禹安環境養殖污水處理技術的研究

       規模化養殖場的發展，不僅為人們帶來了豐富的肉、禽、蛋、奶類食品，還帶來了嚴重的環境污染問題。規模化養殖場產生的高濃度、高氨氮、高懸浮物的“三高”類畜禽廢水，處理難度較大，成為污染水體的重要污染源。因此養殖污水的減量化、無害化處理迫在眉睫。

一、養殖場污水處理現狀

      近年來，由于養殖業的快速發展使得養殖污染成為農業污染的主要來源，養殖場污水的處理成為畜禽養殖業健康、可持續發展的主要因素。但是，研究表明，我國畜禽養殖規模仍繼續增加，養殖總量以每年8%的趨勢增長。2015年畜禽養殖業COD排放量占農業污染源排放量的95%，畜禽養殖業NH^₃-N排放量占農業污染源排放量的79%，這將對環境造成的危害越來越大。

1.1 養殖場污水的來源

養殖場污水由畜禽尿液、飼料殘渣、殘余糞便、沖洗水等構成。有的養殖場污水還包括生產處理過程中產生的和人工生活產生的兩部分，前者是主要部分，尿液和沖洗水占了絕大部分。養殖場污水的產生量主要受養殖場的規模、動植物的飲水方式、人工管理水平等多種因素的影響。研究表明不同的養殖場由于清糞方式的不同，用水量和污水排放量差異很大。

1.2 養殖場污水的特點現狀

規模化養殖場所產生的污水主要是一些高濃度、高氨氮、高懸浮物、處理難度大的“三高”廢水。數量大、相對集中、處理難度大的特點導致其在處理過程中存在許多問題。

1.2.1 數量大

首先是由于快速發展的養殖業帶來了許多的養殖*戶和養殖場。其次是由于大部分豬場是漏板式的欄舍且采用水沖式清糞，這就會導致排水量很大。

1.2.2 相對集中

首先受人工管理方式的影響，沖洗欄舍的時間基本在早上或者晚上，這樣相對集中的時間會導致污水的產生也相對集中。另外農業生產是季節性的，大量集中的糞便和污水量使得周圍的農田無法全部消納，對環境造成嚴重的危害。

1.2.3 處理難度大

首先，廢水固液混雜，濁度高，有機質濃度較高，且富含氮、磷，極易腐敗。大量的糞便污水相對集中，難以運輸，無法在周圍有限的土地上完全消化而成為重要的污染源，嚴重污染了周邊環境。其次，受自然和市場的雙重影響，有風險，廢水處理費用高，人們往往在污水處理上資金投入少。另外，污水中抗生素和重金屬的殘留問題也逐漸成為養殖場污水處理的重點。

二、養殖場污水處理技術研究進展

2.1生物處理技術

生物處理就是微生物通過自身的新陳代謝作用，把污水中的無機物轉化為有機物，從而使廢水得到凈化的一種方法。從需氧的角度來說生物處理方法主要有厭氧生物法、好氧生物法。

2.1.1 厭氧好氧工藝的發展

厭氧生物處理法是指生物在無氧或缺氧條件下，利用自身的代謝作用分解污水中的有機污染物，使有機污染物轉化為無機物質的一種方法。厭氧工藝從開始的厭氧消化池，發展到厭氧濾器（AF），厭氧流化床反應器（AFB）、上流式厭氧污泥床（UASB）厭氧折板式反應器（ABR）、升流式固體反應器（USR）、內循環厭氧反應器（IC）以及第三代膨脹顆粒污泥床反應器（EGSB和IC）。好氧生物處理法是利用好氧生物代謝作用分解污水中的有機污染物一種方法。

主要由活性污泥法和生物膜法兩大類別。

2.1.2 厭氧-好氧聯用技術

鑒于養殖場廢水的有機物濃度高，直接采用好氧處理，能耗太高，而相對來說厭氧處理的費用低。直接采用厭氧處理的話，CODcr不達標。這就促使許多學者把厭氧好氧工藝結合起來，既能夠保證費用低，又可以實現污水達標排放。通常厭氧處理會用來制沼氣，供應養殖區和辦公區的用電需求。

對于厭氧好氧工藝組合，有許多學者進行了相關研究，取得了一定的效果。等把內循環高效厭氧反應器和A/O法結合應用于規模化畜禽養殖場污水處理，結果顯示在水力停留時間縮短到1～1.5d，容積負荷達到5kgCOD/（m³/d）以上，COD的去除率達到75%。在厭氧-好氧生物濾池處理城市污水試驗的研究中表明厭氧-好氧生物濾池能夠有效去除污水中污染物，當CODcr、NH^3-N、和SS的進水分別為23mg/L、56mg/L和112mg/L，水力停留時間為8h，曝氣強度在0.5～0.6L/（m²/s）、CODcr、NH^3-N、和SS的去除率分別在90%、75%、80%。等運用厭氧-3級好氧/缺氧生物膜工藝來處理農村生活污水，結果表明該工藝可以大大提高磷的去除率。

2.2 生態處理

生態處理是利用天然的水體或農田建立生態修復系統來凈化污水的一種方法。規模化養殖場污水適合的生物處理方式主要有自然還田、氧化塘、人工濕地等，在偏離城市中心有閑置土地的農村地區比較常見，國外養殖場污水處理采用較多的是美國和澳大利亞，國內主要是在華東地區。

2.2.1 自然還田

自然還田是在養殖場的附近有農作物種植，利用養殖場污水和農田建立一個循環農業生態系統，通常采用自然沉淀或者隨雨水直接排出的方式，是目前重要的污染源，管理粗放。其關鍵是養殖場規模和農田耕作量，養殖場規模的大小與農田耕作量成正比，才能夠達到生態效益、經濟效益*大化。污染物中營養成分循環利用，可以降低化肥施用量，但是投資高。自然還田適于遠離市中心區，經濟落后，有足夠農田的農村偏遠地區，同時豬場規模一般2萬頭以下。

2.2.2 氧化塘

氧化塘是一種天然的或經過一定人工修建的有機廢水處理池塘，其處理污水的過程實質上是一個水體自凈的過程。凈化的過程中，既有物理因素，如絮凝、沉淀等，也有化學因素，氧化還原等，還有生物因素，氧化塘法主要適用于有舊河道、沼澤、荒地等的條件下，投資少，運行管理簡單，可以和動植物形成復合生態系統。但是受土地和氣候的影響比較大，土地和氣候會直接影響污染物的去除率及生態效益。等在談氧化塘處理集約化畜禽養殖場污水研究中明確了氧化塘法的優缺點及適用條件等，表明氧化塘按照占優型的微生物種屬以及生化反應的差異，可以分為厭氧塘、兼性塘、好氧塘、曝氣4種類型。

2.2.3 人工濕地

人工濕地是用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設防滲隔水層，種植水生植物，從而使污水得到凈化。其關鍵是植物的選擇及土壤-濕生物-微生物復合系統的基本性質特征。不同污染物需要不同的植物來去除。人工濕地法不僅起到污水凈化作用，而且可以通過天然的濕地環境，創造獨特的生態景觀。通過潛流人工濕地實驗，表明蘆葦和黑麥草可以富集Cr、Cu、Zn等重金屬，并且生長速度快、適應能力強，可以用此構建人工濕地來處理養豬場的污水。等通過對比2種主要的紅樹植物木欖和秋茄對牲畜廢水的處理，結果表明對N、P的去除效果比較好。研究表明香根草和風車草對污水中污染物COD的去除率達到80%以上。