畜禽养殖业废水处理探究

徐社力

（广州通普环保工程有限公司 广东广州 510380）

引言

近年来，随着社会的不断发展和人民生活质量的提高，肉类的需求量一直攀升，为了更好的生产肉类食品，养殖的规模化、集约化程度也越来越高，随着新冠肺炎疫情的出现，出现了多个进口冷冻肉食品携带病毒的案例，再加上其他国际因素，我国提出的扩大内需和加强经济内循环的政策激励，畜禽养殖业也已经出现了投资加大的积极影响。相较于传统的散养式畜禽养殖来说，集约化养殖所形成的效率以及质量会更高。但与此同时，养殖场所形成的废水量也在不断扩大，会对环境造成无法忽视的影响。

1 我国畜禽养殖废水污染及防治

作为全球最大的畜禽生产国，我国畜禽养殖产业体量，以及市场供给能力的显著提升，不论是在推动国民经济高速发展，还是从整体上提升人民生活水平上发挥的积极作用都是不容忽视的。但在此过程中，不得不承认的是，畜禽养殖带来的污染问题也更加显著。结合《第一次全国污染源普查公报》[1]来看，我国不论是畜禽养殖粪污上的排放量，还是化学需氧量的排放都非常高，在农业污染源排放总量中占据的比例高达百分之九十六，且排放的畜禽养殖粪污，有大约一半都未给予有效处理、合理利用，给生态环境带来的不利影响越来越大。

畜禽养殖的污染随着规模化养殖产业的发展，体现在养殖废水的处理方法不当，在早期是用分散养殖的经验处理，后期又忽视了养殖废水的资源属性，单纯用污染治理的思路进行治理，不但效果不好，而且造成了极大的浪费。

2 畜禽养殖业废水对环境的危害

2.1 对水环境的影响

养殖业废水中包含大量的动物排泄物，食物残渣，由于规模化养殖技术的发展，很多未完全消化的植物纤维、蛋白质也进入废水，这类物质在废水中继续分解，形成了养殖废水高浓度且难降解的特点。同时，废水也会携带一定的病原体、抗生素等对水体微生物有害的物质。如果不通过合理的处理而直接排入水环境，必然会对纳污水体和地下水造成污染。

从养殖废水的污染特点分析，由于废水以有机污染和氨氮、总磷等污染物为主要特征，极易对纳污水体形成富营养化污染，导致水体发臭水体有毒，破坏水生生物的生活系统。随着地表水与地下水的交换，进而对地下水水质造成污染。在我国很多地区，地下水还是主要的饮用水源。如若水中存在废水病原体，长期饮用的话，对于人体自然也会造成危害。

2.2 对农田及作物的影响

利用养殖废物作为种植业的肥料来源，是数千年农业生产成功经验，但随着养殖业的发展，特别是集约化养殖过程产生的废水、粪、尿等废物量较大的情况下，如果不能采取一定的预处理措施，废水中的氮，磷，钾等多种化学成分在过量输入农田的情况下，则不但不能转换成肥料被植物吸收，而且会直接变成破坏农田的有害物质，造成农田盐分蓄积形成板结。除此之外，废水直接为一些昆虫或病毒提供优渥的生长环境，导致病虫害问题的出现，直接影响农作物的生产质量。并且，很多养殖场会应用专业的兽药，残余药品会直接处理到废水中。如果这部分废水被用于农田，进而进入人类的食物链，所造成的后果无法估算。

3 畜禽养殖业废水处理的措施

由于养殖废水具有废水量大，固形物含量高且可生化性较好的特点，污水处理工艺也随着环保政策的改变进行了多次调整，总体来讲，其工艺包括两大部分：预处理和后续处理，其中后续处理经历了直接还田利用、生化处理、综合利用等变化。

3.1 废水预处理

在畜禽养殖业的废水中，包含大量的动物排泄物以及饲料残渣，所以整体废水的悬浮物浓度相对较高。虽然悬浮物浓度与化学需氧量等污染物之间具有直接的联系。但养殖废水中的悬浮物以动物排泄物和未充分消化的饲料为主，如不进行预处理，在废水处理过程不但大大延长废水停留时间，而且其中的氮、磷元素又增加了废水处理成本，进而影响到后续的处理结果。所以在对废水进行处理时，对其中的悬浮物单独通过固液分离预处理，将废水内部的悬浮物分离，从根本上降低废水污染物负荷。

常规的预处理工艺，主要是通过固液分离和沼气池，将废水中的固形物和难降解的物质尽可能去除，并进行一定的沼气利用。从经济投入方面考虑，固液分离装置大多采用多级竖流式沉淀池。固液分离的固形物和沼渣采用堆肥的方式进一步处理和利用。

采用多级沉淀进行固液分离预处理，不但有效去除废水中不溶性的固形物，而且可将其中的氮、磷元素去除40%左右，大大降低后续生化处理压力。根据实测，经过固液分离和沼气池处理后，出水的水质情况见表1。

