养猪场废水处理实用模式初探

2019-10-18范建岗

资源节约与环保 2019年9期

左蓉范建岗

（浙江泰来环保科技有限公司浙江宁波 315176）

引言

近十几年，随着我国城市人口增长及“菜篮子工程”的实施，养殖业迅速发展，经营方式由农户散养型向集约化养殖转变，规模化效应后带来的环境问题也更加严重。未经妥善处理的养殖废水大量集中排入河道，引发饮用水水源污染问题。同时，畜禽废水的近距离排放，产生恶臭，使蚊蝇肆孽，引起严重的环境污染。

在我国规模化养殖场中，绝大多数仍沿用原始的塘堰过滤方法解决本场污染问题，这种方法不仅科技含量低，且排污效果差，难以达到环保要求。因此，针对各地实际情况，因地制宜地提出经济合理的养殖场废污治理模式非常必要。

1 养猪场排污特点及处理方法

1.1 养猪场排污特点

集约化养殖场的排污主要包括畜禽粪便和污水的排放。研究资料表明，猪粪的BOD5负荷量高达60g/L，猪粪尿BOD5约为30g/L[1]。大中规模养殖场多采用漏缝板式栏舍，清洗栏舍采用水冲方式，造成粪便和污水混杂集中排放，废水排放量大且污染物浓度大。同时，由于养殖业属于微利行业，其难以承担过高的废水处理和处置费用。要使养殖废水得到妥善处理，急需提出科学有效、经济合理、管理便捷的处理技术。

1.2 养猪场废水处理方法

目前，我国集约化养殖场主要清粪工艺有水冲式、自流式（水泡粪）和干清粪工艺[2,3]。水冲式和自流式清粪方式耗水量大，且粪便和污水混杂，给后继的净化处理和资源化利用都带来很大困难。

养猪场废水处理常采用物理法和生物法，其中以生物法应用更广。物理法利用物体的自然沉降作用或采用格删、筛网等设施截留大的固体物质。生物法利用微生物生命过程中的代谢活动，将有机物分解为简单的无机物从而去除有机物。

生物法多运用自然生态净化系统，利用天然土壤和水体中微生物来净化废水中污染物。按处理介质不同，可分为土壤净化法和水体净化法。土壤净化法包括土地渗滤和人工湿地处理。其中土地渗滤处理又可分为快速渗滤、慢速渗滤和地面漫流等。水体净化法包括氧化塘和养殖塘，其中氧化塘又分为厌氧塘、兼性塘和好氧塘。

目前，我国一个万头猪场所配套的排污系统建设资金为60～150 万元，相当于全场固定资产投资的15%～25%，运行费用高，维护频繁，趋于建而不用的状态。因此，针对各地实际情况，提出经济、合理的畜禽废污处理模式势在必行。

2 养猪场废水的不同处理模式

在设计养猪场粪污治理模式时，处理技术和工艺流程的选择配置要因地制宜，主体结构设计应充分结合现状自然地势条件和已建工程设施，在保证系统处理效果的前提下简化处理流程，最大化提高系统的综合经济效益。

调查测算，1 万头左右中等规模猪场每天排出30～50t 污水，实现固液分离的养殖场废水主要水质污染物指标为：BOD53000～6000 mg·L-1，CODCr5000～8000mg·L-1，SS2000～5000mg·L-1，NH3-N500～1500mg·L-1。

按地形条件分，规模化养猪场可能位于平原、山区以及丘陵地带。根据三种不同地形特征，分别提出以下三种基于无/微动力—自然处理模式的组合工艺。

2.1 平原地区养猪场废水处理模式

图1 平原模式图

平原模式下，根据实际情况，可以分两期建设污水处理系统。一期调节池出水进入生态塘，经天然湿地系统净化后纳管排放。处理后水质可达到《污水综合排放标准（GB8978-1996）》三级标准。一期施工要兼顾二期内容，预留部分土地。二期施工在一期的基础上增加兼性氧化塘系统，在兼性氧化塘－生态塘－天然湿地的综合作用下，处理后水质能达到《畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）》。

图2 兼性氧化塘

兼性氧化塘同时具备了废水的厌氧、兼氧和好氧三种处理形式。其根据水深可分为3 个不同的微生物反应区：底部是深坑型的厌氧消化区；坑塘中部悬浮污泥层，主要为兼氧微生物的净化反应区；坑塘上部表层是好氧微生物和藻类的净化反应区。兼性塘容积负荷大，为传统氧化塘的十几倍，COD 去除率在70～80%。

2.2 山区养猪场废水处理模式

图3 山区模式图

山区模式充分利用山区地形特点，引入梯级人工湿地和脱氮沟。一期工程建设地表漫流系统和脱氮沟。地表漫流系统对BOD5、COD 和SS 的去除率约为80～90%；脱氮沟对NH3-N 的去除率约为80～90%，出水水质可达《畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）》。在地形和资金条件允许的情况下，二期工程可配套建成厌氧塘和梯级人工湿地，出水水质可达到《农田灌溉水质标准（GB5084-2005）》。

图4 梯级人工湿地

梯级人工湿地有效利用山区自然地形特征，污水自流流入各级湿地，在处理污染物的同时，无需耗能。景观植物种植美人蕉、香蒲等，既可净化水质，还可美化环境。梯级人工湿地对BOD5，COD 和SS 的去除率均可达80%～90%，同时能有效去除废水中氨氮，从而减少氨的挥发有效减轻废水异味。人工湿地处理废水效果随废水特征和季节存在波动，为保证稳定理想的处理效果，应充分考虑废水的相应预处理。

脱氮沟工艺是在地下水位流经的横断面上挖一条沟，填上锯末、废渣等填料，水流经填料后得到净化，后流出脱氮沟。填料的组成与填充量由来水水质确定。脱氮沟的平均脱氮率在70%～80%。

2.3 丘陵地区养猪场废水处理模式

图5 丘陵模式图

丘陵地区山、丘、盆、谷交错，比较容易建成塘。因此，设计串连的塘体处理单元经济合理。污水经厌氧塘－兼性塘－好氧塘的处理后，能直接回到猪舍作为循环用水。也可在有沟渠的山坡上设计梯级人工湿地等工艺，以就地取材、经济节约和达标排放为原则确定最佳设计方案。在沟壑较多的地带，可建造多个串连的稳定塘：厌氧塘－兼性塘－好氧塘，出水水质更佳。

以上三种模式均按照生态节能的原则设计，并给出了分批建设的建议。在土地和劳动力资源丰富的农村地区建设养殖场废污处理系统，只需投资基本的管道、水泥等基建材料费和人工施工费，大大降低了工程费用。一个万头猪场废水处理工程总投资约35～50 万元，运行管理费用低，耗能少，不需复杂设备，管理方便，同时可实现能源回收。