(完整版)畜禽养殖废水的处理分析
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养猪废水工程处理方案范本一、背景介绍随着社会经济的快速发展,养猪业已成为我国畜牧业的重要组成部分。
养猪业在一定程度上为国家经济发展做出了重要贡献,但同时也给环境带来了一定的压力。
养猪废水的处理成为当前养猪产业升级与转型的重要课题。
养猪业养殖过程中产生的废水主要包括猪舍冲洗水、饮水器、粪池冲洗水和生产废弃物等,其中含有大量的有机物、氮、磷以及微量元素等。
这些污水若直接排放或随地面径流进入水体,将对水环境造成污染。
因此,为了减少养猪废水对水体的污染,保护环境和水资源,本方案提出了养猪废水工程处理方案。
二、养猪废水工程处理方案1. 分离处理首先,对养猪废水进行分离处理,将猪舍冲洗水、饮水器冲洗水和粪便污水进行分离收集,采用固液分离技术将固体和液体分离,分离出的固体部分进入发酵罐进行发酵处理,液体部分进入沼液池进行进一步处理。
2. 沼液池处理沼液池采用生物膜技术进行处理,通过生物膜的附着作用,可以有效去除沼液中的有机物和氮、磷等营养物质。
处理过程中,利用好氧和厌氧水平交替作用,促进沼液中有机物的降解和转化,最终达到沼液净化和资源化利用的目的。
3. 污水处理污水处理采用生物处理技术,通过生物接触氧化池进行污水处理。
在生物接触氧化池内,通过大量微生物的活性作用,将污水中的有机物和氮、磷等营养物质降解分解,使得污水中的有害物质大幅减少,经过处理后的水体清澈透明,符合排放标准。
4. 污泥处理处理过程中产生的污泥,通过厌氧发酵处理,将其中的有机物进行进一步分解,产生更多沼气资源,同时通过干化技术,将污泥进行干化后,达到无害化处理的目的。
三、工程实施效果分析经过养猪废水工程处理方案的实施,可以有效减少养猪废水对水体的污染,保护水环境;同时可以实现养猪废水的资源化利用,将废水中的有机物和养分转化为沼气和肥料资源,实现废水的资源化利用。
同时,通过污水处理和沼气收集利用能够大幅减少温室气体排放,对改善地方环境气候有重大影响。
关键词:畜禽养殖业;废水处理;处理措施引言近年来,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。
畜禽养殖废水处理技术(配图)养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水,直接排放进入水体或存放地点不合适,受雨水冲洗进入水体,将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。
1、传统畜禽养殖污染防治传统畜禽养殖以生产为主导,污染控制技术大部分仅指产后治理,主要方法有:物理法(沉淀、脱水、干燥)化学法(混凝、氧化、消毒)生物法(厌氧、好氧、兼氧)生态法(氧化塘、湿地、生态沟渠)资源化利用(堆肥、有机肥、饲料化)2、畜禽养殖污染防治现状现有技术对COD处理达到国标不存在技术问题;对氮、磷的处理仍存在技术和经济上的问题;现有技术处理成本与养殖低利润、高风险之间矛盾突出;运行管理与操作人员素质低、已有设施没有正常运行;生物有机肥推广应用力度不够,导致粪便肥料化循环利用不畅。
3、畜禽养殖废水减排的主要方法:农业利用:包括直接农业利用、厌氧发酵后沼液沼渣农业利用、水产养殖等,不能设置污水排放口;循环利用:废水经处理后全部用于回收利用(包括农用与回用于栏舍冲洗等),不能设置污水排放口;达标排放:采用厌氧+好氧+深度处理的工业化处理方法,外排污水达标排放;4、畜禽养殖废水处理单元技术分类:厌氧处理技术:UASB、AF、 UBF、USR、两段厌氧法优点:1.应用范围广;2.厌氧生物处理技术可以把环境保护、能源回收以良性循环的形式结合起来,是一种低成本、低能耗的废水处理技术;3.厌氧处理设备负荷高、占地少;4.厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法少得多5.厌氧生物法对营养物的需求量小;6.能被厌氧法降解的有机物种类多;缺点:1.采用厌氧生物处理法不能去除废水中的氮和磷。
2.厌氧法启动时间长。
3.运行管理较为复杂。
如进水负荷突然提高,反应器的pH值会下降,如不及时发现控制,反应器就会出现“酸化”现象,使产甲烷菌受到严重抑止,甚至使反应器不能再恢复正常运行,必须重新启动。