表1 养殖废水固液分离和沼气池处理情况（单位：mg/L）

利用固液分离和沼气系统处理后，项目废水中污染物浓度大大降低，而且沼气池厌氧反应过程中，产酸过程的厌氧颗粒污泥通过在颗粒污泥厌氧微生物的吸附作用，可以破坏菌体细胞膜的结构，直接杀死粪大肠菌、蛔虫卵等生物，因此，沼气池装置出水中，粪大肠菌群和蛔虫卵即可低于标准要求。

3.2 后续处理

（1）还田处理。还田处理养殖废水无疑是最经济的，养殖废水中动物排泄的粪尿较多，施用农田可以有效增加农田土地的养分，打造完整的植物生态系统[2]。并且，这些废弃物的有效应用也可降低对外界环境的消极影响，促使整体资源达到最大化的利用效率，促进农业与养殖业的良性发展循环，能够实现较大的经济效益。但随着养殖规模的集约化程度越高，还田处理存在很多不利的因素。养殖废水的还田利用，不但受农灌期或施肥期的限制，需要考虑雨季和非施肥季节的储存问题。而且养殖废水中的有机物分解较慢，需要通过大量的土地利用和轮流使用，实现废物的充分利用。根据了解，目前广东部分地区出台的控制要求，提出了按照每头猪至少2.5 亩的林地作为消纳用地，但随着集约化养殖规模越来越大，这种依靠土地规模解决养殖废水污染问题的方法无法适应养殖业的发展。不规范的还田利用，废水中的氮元素与土壤中的金属形成硝酸盐沉淀，直接影响到土壤的质量，在雨季又使大量的有机物随着雨水的冲刷，形成了大面积的农业面源污染。

（2）生化处理。为了解决养殖废水污染问题，各地在2000 年前后，逐渐转向借鉴工业废水的工艺，对畜禽养殖废水进行处理。从各地的实践来看，工艺路线基本为厌氧+好氧，又由于考虑对氮、磷的去除，增加了生物滤池或人工湿地等工序[3]。结合深圳光明农场育种中心对养殖废水的治理经验，两级生化处理后的水质情况，见表2。

表2 养殖废水二级生化处理后的水质情况

养殖废水的可生化性较好，经过生化处理能满足农灌用水指标，仍达不到排放要求。在不具备鱼塘和农灌利用的区域，又提出了深度处理的要求[4]。但深度处理采用曝气生物滤池等能够脱氮除磷等工艺，一般的废水处理费用约在3～4 元左右，一家3万头规模的养猪场，其年运行费用约在100 万元左右，已经无利可图。用污染治理的手段对待养殖废水，不仅效果差费用高、最终也达不到环保要求，而且使得本是肥料资源的粪水成了污染物。这种加大企业投入却不能解决环境污染问题的做法，造成了大量的小型养殖企业停产倒闭，造成了肉类食品价格急剧上涨，影响到了人民的生活。

（3）综合利用。2017 年2 月，中共中央、国务院将畜禽养殖污染防治工作列入中央一号文件，强调要充分重视起农业清洁生产，联系实际情况，采取有效措施集中处理畜禽粪便；2017 年6月，国务院办公厅印发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》（国办发〔2017〕48 号），强调要整合现有技术措施，努力实现畜禽养殖废弃物的资源化利用。2019 年9 月，农业农村部、生态环境部共同组织了关于怎样对畜禽养殖禁养区划定和管理做出进一步规范。以此来逐渐构建出可以体现出可持续发展理念的种养结合、农牧循环新格局，实现粪污资源的有效利用，是保障我国畜禽养殖业可持续发展所不可忽视的一个现实问题。解决养殖废水污染的前提在于区域农业种植的基础，目前最大的问题是养殖业与种植业的分离，规模化集约化的养殖业发展与零散的种植业无法形成相匹配的消纳能力。养殖废水等废弃物通过规模化养殖和堆肥技术，可以迅速形成液肥、复合肥等多种肥料的生产加工能力，可以大大缓解我国农田化肥施用量过高，土壤肥力减退的困境。但目前种植业目前尚未形成集约化生产规模，而且养殖业和种植业之间也无有效的沟通渠道，虽然许多养殖企业投资建设了配套的肥料生产系统，但生产出的产品不一定满足区域的种植业要求，产品销售不畅形成了场内堆置，加上存放过程太长又损失了肥效，最终会影响到养殖企业生产肥料。

结语

综合以上，养殖废水处理不但是养殖企业的环保治理问题，而且与农业生产的土壤生态修复有联系，随着信息化技术的推广，大区域、多行业联合发展是解决这个问题的关键。建议政府相关部门应进行多部门联合，以资源综合利用为主线，把养殖业的肥料加工与种植业肥料需求之间建立起顺畅的信息通道，进一步实现以种定养、以种定肥，通过区域的种植业规模、需求确定养殖业的肥料生产规模和种类，力求最大程度的将养殖废水和肥料通过资源化利用的手段消除其污染，满足我国可持续发展理念。