畜禽養(yǎng)殖廢水處理措施的探討

杜娟 郭威 薛俊杰 胡俊波

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

畜禽養(yǎng)殖廢水處理措施的探討

杜娟 郭威 薛俊杰 胡俊波

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

畜禽養(yǎng)殖廢水已成為主要的污染源，針對這種污染現(xiàn)狀，近年來出現(xiàn)了許多廢水處理方法。在分析養(yǎng)殖廢水的特點及對環(huán)境的危害基礎(chǔ)上，介紹了畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的幾種主要處理工藝技術(shù)。

養(yǎng)殖廢水；廢水處理；處理措施

0 引言

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，畜禽糞便已成為主要的污染源，嚴重影響著生態(tài)環(huán)境。畜禽養(yǎng)殖場污染物的處置與利用有多種技術(shù)途徑，將養(yǎng)殖廢水無害化處理后農(nóng)田回用是有效途徑之一。

1 畜禽養(yǎng)殖廢水的組成

畜禽養(yǎng)殖場廢水主要來自尿液、糞便水、場地沖洗水及生活污水。養(yǎng)殖場廢水水質(zhì)特征與畜禽舍結(jié)構(gòu)、清糞方式、沖洗水的使用、生產(chǎn)管理等有關(guān)。從2007年7月1日起，所有集約化畜禽養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖區(qū)都必須采取干清糞工藝，并實現(xiàn)雨水和污水的分流。

2 畜禽養(yǎng)殖廢水的特點

1）廢水中含有大量有機物、氨、磷、固體懸浮物、微生物病原體，是一種高濃度的有機廢水。

2）規(guī)?；B(yǎng)殖場每天排放的廢水量大、集中。

3 畜禽養(yǎng)殖廢水對環(huán)境的危害

1）對水體的污染

養(yǎng)殖廢水屬于富含大量病原體的高濃度有機廢水，直接排放進入水體或存放地點不合適，受雨水沖洗進入水體，會造成地表水或地下水水質(zhì)的嚴重惡化。由于畜禽糞尿的淋溶性很強，糞尿中的氮、磷及水溶性有機物等淋溶量很大，如不妥善處理，就會通過地表徑流和滲濾進入地下水層污染地下水。對地表水的影響則主要表現(xiàn)為，大量有機物質(zhì)進入水體后,有機物分解將大量消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)臭。當(dāng)水體中的溶解氧大幅度下降后，大量有機物質(zhì)可在厭氧條件下繼續(xù)分解，分解中將會產(chǎn)生甲烷、硫化氫等有毒氣體，導(dǎo)致水生生物大量死亡。廢水中的大量懸浮物可使水體渾濁，降低水中藻類的光合作用，限制水生生物的正?；顒?使對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡，從而進一步加劇水體底部缺氧，使水體同化能力降低。氮、磷可使水體富營養(yǎng)化，嚴重地破壞水體生態(tài)平衡[1]。

2）對農(nóng)田及作物的影響

畜禽養(yǎng)殖廢水中含有較多的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促進農(nóng)作物的生長。但如果未經(jīng)任何處理就直接、連續(xù)、過量施用，則會給土壤和農(nóng)作物的生長造成不良的影響，如引起作物徒長、返青、倒伏，產(chǎn)量大大降低，推遲成熟期，影響后續(xù)作物的生長等。廢水中的大量有機物質(zhì)在土壤中不斷累積也會使土壤呈強還原性，而強還原性的條件不僅影響作物的根系生長，而且易使土壤中原本處于惰性狀態(tài)的有害元素得到還原而釋放，大量無機鹽在土壤中的積聚則會引起作物的鹽害[2]。

3）微生物污染

畜禽體內(nèi)的微生物主要是通過消化道排出體外，通過養(yǎng)殖場糞便的排放進入環(huán)境，從而造成嚴重的微生物污染。如果這些糞便不進行無害化處理，大量的有害病菌一旦進入環(huán)境，不僅會直接威脅畜禽自身的生存，還會嚴重危害人體健康[3]。

4 畜禽養(yǎng)殖廢水沼氣化處理措施

廢水沼氣化處理工藝能夠?qū)崿F(xiàn)養(yǎng)殖場糞便的綜合利用。沼氣化處理工藝的種類較多，工藝的選擇由廢水種類、工程類型和工藝路線確定，常用的有以下幾種：

