畜禽养殖废水处理技术应用及研究进展

文_何立红 德州市生态环境局机关服务中心

1 畜禽养殖废水的特点及危害

畜禽养殖废水是畜禽养殖过程中畜禽动物产生的尿液、粪便、饲料残渣和圈舍洗涤废水，该类废水含有高浓度的有机物、氨氮等，对畜禽养殖场所环境有着严重的影响。畜禽废水具有很强的溶淋性，很容易渗入土壤中，破坏土壤结构，使其失去肥力。此外，畜禽养殖废水中含有三甲基胺、一氧化硫、硫化铵等有害气体，破坏周边大气环境。畜禽废水还含有大量的病原菌，如不能将其有效处理，会使该段河流及水域滋生苍蝇、蚊虫等，增加畜禽动物患传染病的几率。

2 畜禽养殖废水治理存在的问题

2.1 畜禽养殖污染防治技术难度大

山东临沂市莒南县是传统生猪的养殖大县，年出栏500头以上规模的生猪只有12%，50头以下的可达到48%，主要是以中小型养殖为主。中小养殖户对于环保问题不够重视，污染处理设备不完善，养殖废水水量、水质波动较大，给畜禽养殖废水处理带来难度。

2.2 缺乏有效的污染防治经济支撑

畜禽养殖业主要分布在农村和城市周边地区，给市政基础设备薄弱，而且养殖户主要以中小型为主，本身收益较少，而废水治理设备费用较高，难以达到环保污染治理的要求。养殖户居住分散，而建立管网等基础设施费用较高，进而导致当前养殖户污染防治困难。

2.3 污染防治设施运行维护不到位

管理、运行和维护污染治理设备工作常常不到位，无法保证污染处理设施正常运行，难以达到处理标排放目标。其中主要因素是由于污染治理的经费较为短缺，导致处理设备陈旧，处理效率低下。此外，还有设施维护人员紧缺，无法及时发现问题、解决问题。

3 畜禽养殖业废水处理技术

3.1 物化处理技术

3.1.1 介质吸附法

吸附法是污水处理技术中常用的物理处理技术，该方法是利用具有大比表面积、发达孔隙结构的固体材料来吸附畜禽废水中的污染，并把污染物截留在吸附剂表面的污水处理技术。目前应用较多的吸附材料有活性炭和沸石。有研究者利用稻草和沸石的组合材料来处理养猪场废水，当滤速为5m/h时，废水中的CODcr、氨氮和磷的去除率分别可达47.9%、72.9%和50.1% 。还有研究者利用天然的钙型沸石来处理养猪场排出的废水，结果表明在适宜的处理条件下，利用天然钙型废水处理效果良好，其中污染物氨氮、磷和COD的去除效果分别可达96%、97% 和84%。

3.1.2 絮凝沉淀法

絮凝沉淀技术是污水处理的传统技术，主要是利用絮凝剂的絮凝作用来实现污水的净化，常用的絮凝剂主要是铝盐类和铁盐类。随着絮凝技术的不断发展，出现了高分子类的絮凝剂，其絮凝作用更强。有研究者采用磁絮凝的方式来处理养猪废水，进水COD浓度为3232mg/L时，出水的去除率可达61.02%。还有研究者以农场的养猪废水为研究对象，以投加固体的聚合物来提高废水的固液分离效果，结果表明废水中SS、氨氮和总磷的去除率分别可达96%、97%和84%。

3.1.3 电化学法

电化学法对于处理难生物降解的污染物、重金属类有较好的效果，但是对于单纯的有机物处理效率较差。有研究者采用阳极氧化法来处理养殖场废水以RuO2-IrO2-TiO2/Ti复合电极为阳极，然后测定废水中氨氮的去除率，结果表明氨氮的去除先于COD，反应时间为180min时氨氮的去除效果可高达98.22%，而该反应时间内COD的去除率只有14.04%。还有研究者采用电解法来处理养猪场排出的废水，电解时间136min，废水中氨氮、磷和有机物的去除率分别为42.4%、98%和83.7%，取得了良好的效果，表明电化学氧化相比电絮凝技术作用效果更好。

3.1.4 芬顿氧化

芬顿氧化属于高级氧化技术，对于处理难降解有机物有着良好的效果和优势，常作为污水的深度处理技术。随着养殖业的不断规模化，养殖废水呈现的污染趋势越来越严重。有研究者采用芬顿氧化法来处理养殖场废水，当废水COD浓度为5000～5700mg/L时，采用Fenton技术COD的去除率可达80%，废水中的色度去除率可达95%。芬顿氧化技术和UASB厌氧处理技术联合使用来处理畜禽养殖废水，UASB出水COD浓度为1750±200mg/L、色度1500时，最终出水的COD和色度的去除率为95%和96%。芬顿氧化技术对于处理高浓度有机废水有着良好的效果，但由于养殖废水成分较为复杂，而且有时色度较高，需要配合一定的前处理才能发挥芬顿氧化技术的优势，目前实际应用较少。

