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養殖（zhí）汙（wū）水處理工藝

發布時（shí）間：2021-12-01 13:48:30瀏覽次數：
 1.畜禽（qín）養殖業的汙染現狀
  畜（chù）禽業是我國農業和農（nóng）村經濟的重要組成（chéng）部分，畜禽養殖業大力發展所帶來的環境汙染問題日益嚴重，不僅影響經（jīng）濟發展，而且（qiě）還危及生態（tài）安全，已成為人們普遍關注的社會問題。畜禽養殖場產生的糞便和汙水造成地表水、地下水、土壤和環境空氣（qì）的嚴重汙（wū）染，直接影響了人們的身體健康和正常（cháng）生產生活。畜禽養殖（zhí）場未經處理的汙水中含有大量汙染物質，其汙染負荷很高，各類畜禽糞尿排泄係數見表1。這種高濃度有機廢水直接排入或隨雨水衝刷進入江河（hé）湖庫，大量（liàng）消耗水體中的溶解氧（yǎng），使水體（tǐ）變黑發臭。水中含有大量的N、P等營養物是造成水體富營養化的重要原因（yīn）之一，排入魚塘及河流使對有機物汙染敏感的水生生物逐漸死亡，嚴重者導致魚塘及（jí）河（hé）流喪失使用功能。養殖汙水長（zhǎng）時間滲入（rù）地下，使地下水（shuǐ）中的硝態氮或亞硝態氮濃度增高，地下水溶解氧含量減少，有毒成分增多，導（dǎo）致水質惡化，甚至喪失其使用功能，同時危及周（zhōu）邊生活用水（shuǐ）水質。高濃度汙水還可導致土壤孔（kǒng）隙堵塞，造成土壤透氣、透水性下降（jiàng）及板結、鹽化（huà），嚴重（chóng）降低土（tǔ）壤質量，甚至傷害農作物，造成（chéng）減產和死亡。



  為控製畜禽（qín）養殖業產生的廢水、廢渣和惡臭對環境的汙染，國家環境保護（hù）總局發布了《畜禽養殖業汙染物排放標準》，著手治理畜禽養殖場和養殖區的汙染難題。這一標準旨在鼓勵生態養殖，推（tuī）動畜禽養（yǎng）殖業可持續健康發展；促進畜禽場在廢棄（qì）物處理過程中考慮資（zī）源化（huà）利用，減少末端汙（wū）染物處理量（liàng）。畜禽養（yǎng）殖業汙染物排放標準見（jiàn）表（biǎo）2。



  2.畜禽養殖廢水的預處（chù）理
  畜禽（qín）養（yǎng）殖廢水無論以何種工藝或綜合措施進行處理，都要采取一定（dìng）的預處（chù）理措施。通過預處理可使廢水汙染（rǎn）物負荷降低，同時防止大的固體或雜物進入後續處理環節，造成設（shè）備的堵塞或破壞等。針對廢水中的大顆粒物質或（huò）易沉降的物質，畜禽養殖業采用過濾、離（lí）心、沉澱等固液分離技術進行預處理，常用的設備有格柵、沉澱池、篩網等。格柵是汙水處理的工藝流程中必不可少的部分，其（qí）作用是阻攔汙（wū）水中（zhōng）粗大的漂浮和（hé）懸浮固體，以免阻塞孔洞、閘門（mén）和（hé）管道，並保護（hù）水泵等機械設備。沉澱法是在重力（lì）作用下將重於水的懸浮物從水中分離出來的（de）處理工藝，是廢水處理中應用最廣的方法（fǎ）之一。目前，凡是有廢水（shuǐ）處理（lǐ）設施的（de）養殖場基本上都（dōu）是在舍外串聯（lián）2至（zhì）3個沉澱池，通過過濾、沉澱和氧化分解將糞（fèn）水進行處理（lǐ）。篩網是篩濾所用的設施，廢水從篩網中（zhōng）的縫隙流（liú）過（guò），而固體部（bù）分則憑機械或其本身的重（chóng）量，截流下來，或推移（yí）到篩（shāi）網的邊緣排出。常用的畜禽糞（fèn）便固液（yè）分離篩網有固定篩、振動篩和轉動篩。此外，還有（yǒu）常用的（de）機械過濾設備（bèi）如自（zì）動轉鼓過濾機、轉輥壓（yā）濾機、離心（xīn）盤式分離機等（děng）。
  3.畜禽養殖廢水的主（zhǔ）要處理技術
  3.1自然處理法
  自然（rán）處理法是利用（yòng）天然水體、土（tǔ）壤和生物的物（wù）理、化學與生（shēng）物（wù）的綜合作用來淨（jìng）化汙水。其淨化機理主要包括過濾、截留、沉澱、物理和化學吸附、化學分解、生物氧化以及生物的吸收（shōu）等。其原理涉及生態係統中物種共生（shēng）、物質循環再生原理、結構與功能協調原則，分層（céng）多級截留、儲藏、利用和轉化營養物質機製等。這類方法投資（zī）省、工藝簡單、動（dòng）力消耗少，但淨化功（gōng）能受自然條件的製約。自然處理的主（zhǔ）要（yào）模（mó）式有氧化塘、土（tǔ）壤（rǎng）處理（lǐ）法、人工濕地處理法等。