探究农村畜禽养殖废水处理技术现状与展望

2016-03-10禹业飞王成磊河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所河南驻马店463700河南省驻马店市泌阳县兽药饲料监督监察所河南驻马店463700

甘肃畜牧兽医 2016年5期

张　飞，禹业飞，王成磊，王　幸（.河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所，河南驻马店463700；.河南省驻马店市泌阳县兽药饲料监督监察所，河南驻马店463700）

探究农村畜禽养殖废水处理技术现状与展望

张飞1，禹业飞1，王成磊1，王幸2
（1.河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所，河南驻马店463700；
2.河南省驻马店市泌阳县兽药饲料监督监察所，河南驻马店463700）

摘要：农业面源污染的重要污染源就是畜禽养殖废水，本文分析和说明了畜禽养殖污染防治存在的问题和农村畜禽养殖废水处理现状，进一步探讨了适合畜禽养殖废水处理方法，同时对还田利用、物化处理技术、生物处理技术、自然生态处理技术的现状及优缺点进行详细介绍，从而提出了农村畜禽养殖废水处理方面的建议与对策。

关键词：畜禽废水；废水处理；存在问题；防治对策

我国畜禽养殖业随着畜禽养殖业生产方式的不断转变而逐步向规模化、集约化发展，并集中向城郊。由于成本偏高的畜禽养殖污染处理，以及部分畜禽养殖者粪污处理意识薄弱，缺乏设施设备和技术力量，在带来经济效益的同时畜禽养殖也带来了严重的环境污染，成为我国农村面源污染的主要来源和水体富营养化的重要原因。

1　畜禽养殖污染防治存在问题

1.1畜禽养殖污染防治技术难度大

当前，对畜禽养殖污染防治存在一定的技术和经济瓶颈。现有污染防治技术对畜禽养殖业排放的化学需氧量的处理基本能达到有关技术标准，但是对氮、磷等污染物的去除缺乏有效的经济和技术支持。

1.2缺乏有效的污染防治经济支撑

目前，我国以农户为单元的分散式养殖还占有很大比例，他们一般规模较小，投资能力有限，一般也不会兴建污染防治设施。同时政府财政也往往向省市级规模化养殖倾斜，普通分散式养殖户很难获得财政补贴，导致污染物排放不断。

1.3污染防治设施运行维护不到位

出于经济和思想意识等因素，多数污染防治设施的运行管理与维护等工作均由非专业人员操作管理。这些人员通常素质较低，环保意识淡薄，设备维护与运行管理技术与经验严重缺乏，导致畜禽养殖污染防治设施普遍存在运行维护不到位等。

2　农村畜禽养殖废水处理现状

当前，农业面源污染问题日趋严重，农业水资源利用日益紧缺。就目前我国畜禽废水处理来说，采用强制的物理化学措施强化处理，因为设施投入过大，运转费用高，使得成本过高。我国畜禽养殖业主要集中在农村地区和城郊，畜禽废水分布不集中，给畜禽废水的工厂化处理带来困难，加之农村经济能力有限，使用此方法不切实际。另外，对于高浓度畜禽废水来说，单一工艺技术很难实现对其高效处理、达标排放及资源化。因此，加强农村畜禽废水资源化利用关键技术的研究与应用，不仅能有效改善农业面源污染状况，还可以在一定程度上缓解农业用水紧缺的状况，对加强社会主义生态文明建设有着重要的现实意义［1］。

3　畜禽养殖废水处理技术

目前畜禽废水的处理技术主要有还田利用处理、物化处理、生物处理、自然生态处理等。

3.1还田利用处理

畜禽废水还田利用处理是一种比较传统的方法，在我国有着悠久的历史。该方法不仅能够实现畜禽污染物的资源化利用，还能在一定程度上减少化学肥料的使用，对改善土壤结构有着极其重要的作用。当前农村散户畜禽养殖污染物的处理多采用此种方式，其具有投资少、能耗低等一系列优点。但是由于在使用过程中由于畜禽养殖废水中存在大量的致病微生物并不能得到有效处理而存在一定的潜在危害。另外，由于畜禽废水中含有高浓度的氮磷以及重金属元素等污染物，致使在长期使用过程中容易造成地表水和地下水污染，同时还会导致土壤结构发生变化，影响农作物生长。3.2物化处理技术