4.卫生条件较差。
常用的厌氧生物处理反应器有以下几种:1、化粪池2、厌氧生物滤池3、上流式厌氧污泥反应器(UASB)4、厌氧流化床反应器5、分段厌氧处理法将厌氧发酵过程分别在两个容器中独立进行,维持各自最佳的环境条件,促进整个厌氧消化过程。
《规模化畜禽养殖废水处理技术现状探析》篇一一、引言随着农业产业结构的不断优化,规模化畜禽养殖业迅速发展,为满足市场需求和保障食品安全提供了有力支撑。
然而,规模化畜禽养殖业在快速发展的同时,也带来了严重的环境问题,其中最为突出的是畜禽养殖废水的处理问题。
本文旨在探讨规模化畜禽养殖废水处理技术的现状、挑战以及未来的发展趋势。
二、规模化畜禽养殖废水处理的现状1. 废水产生及特点规模化畜禽养殖废水主要由动物的尿液、粪便、清洗用水等组成,含有高浓度的有机物、氮、磷等营养物质。
这些废水具有量大、高浓度、复杂成分等特点,对环境造成了严重污染。
2. 传统处理技术传统的畜禽养殖废水处理方法主要包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要通过沉淀、过滤等手段去除废水中的固体颗粒物;化学法则是通过投加化学药剂,使废水中的有害物质发生化学反应,转化为无害物质;生物法则利用微生物的代谢作用,将有机物转化为无害的物质。
这些传统方法在一定程度上可以降低废水的污染程度,但仍存在处理效率低、成本高、易产生二次污染等问题。
3. 现代处理技术随着科技的发展,一些新型的畜禽养殖废水处理技术逐渐得到应用。
如膜分离技术、高级氧化技术、厌氧-好氧联合处理技术等。
这些技术具有处理效率高、操作简便、环保等优点,逐渐成为畜禽养殖废水处理的主要方法。
三、规模化畜禽养殖废水处理面临的挑战1. 技术难题尽管现代处理技术具有较高的处理效率,但仍存在一些技术难题需要解决。
如膜污染、能耗高等问题制约了膜分离技术的广泛应用;高级氧化技术的成本较高,且易产生二次污染物等。
2. 政策与法规目前,我国对畜禽养殖废水的排放标准越来越严格,对环保要求也越来越高。
然而,部分地区在政策执行和监管方面仍存在不足,导致部分养殖企业缺乏环保意识,对废水处理不够重视。
3. 经济效益与环保效益的平衡规模化畜禽养殖企业往往更关注经济效益,对环保投入不足。
如何在保证经济效益的同时,实现环保效益的最大化,是当前面临的重要问题。
畜禽养殖污水处理及资源化利用畜禽养殖污水处理及资源化利用1. 引言畜禽养殖业是农业中重要的组成部分,为满足人们对肉类和养殖产品的需求提供了巨大的贡献。
然而,养殖业中产生的污水也给环境带来了不可忽视的压力和负面影响。
污水中含有大量的有机物和氨氮等有害物质,如果不经过适当的处理,将会污染地下水和水体,危害生态环境和人类健康。
因此,畜禽养殖污水的处理和资源化利用成为了一个迫切需要解决的问题。
2. 污水处理技术2.1 生物处理技术生物处理技术是畜禽养殖污水处理的常用方法之一。
常见的生物处理技术包括活性污泥法、厌氧消化等。
活性污泥法通过将污水中的有机物通过微生物降解转化为无机物,进而实现污水的处理。
厌氧消化则是利用厌氧条件下的微生物对污水中的有机物进行降解,产生沼气等可再生能源。
这些技术具有操作简单、效果稳定等优点。
2.2 物理化学处理技术物理化学处理技术是对畜禽养殖污水进行处理的另一种选择。
常见的物理化学处理技术包括沉淀、过滤、吸附等。
沉淀是利用重力将污水中的悬浮物沉降至底部,从而实现固液分离。
过滤则是通过过滤介质将污水中的颗粒物截留,达到净化目的。
吸附是利用吸附剂吸附污水中的有害物质,使其被固定在吸附剂表面。
3. 资源化利用除了简单的处理污水,畜禽养殖污水还可以进行资源化利用,实现资源的再利用和综合利用。
主要的资源化利用方式包括:3.1 有机肥料生产畜禽养殖污水中富含有机物,经过适当处理后可以制作成有机肥料。
这种有机肥料可以有效改善土壤质量,提高农作物的产量和品质,同时也减少对化肥的需求,降低农业对环境的负荷。
3.2 生物能源利用畜禽养殖污水中的有机物可以通过发酵、厌氧消化等过程转化为沼气等生物能源。
这种生物能源可以用于发电、取暖等用途,减少对传统能源的依赖,并节约能源消耗。
3.3 循环农业利用畜禽养殖污水中的部分养分可以用于农田灌溉,实现循环农业的概念。
