说厌氧处理的费用低。直接采用厌氧处理的话，CODcr不达标。这就促使许多学者把厌氧好氧工艺结合起来，既能够保证费用低，又可以实现污水达标排放。通常厌氧处理会用来制沼气，供应养殖区和办公区的用电需求。

对于厌氧好氧工艺组合，有许多学者进行了相关研究，取得了一定的效果。等把内循环高效厌氧反应器和A/O法结合应用于规模化畜禽养殖场污水处理，结果显示在水力停留时间缩短到1～1.5d，容积负荷达到5kgCOD/（m³/d）以上，COD的去除率达到75%。在厌氧-好氧生物滤池处理城市污水试验的研究中表明厌氧-好氧生物滤池能够有效去除污水中污染物，当CODcr、NH^3-N、和SS的进水分别为23mg/L、56mg/L和112mg/L，水力停留时间为8h，曝气强度在0.5～0.6L/（m²/s）、CODcr、NH^3-N、和SS的去除率分别在90%、75%、80%。等运用厌氧-3级好氧/缺氧生物膜工艺来处理农村生活污水，结果表明该工艺可以大大提高磷的去除率。

2.2 生态处理

生态处理是利用天然的水体或农田建立生态修复系统来净化污水的一种方法。规模化养殖场污水适合的生物处理方式主要有自然还田、氧化塘、人工湿地等，在偏离城市中心有闲置土地的农村地区比较常见，国外养殖场污水处理采用较多的是美国和澳大利亚，国内主要是在华东地区。

2.2.1 自然还田

自然还田是在养殖场的附近有农作物种植，利用养殖场污水和农田建立一个循环农业生态系统，通常采用自然沉淀或者随雨水直接排出的方式，是目前重要的污染源，管理粗放。其关键是养殖场规模和农田耕作量，养殖场规模的大小与农田耕作量成正比，才能够达到生态效益、经济效益*大化。污染物中营养成分循环利用，可以降低化肥施用量，但是投资高。自然还田适于远离市中心区，经济落后，有足够农田的农村偏远地区，同时猪场规模一般2万头以下。

2.2.2 氧化塘

氧化塘是一种天然的或经过一定人工修建的有机废水处理池塘，其处理污水的过程实质上是一个水体自净的过程。净化的过程中，既有物理因素，如絮凝、沉淀等，也有化学因素，氧化还原等，还有生物因素，氧化塘法主要适用于有旧河道、沼泽、荒地等的条件下，投资少，运行管理简单，可以和动植物形成复合生态系统。但是受土地和气候的影响比较大，土地和气候会直接影响污染物的去除率及生态效益。等在谈氧化塘处理集约化畜禽养殖场污水研究中明确了氧化塘法的优缺点及适用条件等，表明氧化塘按照占优型的微生物种属以及生化反应的差异，可以分为厌氧塘、兼性塘、好氧塘、曝气4种类型。

2.2.3 人工湿地

人工湿地是用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗隔水层，种植水生植物，从而使污水得到净化。其关键是植物的选择及土壤-湿生物-微生物复合系统的基本性质特征。不同污染物需要不同的植物来去除。人工湿地法不仅起到污水净化作用，而且可以通过天然的湿地环境，创造独特的生态景观。通过潜流人工湿地实验，表明芦苇和黑麦草可以富集Cr、Cu、Zn等重金属，并且生长速度快、适应能力强，可以用此构建人工湿地来处理养猪场的污水。等通过对比2种主要的红树植物木榄和秋茄对牲畜废水的处理，结果表明对N、P的去除效果比较好。研究表明香根草和风车草对污水中污染物COD的去除率达到80%以上。