氧化塘又稱為生物穩定塘，是一種利用天（tiān）然或人工整修的池塘進行汙水生物處理的構築物。其（qí）對（duì）汙（wū）水的淨化過（guò）程和天然水體的（de）自淨過（guò）程很相似，汙水在塘內停留時間長，有機汙染物通過水（shuǐ）中（zhōng）微生物的代謝（xiè）活動而（ér）被（bèi）降解，溶解氧則由藻類通過光合作用和塘麵的複氧作用提（tí）供，亦可（kě）通（tōng）過人工曝（pù）氣法提供。作為環境工程構築物，氧化（huà）塘（táng）主要用來降低水體的有機汙染物，提高溶解氧的（de）含量，並適當（dāng）去除水中的氮和磷，減輕（qīng）水體富營養化的程度。土壤處理（lǐ）法不同於季節性的汙水灌溉，是常年性的汙水處理方法。將汙水（shuǐ）施於土（tǔ）地（dì）上，利用土壤-微生物-植物組成的生（shēng）態係統對（duì）廢水（shuǐ）中的汙染（rǎn）物（wù）進行一係列物理的、化學的和生物淨化過程，使廢（fèi）水的水質得到淨化，並通過係統的營養物質和水分的循環利用，使綠色植物生長繁殖，從而實現廢水的資源化、無害化和穩定化。人工濕地可通過沉澱、吸附、阻隔、微生物同（tóng）化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途徑（jìng）去除廢水中的懸浮物、有機物、氮、磷和重金屬等。近（jìn）年來，人工濕地的研究越來越受到重視，葉（yè）勇等利用紅樹植物（wù）木欖和秋（qiū）茄處理牲畜廢水營養鹽N、P，結果表明兩種植物對N、P的（de）去除效果較好。廖新俤，駱世明分別以香根草和風車草為植被，建立人工濕地，隨季節（jiē）不同，對汙染物的去除率（lǜ）不同，CODCr去除率可達90%以（yǐ）上，BOD5可達80%以上。由於自然處理法投資少，運行費用低，在有足夠土地可利用的條件下，它是一種較為經濟的處理方法，特別適宜於小型畜禽養殖場（chǎng）的廢水處理。
  3.2厭氧處理技術
  20世紀50年代出現了厭氧接觸法（anaerobiccontact process）工藝，此後隨著厭氧（yǎng）濾器AF（anaerobic filter）和上流式厭（yàn）氧汙泥床UASB（Upflowanaerobic sludge bed）的發明，推動了（le）以提高汙泥濃（nóng）度和改善廢水與汙泥混合效果為基礎的一係列高負荷厭氧反（fǎn）應器的發展，並逐步應用於禽畜汙水處理中。厭氧（yǎng）處理特點是造價低，占地少，能量需求低，還可以產生沼氣；而且處理過程不（bú）需要氧，不受傳氧能力的限製，因而具有較高的有機物負荷潛力能使一些好氧微生物所不能（néng）降解的部分進行有機物降解。常用的（de）方法有（yǒu）：完全混合式厭（yàn）氧（yǎng）消（xiāo）化器、厭氧接觸反應器、厭氧濾池、上流式厭氧汙泥床、厭氧流（liú）化床、升流式固體反應器等。鄧良偉、陳鉻銘用內循環厭氧反應器（IC）工藝處理豬場廢水，其TP去除率達（dá）53.8%，COD去除率達80.3%，BOD5去除率達95.8%，SS去除率達78%，沼氣產氣率達1.5～3m3·d-1。張國治等選用小球藻、顫藻等藻類，采用懸浮藻類法和固定藻類（lèi）法兩種工藝（yì），對豬糞厭氧廢液進行淨化處（chù）理，也取得（dé）了較好的效果。目前國內養殖場廢水處理主（zhǔ）要采用的是上流式厭氧汙泥（ní）床及升流式固體反應器工藝。近（jìn）年來，學者對各種厭氧（yǎng）反應器研究較多（duō），認為新型超高效厭氧反應器處理豬場汙水有機汙染（rǎn）物有廣闊的前景。
  3.3好氧處理技（jì）術
  好氧處理的基本原理是利用微生物（wù）在好氧條件下分解有機物，同時合成自（zì）身細胞（活性汙泥）。在好氧處理中，可生物降解的有機物最終可被完全氧化為簡單的無機物。該方法主要有（yǒu）活性（xìng）汙泥法（fǎ）和生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧（yǎng）化（huà）、序批式活性汙泥、A/O及（jí）氧化溝等（děng）。采用好氧技術對畜禽廢水進行生物處理，這方麵研究的較多的是水解與SBR結合的工藝。SBR（sequencing batch reactor）工藝，即序批（pī）式活性汙泥（ní）法，是基於傳（chuán）統的Fill-Draw係統改進並發展起來的（de）一種（zhǒng）間歇式（shì）活性汙泥工藝，它把（bǎ）汙水處理構築物從空間（jiān）係列轉化為時（shí）間係列，在（zài）同一（yī）構築物內（nèi）進（jìn）行進水、反（fǎn）應、沉澱、排水（shuǐ）、閑置等周（zhōu）期循環。SBR與水解（jiě）方式結合處理畜禽廢水時，水（shuǐ）解過程對CODCr有（yǒu）較（jiào）高的去除率（lǜ），SBR對總（zǒng）磷去除率為74.1%，高濃度（dù）氨氮（dàn）去除率達97%以上。此外，其他好氧（yǎng）處理技術（shù）也逐漸應用於畜禽廢水處理中，如間歇式排水延時曝氣（IDEA）、循環式活性汙泥係統（CASS）、間歇式循環延時曝氣活性（xìng）汙泥法（ICEAS）。
