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如何處理養(yǎng)殖場廢水
閱讀：2714 發(fā)布時間：2020-6-30 養(yǎng)殖業(yè)是我國農(nóng)村發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。近些年來，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大、飼養(yǎng)數(shù)量的急劇增加，使得大量的畜禽養(yǎng)殖廢水成為污染源，這些養(yǎng)殖場產(chǎn)生的污水如得不到及時處理，必將對環(huán)境造成極大危害，造成生態(tài)環(huán)境惡化、畜禽產(chǎn)品品質(zhì)下降并危及人體健康，養(yǎng)殖廢水治理技術(shù)的滯后將嚴重制約養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著畜禽業(yè)的發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖場的廢水越來越多，也制定了對養(yǎng)殖業(yè)廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)，所以對于畜禽養(yǎng)殖場廢水的處理越來越重要。
一、畜禽養(yǎng)殖廢水的來源及水質(zhì)特點
畜禽養(yǎng)殖廢水指由養(yǎng)殖場產(chǎn)生的尿液、全部糞便或殘余糞便及飼料殘渣、沖洗水及工人生活生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水的總稱，其中沖洗水占大部分。畜禽廢水處理難度大，并呈現(xiàn)出以下特點：
(1)COD、SS、NH3-N含量高；
(2)可生化性好，沉淀性能好；
(3)水質(zhì)水量變化大；
(4)含有致病菌并有惡臭。
二、畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)
1、工業(yè)化處理模式包括：物化處理技術(shù)與生物處理技術(shù)兩大類。
1.1物化處理技術(shù)
常用的物化處理技術(shù)有吸附法、磁絮凝沉淀、電化學(xué)氧化、Fenton氧化等。
(1) 吸附法
梁文婷等采用氧化鎂改性沸石，在zuida作用時間4h下，得到豬場廢水中NH3-N、總磷的去除率分別為88.6 %和76.2 %，該法的改性沸石使用微波制成，能耗和技術(shù)要求較高，且吸附劑達到飽和時必須脫附，故只能間歇處理廢水。
(2) 磁絮凝沉淀
崔麗娜等通過投加磁種和絮凝劑進行磁絮凝分離反應(yīng)，處理豬場廢水，實驗條件下，COD為32323 mg/L的豬場廢水樣，去除率高可達61.02 %。該技術(shù)工藝流程簡單、沉降性好、處理周期短，但會產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥。
(3)電化學(xué)氧化
電化學(xué)氧化對氨氮的去除率較高。歐陽超等對實際養(yǎng)豬廢水進行電化學(xué)氧化處理，在180min內(nèi)，NH3-N的去除率可達98.22 % ，但COD的去除率僅14.04 %。
(4)Fenton氧化
Hyunhee Lee等采用Fenton氧化法處理COD為5000~5700mg/L的畜禽廢水，當(dāng)H2O2投入加濃度為廢水初始COD濃度的1.05倍，F(xiàn)e2+投加濃度4700mg/L，H2O2與Fe2+摩爾比為2，pH值控制為3.5~4，反應(yīng)30min后，COD和色度的去除率分別高于80%和95%。Fenton氧化技術(shù)對于COD和色度的去除率較高，可作為畜禽廢水深度處理技術(shù)，但該技術(shù)Fe2+用量大、H2O2的利用率不高。物化技術(shù)對于畜禽養(yǎng)殖廢水中的COD、NH3-N、色度具有一定去除率，可作為其預(yù)處理或深度處理工藝。
1.2生物處理技術(shù)
畜禽養(yǎng)殖廢水的可生化性較好，因此工業(yè)上多選用生物處理技術(shù)對其進行處理。工業(yè)化生物處理技術(shù)有：厭氧處理技術(shù)、好氧處理技術(shù)以及厭氧—好養(yǎng)組合技術(shù)。
(1)厭氧生物處理技術(shù)
