畜禽养殖废水处理措施的探讨

杜娟 郭威 薛俊杰 胡俊波

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

畜禽养殖废水处理措施的探讨

杜娟 郭威 薛俊杰 胡俊波

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

畜禽养殖废水已成为主要的污染源，针对这种污染现状，近年来出现了许多废水处理方法。在分析养殖废水的特点及对环境的危害基础上，介绍了畜禽养殖业废水的几种主要处理工艺技术。

养殖废水；废水处理；处理措施

0 引言

随着畜禽养殖业发展，畜禽粪便已成为主要的污染源，严重影响着生态环境。畜禽养殖场污染物的处置与利用有多种技术途径，将养殖废水无害化处理后农田回用是有效途径之一。

1 畜禽养殖废水的组成

畜禽养殖场废水主要来自尿液、粪便水、场地冲洗水及生活污水。养殖场废水水质特征与畜禽舍结构、清粪方式、冲洗水的使用、生产管理等有关。从2007年7月1日起，所有集约化畜禽养殖场和养殖区都必须采取干清粪工艺，并实现雨水和污水的分流。

2 畜禽养殖废水的特点

1）废水中含有大量有机物、氨、磷、固体悬浮物、微生物病原体，是一种高浓度的有机废水。

2）规模化养殖场每天排放的废水量大、集中。

3 畜禽养殖废水对环境的危害

1）对水体的污染

养殖废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体，会造成地表水或地下水水质的严重恶化。由于畜禽粪尿的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。对地表水的影响则主要表现为，大量有机物质进入水体后,有机物分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭。当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡。废水中的大量悬浮物可使水体浑浊，降低水中藻类的光合作用，限制水生生物的正常活动,使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，从而进一步加剧水体底部缺氧，使水体同化能力降低。氮、磷可使水体富营养化，严重地破坏水体生态平衡[1]。

2）对农田及作物的影响

畜禽养殖废水中含有较多的氮、磷、钾等养分，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，促进农作物的生长。但如果未经任何处理就直接、连续、过量施用，则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响，如引起作物徒长、返青、倒伏，产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生长等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积也会使土壤呈强还原性，而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长，而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放，大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害[2]。

3）微生物污染

畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外，通过养殖场粪便的排放进入环境，从而造成严重的微生物污染。如果这些粪便不进行无害化处理，大量的有害病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康[3]。

4 畜禽养殖废水沼气化处理措施

废水沼气化处理工艺能够实现养殖场粪便的综合利用。沼气化处理工艺的种类较多，工艺的选择由废水种类、工程类型和工艺路线确定，常用的有以下几种：

CSTR工艺：CSTR工艺适合各类废水。其特征是原料液要预处理、液泵进料、进料TS浓度为6%～8%（采用螺杆泵才能达到8%）。我国畜禽粪便单一，产气率在中温条件下一般为0.8～1.0 m3/m3。沼渣沼液一般不经固液分离直接用于农田施肥。其缺点是原料要进行预处理，工程投资偏高。能耗偏大，能量输出率偏低。如进行热电联产(CHP)，能量输出率可大幅度提高。

USR工艺：采用上流式污泥床原理，其特征是原料预处理，液泵进料，进料TS浓度3%～5%，采用下进料上出料方式，没有机械搅拌。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的有机物固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。在当前畜禽养殖行业粪便资源化利用方面，有较多的应用。产气率在中温条件下，一般为0.7 m3/m3左右。USR是一种简单而又低值的反应器。

表1 沼气工程工艺的对比一览表

UASB（升流式厌氧污泥床）工艺：UASB工艺是20世纪70年代开发的一种适用于低SS工业有机废水的厌氧处理工艺，并被应用于畜禽养殖场的废水处理。其原理是先对养殖场废水进行固液分离，废水进入UASB反应器进行厌氧反应，产生沼气，出水需进一步好氧处理。UASB工艺是一种以环保治理为主、生产能源为辅的环保型沼气工程工艺。

HCF工艺：是一种全混式工艺，其原理是将粪便按照TS浓度8%～12%调配,直接进入带搅拌器的HCF反应器进行厌氧反应，产气率在中温条件下视原料不同在0.8～1.2 m3/m3，产生的沼渣直接用于农田施肥,也是典型的生态型沼气工程工艺。

IC工艺：是目前效能最高的厌氧反应器。该反应器是集UASB反应器和流化反应器的优点于一身，利用反应器内所产沼气的提升力，实现发酵料液内循环的一种新型反应器。但在实际工程中，IC工艺存在运行能耗大、一次性投资高的问题。

五种工艺的比较如表1。

HCF工艺和CSTR工艺属于全混式工艺，将粪便按照TS浓度调配，直接进入带反应器进行反应。UASB工艺与IC工艺、CSTR工艺相比,IC工艺运行能耗大，一次性投资高。CSTR工艺投资偏高，能耗偏大，能量输出率偏低。UASB工艺单位能耗相对较低。UASB工艺与USR工艺相比，USR工艺产气率≥0.7 m3/m3，UASB工艺产气率≥0.5 m3/m3。

5 结语

畜禽养殖废水的处理方法还有很多，在选用养殖废水处理工艺时,企业应根据养殖场的养殖种类、养殖规模、粪便收集方式、当地的自然地理环境条件、排放去向、成本投资等因素综合确定工艺路线及处理目标。

为了做好畜禽养殖业污染防治工作，不仅要实现废水处理过程的无害化，而且要实现处理过程的资源化，有效地保护和改善农村生态环境，促进畜禽养殖业环境与经济的可持续性发展。

[1]井艳文,李军,等.畜禽养殖业污水控制与粪污资源化利用[J].北京水力,1998(6).

[2]沈瑾,陆旭,等.规模化猪场粪污水处理固液分离工艺及设备[J].中国沼气,1997,17(4)：18～20.

[3]彭里,王定勇.猪场废水的生物处理技术及其效果[J].家畜生态,2003(5)：67～72.