CSTR工藝：CSTR工藝適合各類廢水。其特征是原料液要預(yù)處理、液泵進料、進料TS濃度為6%～8%（采用螺桿泵才能達到8%）。我國畜禽糞便單一，產(chǎn)氣率在中溫條件下一般為0.8～1.0 m3/m3。沼渣沼液一般不經(jīng)固液分離直接用于農(nóng)田施肥。其缺點是原料要進行預(yù)處理，工程投資偏高。能耗偏大，能量輸出率偏低。如進行熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)，能量輸出率可大幅度提高。

USR工藝：采用上流式污泥床原理，其特征是原料預(yù)處理，液泵進料，進料TS濃度3%～5%，采用下進料上出料方式，沒有機械攪拌。原料從底部進入消化器內(nèi)，與消化器里的活性污泥接觸，使原料得到快速消化。未消化的有機物固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣可以得到比水力滯留期高得多的固體滯留期（SRT）和微生物滯留期（MRT），從而提高了固體有機物的分解率和消化器的效率。在當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖行業(yè)糞便資源化利用方面，有較多的應(yīng)用。產(chǎn)氣率在中溫條件下，一般為0.7 m3/m3左右。USR是一種簡單而又低值的反應(yīng)器。

表1 沼氣工程工藝的對比一覽表

UASB（升流式厭氧污泥床）工藝：UASB工藝是20世紀70年代開發(fā)的一種適用于低SS工業(yè)有機廢水的厭氧處理工藝，并被應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖場的廢水處理。其原理是先對養(yǎng)殖場廢水進行固液分離，廢水進入UASB反應(yīng)器進行厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生沼氣，出水需進一步好氧處理。UASB工藝是一種以環(huán)保治理為主、生產(chǎn)能源為輔的環(huán)保型沼氣工程工藝。

HCF工藝：是一種全混式工藝，其原理是將糞便按照TS濃度8%～12%調(diào)配,直接進入帶攪拌器的HCF反應(yīng)器進行厭氧反應(yīng)，產(chǎn)氣率在中溫條件下視原料不同在0.8～1.2 m3/m3，產(chǎn)生的沼渣直接用于農(nóng)田施肥,也是典型的生態(tài)型沼氣工程工藝。

IC工藝：是目前效能最高的厭氧反應(yīng)器。該反應(yīng)器是集UASB反應(yīng)器和流化反應(yīng)器的優(yōu)點于一身，利用反應(yīng)器內(nèi)所產(chǎn)沼氣的提升力，實現(xiàn)發(fā)酵料液內(nèi)循環(huán)的一種新型反應(yīng)器。但在實際工程中，IC工藝存在運行能耗大、一次性投資高的問題。

五種工藝的比較如表1。

HCF工藝和CSTR工藝屬于全混式工藝，將糞便按照TS濃度調(diào)配，直接進入帶反應(yīng)器進行反應(yīng)。UASB工藝與IC工藝、CSTR工藝相比,IC工藝運行能耗大，一次性投資高。CSTR工藝投資偏高，能耗偏大，能量輸出率偏低。UASB工藝單位能耗相對較低。UASB工藝與USR工藝相比，USR工藝產(chǎn)氣率≥0.7 m3/m3，UASB工藝產(chǎn)氣率≥0.5 m3/m3。

5 結(jié)語

畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法還有很多，在選用養(yǎng)殖廢水處理工藝時,企業(yè)應(yīng)根據(jù)養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、糞便收集方式、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境條件、排放去向、成本投資等因素綜合確定工藝路線及處理目標(biāo)。

為了做好畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治工作，不僅要實現(xiàn)廢水處理過程的無害化，而且要實現(xiàn)處理過程的資源化，有效地保護和改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，促進畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境與經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展。

[1]井艷文,李軍,等.畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水控制與糞污資源化利用[J].北京水力,1998(6).

[2]沈瑾,陸旭,等.規(guī)?；i場糞污水處理固液分離工藝及設(shè)備[J].中國沼氣,1997,17(4)：18～20.

[3]彭里,王定勇.豬場廢水的生物處理技術(shù)及其效果[J].家畜生態(tài),2003(5)：67～72.