目前，常用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法主要有以下幾種：厭氧濾池(AF)、上流式厭氧污泥床(USAB)、厭氧折流板(ABR)、內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC)等。鄧良偉等采用了IC工藝對畜禽養(yǎng)殖廢水進行了實驗研究，結(jié)果表明，COD的去除率為80.3%，BOD5的去除率為95.8%，SS的去除率為78.5%，沼氣產(chǎn)率達1.5~3kgCOD/(m3•d)。出水氨氮濃度比進水高2.82%，TN的去除率為21.7%，TP的去除率為53.8%。宋煒等用厭氧折流板(ABR)處理畜禽養(yǎng)殖廢水，實驗COD為8000~10000mg/L，出水COD去除率可達65%。趙青玲等用EGSB(膨脹顆粒污泥床)處理養(yǎng)殖廢水，進水COD濃度為6000mg/L左右，出水COD去除率可達80%。以往大多數(shù)對畜禽養(yǎng)殖場直接進行厭氧處理的工程其主要目的是以回收利用沼氣能源居多，厭氧處理工藝處理畜禽養(yǎng)殖廢水不能算是對污水的*處理，厭氧工藝只是去處了部分有機物和懸浮物，處理后的出水溶解氧含量低，氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)基本沒有得到有效去除，同時在厭氧消化過程中，有機氮被轉(zhuǎn)化成氨氮，污水中的氨氮濃度非常高，出水水質(zhì)尚未達標(biāo)，如果排放對環(huán)境的壓力仍然很大，隨著國家對環(huán)保問題的重視，要想要想出水水質(zhì)達到排放標(biāo)準(zhǔn)還需要作進一步處理。
(2)好氧生物處理技術(shù)
好氧生物處理技術(shù)：主要有活性污泥法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤、序批式活性污泥法及 A/O 等工藝。這些工藝處理畜禽養(yǎng)殖廢水脫氮效果均差，其中 A/O 工藝雖能取得較好的脫氮效果，但需要污泥回流和高比例混合液回流，一般的還需要加堿。鄧良偉以水解—續(xù)批式活性污泥(SBR) 處理畜禽養(yǎng)殖廢水，水解過程中 COD 有較好的去除率，當(dāng) SBR 水力停留時間為 2.0~6.0h 時，各項指標(biāo)的去除率不是很高，氨氮幾乎沒去除，而當(dāng)SBR 水力停留時間為 1.0~1.4d 時，COD 的去除率為 52.1%~82.1%，BOD 的去除率為89.0%~95.7%，SS 的去除率為 93.9%~97.3%，TN 的去除率為 74.1%，特別是對高濃度 NH3-N 的去除率達到 97%以上。由于畜禽養(yǎng)殖廢水屬于高有機物濃度、高氮磷含量和高有害微生物的三高廢水，采用單一好氧處理工藝直接進行處理則需對廢水進行稀釋或加大水力停留時間，進而得建造大型的處理設(shè)備，大大增加了投資、管理、運行費用。
(3)厭氧(缺氧)—好氧聯(lián)合處理工藝
單獨的厭氧或好氧處理無法實現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的達標(biāo)外排，結(jié)合它們各自的優(yōu)勢，大多數(shù)畜禽養(yǎng)殖場采用厭氧(缺氧)—好養(yǎng)聯(lián)合處理工藝。杭州西子養(yǎng)殖場采用了厭氧—好氧組合工藝處理高濃度養(yǎng)殖廢水出水COD約為400mg/L，BOD為140mg/L，出水COD、氨氮均能達到排放標(biāo)準(zhǔn)。張欣等采用上流式厭氧污泥床——續(xù)批式活性污泥(ASBR-SBR)組合工藝處理養(yǎng)殖廢水，COD去除率達96%，氨氮去除率達87%，出水水質(zhì)達到《畜禽養(yǎng)殖廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。P.Y.Yang等人開發(fā)的一個包括固液分離、厭氧單元(HRT=3d)、好氧單元(HRT=4d)、過濾出水修飾單元的組合工藝。當(dāng)好氧單元以曝氣20h，沉淀4h工況操作時，出水COD的去除率為95.4%，TP去除率為81.2%，出水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。厭氧—好氧聯(lián)合處理法既克服了厭氧處理達不到要求的缺陷，具有投資少，運行費用低、凈化效果好、能源環(huán)境綜合效益高等有點，特別適合于規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場污水的處理。但該法仍然存在技術(shù)方法上的難點：厭氧或缺氧出水COD低，無法滿足后續(xù)好氧處理系統(tǒng)中微生物脫氮的需求，外加碳源量不容易控制。這也將是未來研究的終點。
2、水解酸化-A2/O組合工藝
水解酸化-A2/O工藝即將水解酸化工藝與A2/O工藝聯(lián)合使用的工藝技術(shù)。通過水解微生物和產(chǎn)酸微生物的共同作用從而提高污水的可生化性，然后將污水通入A2/O反應(yīng)器中，依次進入?yún)捬醭?mdash;缺氧池—好氧池，出水。