常见的物化处理技术有吸附法、絮凝沉淀、电化学氧化、Fenton氧化等。

3.2.1介质吸附法该方法主要是利用吸附介质的吸附作用对畜禽废水中的氮磷等进行吸附预处理。

3.2.2絮凝沉淀法通过投加磁种和絮凝剂进行磁絮凝分离反应处理猪场废水，COD去除率最高可达61.02%。通过注射聚合体增加固体絮结物来提高固液分离效率。可以分别去除97.6%的悬浮固体；99.7%的生化需氧量；98.5%的TKN；98.7%的氨氮；95%的总磷；98.7%的Cu和99%的Zn。还可去除97.9%的气味，并将病原菌减少到不可检测到的水平［2］。

3.2.3电化学方法电化学方法集电氧化和电还原作用于一体，能够有效去除有机物和重金属，是一种新兴的水处理技术。电化学法能够同步去除养殖废水中的抗生素、激素和重金属等污染物［3］。

3.2.4Fenton氧化研究发现经Fenton预氧化后，畜禽废水的生化性明显得到改善，可进行后续生化处理。采用Fenton氧化处理畜禽废水后发现，其对废水COD和色度的去除率分别达到80%和95%。当前工程经验不足，多处于实验室研究阶段，另外涉及反应器的技术经济性问题也是限制其应用的一个重要原因。

3.3生物处理技术

3.3.1好氧生物处理技术利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞。在好氧处理中，可生物降解的有机物最终可被完全氧化为简单无机物就是好氧生物处理技术的基本原理。该方法主要有活性污泥法和生物滤池、生物转盘、SBR和A/O等一系列工艺。国内应用好氧方法处理畜禽废水的研究也已经取得了很好的效果。

3.3.2厌氧生物处理技术畜禽废水的厌氧处理工艺通常有厌氧滤池、厌氧折流式反应器、上流式厌氧污泥床以及内循环厌氧反应器等。该技术能耗少、造价低，具有较高的有机物负荷潜力等优点，在畜禽废水处理中得到了广泛应用。

3.3.3厌氧-好氧组合工艺单独的厌氧或好氧处理使畜禽养殖废水的达标外排无法实现，大多数畜禽养殖场结合它们各自的优势，对厌氧（缺氧）好氧联合处理工艺采用。厌氧-好氧联合处理法既克服了好氧处理能耗大和占地面积大的不足，又能克服使厌氧处理达不到排放要求的缺陷，具有投资少、运行费用低、净化效果好、能源环境综合效益高等优点，特别适合于规模化畜禽养殖场污水的处理。

3.4自然生态处理

自然生态处理法来净化污水时是利用天然水体、土壤和生物的物理、化学与生物的综合作用。其净化机理主要有过滤、截流、沉淀、物理和化学吸附、化学分解、生物氧化及生物吸收等。自然处理法主要对氧化塘、土地处理系统以及人工湿地等自然处理系统对畜禽废水进行处理采用。该技术的优点是具有投资少、能耗低、运行管理费用低、二次污染小等。目前，国外对畜禽废水自然生态处理的研究主要在数据库和设计指南的开发、机理的研究以及改良人工湿地技术方面集中。国内利用人工湿地处理畜禽废水方面的研究和应用主要是植物的筛选和处理效果的考察等。目前人工湿地的应用范围也在不断地扩大。一些研究在近10年来，开始对用人工湿地处理工业废水与农业废水等涉及。人工湿地独特而复杂的净化机理使其能够在重金属工业废水、难降解有机废水的处理中发挥良好的作用。因此人工湿地污水处理系统的应用有向特殊工业废水与农业面源污染治理方面转移的趋势，近年来，国内外许多学者与工程技术人员已对人工湿地进行工艺改进或与其他系统联合后用于农业面源污染、城市与公路非点源污染的治理。尽管在畜禽废水处理中人工湿地技术应用较好，但其本身工艺仍然存在受气候条件影响，填料易堵塞，湿地植物物种影响净化效果以及脱氮除磷效率等的一系列问题需要解决。