养殖粪便污染塘的生态治理措施与应用

广州中和环境科技有限公司 渠建国

一、前言

养殖过程中会产生大量的养殖废水与粪便等污染物，由于经济的发展对养殖产生的污染物不够重视，导致这些污染物乱排放。特别是在南方地区的农村，这些养殖废水与粪便被排放到养殖场附近的水塘中，长此以往就形成了众多的粪便污染塘。粪便塘污染物中的有机污染物浓度较高，且有害微生物的占比较高，严重污染周边的水环境，部分粪污塘表面长满水葫芦，破坏生态环境[1]。粪污塘中的污水在降雨时会随着雨水冲刷与地表径流进入周边的河道、湖泊中，造成水体污染，导致河道黑臭等问题。应消除粪污塘的污染源，恢复水体及土壤生态功能，达到改善、保护水环境质量的目的[2]。

二、粪污塘的污染状况

本文中的粪便污染塘是养猪场拆除后遗留的粪污塘，未处理的猪屎、尿液等污染物排入水塘，长年累月而形成，装满粪便，深约4-6米。当下雨时，污染物溢出至周边低洼或水沟中，污染严重，水面长满水葫芦。通过现场取样，检测了pH值、CODcr、氨氮三个主要污染物指标，检测结果显示CODcr、氨氮均比正常运行的养猪场废水低，主要是因为废液存放时间长，已经被自然降解，但是污染浓度依然远高于周边水体。（见表1）

表1 粪污塘水质检测结果

三、生态治理过程

（一）实施流程

养殖粪污塘的生态治理本着资源化利用的原则，主要流程如图1：

图1 粪污塘生态治理流程图

首先采用机械与人工的方式将粪污塘水面的漂浮垃圾杂物、水葫芦清理，然后采用水泵将粪污水抽取至运输罐车，运至附近污水厂处理；剩余的高有机质的底泥进行固液分离，分离后的废液送至污水厂处理，固体制作有机肥，回用于周边农田；无法进行有机肥利用的底泥，其污染物仍然较高，此时采用水体生态修复技术，构建水体生态系统，利用水生植物根系吸收与生态净化水塘水质，达到底泥污染消除与水质提升的目的，同时提高了生态景观。

（二）前期准备

前期准备工作主要是采用挖机、人工船只打捞相结合的方式，清理粪便汤表面的水葫芦、垃圾杂物等，清理后的水葫芦晒干后，运输至垃圾站处理。

（三）粪便等污染物处理

粪便污染塘中的污染物主要有两种，一种是粪污水；另一种是含粪便的高有机质底泥；主要处理方式如下：

1.粪污水处理

粪污塘中的粪污水主要是养殖过程中的动物排尿、冲洗地面形成的废水。采用污水潜水泵抽取塘内的废水至运输罐车内，再运输至就近的污水处理厂进行处理，污水厂按照每日的污水进水浓度与处理负荷接受指定量的粪污水，污水厂处理后达标排放。

2.高有机质底泥处理

高有机质的底泥主要是养殖场的动物粪便与污染物沉积在塘底形成的，采用挖机挖取与污水泵抽取的形式，将深度1.0m左右的底泥与废水浆液转移至岸边处理池中，再利用脱水机进行固液分离，固液分离后的废液部分送至污水处理厂处理后达标排放；固体部分放置在岸边已经设置好的堆肥场，底泥在堆肥场干化腐熟后运送至有机肥厂，作为有机肥原料进行资源化的利用。处理池与堆肥场预先铺设了防渗膜，防止废水。

底泥堆肥后的各项检测指标如表2：

表2 粪污塘底泥污染物检测结果

检测结果显示，干化后的底泥各项技术指标应符合NY884-2012《生物有机肥》标准，不存在重金属超标等问题。

（四）水塘生态修复

高有机质的底泥处理后，粪污塘内仍然会遗留污染的底泥，这部分底泥不能满足作为有机肥原料的条件，如不处理也会带来二次污染的问题。采用水体生态修复的方式，污染塘进行水生态系统构建，能够利用其水生植物的根系吸收、生态水质净化作用，消除遗留的污染物，彻底解决养殖粪污塘的污染问题。