  3.4混合處（chù）理法
  上述的自然（rán）處理法、厭氧法、好氧法用於處理畜（chù）禽養殖（zhí）廢水各有（yǒu）優缺點和適用範圍，為了取長補短，獲得良好穩定的出水水質，實際應用中加入（rù）其他處理單元。混合處理就是根據畜禽廢水的多少和具體情況，設計出由以上3種、或以（yǐ）它們為主體並結合其他處理方法（fǎ）進行（háng）優化的組合共同處理畜（chù）禽廢水。這種方式能以較（jiào）低（dī）的處理成本，取（qǔ）得較好的（de）效果（guǒ）。
  彭軍等選擇厭氧-兼氧組合式（shì）生物塘作為主體工藝，將上流式厭氧汙泥床移植到兼性塘，豬場廢水經處理後，其BOD5、CODCr、NH4+-N可分別從9000、14000、1200降至20、60、65mg·L-1，成功地解決了（le）熱（rè）帶地區規模化豬場汙水汙染負荷高和養豬行（háng）業利（lì）潤低的兩大（dà）難題。采（cǎi）用了厭（yàn）氧好氧結合的處理工藝，經處理後，水中CODCr約為（wéi）400mg·L-1，BOD5為140mg·L-1，基本達到廢水（shuǐ）排放標準。采用直接投（tóu）加優勢菌的方法，可（kě）大大改善原自然（rán）處理係統的能力，提高對水體或土壤中難降解有機物的降（jiàng）解能力。汙水（shuǐ）處理工程工藝流程為汙水→固液分（fèn）離→調節池→上流式厭氧消化→植物（wù）塘→魚（yú）塘→排放，處理後廢水也能達到深圳市廢水排放標準。李金秀等采用ASBR-SBR組合反應器係（xì）統，ASBR作為預處理器（厭氧），主要用於去除有（yǒu）機物，SBR（好氧）用於（yú）生物脫（tuō）氮處理。膜生物反應器是由膜分離技術（shù）與生物（wù）反（fǎn）應器相結合的新型生物化學反（fǎn）應係統。它用膜取代了傳統的二沉池，具有出（chū）水穩定、活性汙泥濃度高、抗衝擊（jī）負荷能力強、剩餘汙（wū）泥少、裝置（zhì）結構緊湊、占（zhàn）地少等特點。近年來，已經逐漸應用於各種汙水的（de）處理。範建偉，張傑采用膜生物反應器對上海市郊一畜禽場的排出廢水進行（háng）處理，通（tōng）過一（yī）段時（shí）間的調整，處理係統逐步穩定，出水達到國家一（yī）級排放標準。畜禽養殖廢水（shuǐ）是比較難處理的有機廢水，主要是因為（wéi）其排量大，溫度較低，廢（fèi）水中固液混雜，有機物含量較高，固形物體積較小，很難進行分離，而且衝洗時間相對集中，使得處理過程無法連續進行。由於廢水中（zhōng）的COD，BOD等指標嚴重超標，懸浮物量（liàng）大，氮磷含量豐富（fù），氨氮（dàn）含量高且不易去除，單純采用物理、化學或者生物處理方（fāng）法都很難達到排放要求。因此一般養殖場的廢水（shuǐ）處理（lǐ）都需要使用多種處理方（fāng）法相結合的工藝（yì）。根據畜禽廢水的特點和利用途徑，可采用以（yǐ）上不同的處理技術。根據汙水寶工程經驗典型的工藝（yì）流程見下圖：



  4.結語
  畜（chù）禽養（yǎng）殖廢水的處理（lǐ）方法還有很（hěn）多，某一種處理方法能否（fǒu）被接受，不僅要考慮（lǜ）這種處理方法在技術上的（de）優勢，還要（yào）考慮該方法（fǎ）的投資、日常（cháng）運行費用和操作是（shì）否方便等問題（tí）。為（wéi）了做好畜（chù）禽養（yǎng）殖業汙染防治工（gōng）作，實現廢水回收再利用，減少廢水的排放和化學物（wù）質對環境的輸入，使汙染（rǎn）減輕到最低限度，不僅要實現處理過程（chéng）的無害化，而且要實現處理過程的資源化，有（yǒu）效（xiào）地保護和（hé）改善農村生態環境，促進畜禽養殖環境（jìng）與經濟的。
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