首先，污水進入水解酸化池，水解微生物將大分子有機物轉(zhuǎn)化成小分子有機物，產(chǎn)酸微生物將水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成短鏈中性有機物，如有機酸、醇等，并有CO2、H2等氣體產(chǎn)生。隨后經(jīng)過酸化的污水與二沉池的含磷污泥回流液同步進入A2/O工藝中的厭氧池，在厭氧環(huán)境條件下，部分易溶解性有機物被兼性厭氧菌轉(zhuǎn)化為小分子揮發(fā)性脂肪酸，使得污水中的BOD氨氮濃度有所下降，同時聚磷菌將這些小分子有機物合成PHB并儲存在細胞內(nèi)，同時將P釋放出細胞，使得污水中P的含量增高。經(jīng)過厭氧池出來的污水和內(nèi)回流混合液一同進入缺氧池，在次反應(yīng)器中，反硝化菌所需的碳源來自于污水中的有機物，BOD濃度繼續(xù)下降，同時反硝化菌通過反硝化反應(yīng)進行脫氮，將內(nèi)馴化混合液中的NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣中。隨后污水進入好氧池，有機物繼續(xù)被降解使得濃度下降，在氨化菌和硝化菌的作用下有機氮被氨化繼而被消化，使得NH3-N下降顯著，NO3-N和NO2-N含量增多；同時，聚磷菌在好氧環(huán)境下大量生長繁殖，過量吸收水中的溶解性磷與其體內(nèi)，經(jīng)過沉淀處泥達到除磷效果。
水解酸化—A2/O組合工藝的運行條件為：水解酸化池的水力停留時間為8h，A2/O反應(yīng)器中回流污泥比控制在70%，混合液回流比控制在300%，好氧池溶解氧濃度控制在3ml/L，A2/O反應(yīng)器總水力停留時間為15h。在該實驗中，廢水中 COD 的總?cè)コ势骄蛇_ 88.6%，其出水 COD 平均濃度可達 290mg/L，廢水中 TP 的總?cè)コ势骄蛇_ 85.4%，其出水TP 平均濃度為 5.6mg/L，廢水中氨氮的總?cè)コ势骄蛇_ 75.8%，其出水氨氮平均濃度為 57.6mg/L，SS 總體去除率平均值可達到 95.23%，出水 SS 的均值62.5mg/L 左右，出水各項指標(biāo)均滿足《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)。
3、畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范建議工藝模式
選用糞污處理工藝時，應(yīng)根據(jù)養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖規(guī)模、糞污收集方式、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境條件以及處理目標(biāo)，并應(yīng)充分考慮畜禽養(yǎng)殖廢水的特殊性，在實現(xiàn)綜合利用或達標(biāo)排放的情況下，優(yōu)先選擇低運行成本的處理工藝，并慎重選用物化處理工藝。對于畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理技術(shù)規(guī)范中糞污處理基本工藝模式Ⅱ適合處理養(yǎng)殖規(guī)模在存欄(以豬計)2000頭及以下，養(yǎng)殖場位于非環(huán)境敏感區(qū)，周圍的環(huán)境容量大，遠離城市，有能源需求，周邊有足夠的土地能夠消納全部的沼液、沼渣的情況。
由畜舍流出的廢水通過格柵，截留廢水中粗大的污物，當(dāng)污水量較大時，宜采用機械格柵，柵渣則運至糞便堆肥場或其他無害化場所進行處理。隨后污水進入沉砂池，對于處理養(yǎng)雞場或散放式奶牛場廢水時應(yīng)強化沉砂池設(shè)置，其他養(yǎng)殖廢水處理可使設(shè)置的集水池具有一定的沉砂功能，而不單獨設(shè)置沉砂池。集水池其容量不宜小于日排放量的50%，且易于除浮渣和沉渣。處理食草類動物糞污時，應(yīng)增加集水池容積，使其具有化糞的功能。污水進入固液分離設(shè)備，將糞渣與污水分離，糞渣運送至糞便堆肥場，污水則進入水解酸化池。固液分離設(shè)備可選用水力篩網(wǎng)、螺旋擠壓分離機等，同時也應(yīng)根據(jù)處理水量、水質(zhì)、場地、經(jīng)濟情況等條件考慮選用，并考慮廢渣的貯存和運輸?shù)惹闆r。進入水解酸化池的廢水在微生物的作用下將大分子物質(zhì)降解為小分子有機物，從而提高廢水的可生化性，其水力停留時間宜為12~24h。隨后污水進入?yún)捬跎锾幚韱卧?，其通常由厭氧反?yīng)器、沼氣收集與處理系統(tǒng)(凈化系統(tǒng)、貯氣罐、輸配氣管和使用系統(tǒng)等)、沼液和沼渣處置系統(tǒng)構(gòu)成。對于模式Ⅱ中進水經(jīng)固液分離的系統(tǒng)而言，厭氧反應(yīng)器宜采用升流式厭氧污泥床(USAB)，也可采用復(fù)合厭氧反應(yīng)器(UBF)，厭氧過濾器(AF)、折流式厭氧反應(yīng)器(ABR)等，宜采用常溫發(fā)酵，但溫度不宜低于20℃，水力停留時間不宜小于5d。厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣進入沼氣凈化系統(tǒng)，處理后的氣體通過輸配氣系統(tǒng)可進入儲氣罐并進一步用于居民生活用氣、鍋爐燃燒、沼氣發(fā)電等。厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼渣應(yīng)及時運至糞便堆肥場或其他無害化場所，進行妥善處理。反應(yīng)產(chǎn)生的沼液進入沼液貯存池，并經(jīng)過沼液利用系統(tǒng)，作為農(nóng)田、大棚蔬菜田、苗木基地、茶園等的有機肥。