1.底泥污染削减

根据需要对水体底泥进行污染的削减，投放微生物菌剂，包括：枯草芽孢杆菌、假单胞菌。能够消解底泥中的污染物质，创造底泥中的有益微生物群落结构，促进沉水植物的生长，保证沉水植物的存活率与覆盖率，提高水体的生态自净能力。

2.水生植物种植

本项目选取的水生植物为：沉水植物、挺水植物、浮叶植物；品种介绍如下：

（1）沉水植物

沉水植物依靠本身强大的光合作用，新陈代谢产生氧原子，能提高水体中的溶解氧；此外根系能够吸收底泥中的污染物质，抑制底泥的悬浮与污染物的释放，促进氮磷等污染元素的转化与稳定[3]。

沉水植物主要种植品种是苦草、轮叶黑藻、伊乐藻，种植的密度是180株/m2，采用插秧作业的方式进行种植，种植15天后已经明显的出现长出新叶片、根系生长等现象，表明沉水植物均已成活；种植40天后，沉水植物基本达到覆盖率80%、成活率95%以上，沉水植物基本稳定建群。

（2）挺水植物

挺水植物中的有些种类生长在潮湿的滨水岸边，其根茎扎根在水底的底泥之中，植株的茎叶生长在水面以上，生长适宜的水深为0.2-0.8m。

挺水植物种植的品种为：美人蕉、再力花、鸢尾、菖蒲，种植密度20株/m2，种植在粪污塘的驳岸边，增加生态系统的生物多样性，吸收净化水体中的污染物质。

（3）浮叶植物

浮叶植物选择品种为：宫廷睡莲，睡莲作为水生高等植物的一种，能够有效地净化水体中的氮磷等营养物质。

宫廷睡莲采用定点盆栽的方式种植，种植密度2-3株/m2。

3.微生物投放

在种植完成水生植物后，投加微生物菌剂可以快速提高水体透明度，提高沉水植物的光合作用效率，抑制住蓝绿藻的爆发。促进沉水植物的迅速成长建群，提高生态系统的构建速度。

微生物菌剂包括：光合细菌、枯草芽孢杆菌、假单胞菌，投放量为10g/m2。

4.水生动物投放

水生动物的放养，科学合理地设计水生动物的放养模式[4]，充分考虑水生动物物种的配置结构。水生动物包括肉食性的鱼类、底栖动物、虾类、浮游动物。投放品种为：黑鱼、青虾、河蚌、萝卜螺。

5.设置增氧循环喷泉

景观水动力系统可以提高景观度与水体溶氧，使整个水体形成缓慢的水流，达到流水不腐的目的，进一步增强水体净化能力。

增氧循环喷泉设置1台/5000m2，功率规格是1.5kw。

6.生态系统的调整

生态系统初期，某一物种会因为环境的适宜性大量繁殖，使单个物种生长占优势，从而抑制其他物种的竞争力。因此在生态系统初步构建完成后，需通过全生态系统平衡调节方式以确保生态系统稳定[4]。

7.项目完成

水体生态修复后，通过水生植物吸收、生态系统净化作用，能够消除剩余的底泥污染，净化水体水质；经过水质检测，各项指标的结果如表3：

表3 粪污塘生态治理后水质检测结果

由检测结果可知，粪便污染塘经过生态治理后，水体水质中的主要指标达到了《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中规定的V类水以上；此外，原本的粪便经过干化等处理作为了有机肥的原料，实现了资源化利用；废水也经过污水厂的处理进行了达标排放。

四、总结

养殖场遗留的粪便污染塘，经过前期清理杂物植被等，针对废液与高浓度有机废渣的分类处理，并且进行资源化利用，最后通过对粪便塘进行水体生态修复，最终塘内水质达到了地表水以上的水质，实现了污染的消除，并且提升了水环境质量与景观效果。

但是在实际应用过程也有需改进的方面，主要如下：

（1）废液的处理均需运输至附近的污水处理厂进行处理达标后排放，建议后续应用中可以采用一体化污水处理设备，就地处理后重新回水至粪污塘中处理；

（2）高浓度的有机底泥脱水干化处理后，可尝试回用于附近的农田，减少运输与有机肥厂的费用。