3.2 生物处理技术

3.2.1 好氧生物处理法

目前主要的好氧生物处理技术有SBR、SBBR、生物转盘、生物滤池、AAO等，具有稳定可靠的处理效果。其主要依靠微生物的生物降解作用来处理污水中的污染物质，进而达到净化作用。有研究者采用序批式活性污泥法来处理畜禽废水，结果表明该技术能够较好去除废水中的氨氮、有机物和磷，而且能将废水中的磷转化为可溶性磷，然后在利用化学沉淀法将其去除。序批式生物处理技术工艺相对简单，而且对有机物、氨氮及磷有良好的处理效果，处理后污泥沉淀性好，且能够适应较大水质水量波动。还有研究者利用好氧颗粒污泥生物技术来处理畜禽养殖废水，实验条件为，HRT为8h，进水浓度COD为600mg/L，氨氮浓度为40mg/L，结果表明，出水COD、氨氮浓度为46.6mg/L和4.8mg/L，效果良好，而且硝酸盐和亚硝酸盐的去除效果可达90%以上。还有研究者利用生物滤池来处理畜禽养殖废水，该技术稳定运行半年，废水中的色度、SS、COD、BOD、氨氮和磷的平均去除率可达 64.7%、54.29%、75.33%、88.71%、94.55%和99.83%。该技术运行稳定性好，运行费用低，而且无二次污染等。此外，还有研究者采用MBBR、A/O等技术来处理畜禽养殖废水，均取得了良好的处理效果，而且能够长期稳定地运行，满足当前的污水排放标准。

3.2.2 厌氧生物处理法

厌氧生物处理技术在畜禽废水中也是常用的生物处理技术，其中主要有ABR、UASB等，均取得了良好的处理效果，并在实际中有了一定的应用。有研究者采用折流板厌氧反应器（简称ABR）来处理养猪废水，废水中COD的去除率可达65%左右，而且反应运行稳定，启动速度快、抗冲击负荷强。还有研究者采用UASB反应器来处理养殖废水，实验中pH值控制7.5左右，出水COD浓度可达81%左右；当增加HRT为12.5h时，反应器对废水的处理效果达到最佳。UASB反应器具有启动速度快、运行稳定，投资较低等优点，在畜禽废水处理中有着广泛的前景。

3.2.3 厌氧-好氧混合处理

厌氧生物处理既能够处理高浓度有机废水，也可以处理低、中浓度的有机废水，但是单独使用厌氧生物处理技术往往不能达到排放标准，常常采用厌氧与其他污水处理技术联合使用。研究表明，无论采用厌氧生物处理技术还是好氧生物处理技术来处理畜禽养殖废水，均不能保证污水长期达标排放。因此，当前处理畜禽养殖废水大部分采用厌氧-好氧联合处理技术。有研究采用厌氧-好氧联合工艺进行了实验，取得了良好的处理效果，这些组合工艺抗冲击符合强，对氨氮、COD处理效果好。

3.3 自然生态处理技术

自然生态处理技术是利用天然的水体、土壤和生物的共同作用，在经过一系列的物理、化学和生物作用来去除污水中的污染物质。目前主要应用的自然生态处理技术有人工湿地和氧化塘技术。人工湿地是由土壤-水生植物-微生物共同组成的复合生态系统，有研究者利用该技术来处理畜禽养殖废水，取得了良好的处理效果。人工湿地处理技术和氧化塘技术其影响因素较多，不同研究者分别研究不同土壤基质、不同水生植物等对水质的影响，更深入的了解自然生态处理技术，不断优化畜禽养殖废水处理技术，扩大了该技术在应用范围。

4 结语

畜禽类动物成规模化养殖会产生大量的排泄物，尤其是畜禽养殖废水，不对其进行有效的处理，不仅污染畜禽动物的生活环境，引起一些疾病，污染周边的环境。因此，加强畜禽养殖废水处理具有重要的意义。当前，我国针对畜禽养殖废水在处理技术比较落后，污水管理比较松散，这些问题严重影响畜禽养殖业的发展。因此，在规模化养殖过程中要充分利用现有技术，结合实际情况制定出科学、合理的处理技术，保障养殖业的健康、持续的发展。