通过将污水中的养分用于农田的灌溉,可以减少对化肥的使用,同时提高农田的肥力,降低养殖业对环境的负荷。
畜禽养殖废水处理方案随着人口的增长和生活水平的提高,畜禽养殖业发展迅速。
然而,废水处理成为了这一行业亟待解决的环境问题之一。
如何高效地处理畜禽养殖废水,既保障环境安全,又满足畜禽养殖的需求,成为了亟需解决的难题。
本文将提出一种畜禽养殖废水处理方案,以期对该问题提供有效的解决方案。
1. 废水处理流程废水处理的流程是确保废水从出口到排放的全过程中经过一系列处理步骤,以去除污染物、净化水质,并符合排放标准的要求。
畜禽养殖废水处理的基本流程包括预处理、生物处理和后处理三个阶段。
1.1 预处理阶段预处理阶段主要包括格栅除渣、沉砂池和调节池等处理设施。
格栅除渣过程中,废水经过格栅将大颗粒杂质去除,防止堵塞管道。
沉砂池的作用是通过重力沉降将悬浮的固体颗粒从废水中除去。
调节池则用于稳定废水的水质和流量,为后续的生物处理提供合适的条件。
1.2 生物处理阶段生物处理是废水处理过程中最重要的环节之一。
通过利用微生物的生物降解能力,将有机物分解为无机物,达到净化水质的目的。
常见的生物处理方法包括活性污泥法、厌氧消化池法和人工湿地法等。
1.3 后处理阶段后处理阶段主要包括除磷、除氮和消毒等环节。
除磷的方式有化学除磷和生物除磷两种,可以选择适合的方式进行废水处理。
除氮的方法主要包括硝化和反硝化过程,通过微生物的作用将污水中的氨氮转化为硝态氮和氮气。
消毒则是为了杀灭水中的病原微生物,常见的消毒方法有紫外线消毒和氯消毒等。
2. 废水处理设备为了实施畜禽养殖废水处理方案,需要配备一系列废水处理设备。
常见的设备包括格栅机、沉砂池、调节池、活性污泥池、厌氧消化池等。
此外,根据实际需要,还可以根据需求选择添加除磷和除氮设备、消毒设备等。
3. 废水处理效果监测为了确保废水处理方案的有效性,需要进行废水处理效果的监测和评估。
监测可以通过监测设备,定期对废水的水质、流量等参数进行采样检测。
这样可以及时发现问题,并采取相应的调整和改进措施。
4. 废水处理的经济性和可行性评估废水处理方案的经济性和可行性评估是制定方案的关键环节。
畜禽养殖场污水处理方法范文如下:畜禽养殖场污水处理方法随着畜禽养殖规模的逐渐扩大,相应的污水排放量也在增加。
畜禽养殖场的污水处理对于环保和人类健康都有着重要的意义。
本文将详细介绍畜禽养殖场污水处理的几种常见方法。
污水处理方法分为物理处理、化学处理和生物处理三个方面。
下面将分点列出各种方法的具体介绍:1. 物理处理方法- 筛网过滤:将废水通过筛网进行过滤,以去除较大的悬浮物和固体颗粒。
- 沉淀:通过将废水静置一段时间,使悬浮物和固体颗粒沉淀到底部,然后再将上层清水取出以得到净化水。
- 气浮法:通过利用气体的浮力原理,使污染物从废水中浮起,以便于去除。
2. 化学处理方法- 絮凝剂处理:在处理过程中添加絮凝剂,使废水中的悬浮物凝结成团,便于沉淀和去除。
- 活性炭吸附:将废水经过活性炭过滤,活性炭的孔隙吸附能力可以有效去除废水中的有机物和部分重金属离子。
- 高级氧化法:通过添加一定的氧化剂,使废水中的有机物氧化分解成无害物质,比如臭氧氧化法和紫外光催化氧化法等。
3. 生物处理方法- 好氧处理:利用好氧菌降解有机物,将废水中的有机物转化为无机物,如二氧化碳和水。
这种方法适用于废水中有机物含量较高的情况。
- 厌氧处理:利用厌氧菌降解有机物,产生甲烷等气体作为降解产物。
这种方法适用于废水中有机物含量较低的情况。
- 植物净化法:通过在废水处理过程中引入适当的水生植物,如芦苇和菖蒲等,利用植物的生物吸附和光合作用来净化废水。
需要注意的是,不同的污水处理方法在实际应用中可能会结合使用。
例如,在畜禽养殖场中,可以通过物理处理方法去除较大的悬浮物和固体颗粒,然后采用生物处理方法进一步降解有机物,最后再利用化学处理方法去除残余的污染物。
综上所述,污水处理在畜禽养殖场中是非常重要且必要的。
通过采用物理、化学和生物处理等不同方法的结合,可以有效地降低畜禽养殖场对环境造成的影响,并减少对人类健康的潜在风险。
这些方法不仅可以改善水质,还有助于保护生态环境和可持续发展。
畜禽养殖废水处理工艺随着畜禽养殖业的发展,废水处理成为了一个亟待解决的问题。
畜禽养殖废水中富含有机物、氮、磷等污染物,如果不经过有效的处理,会对水环境造成严重的污染。
因此,研究和应用畜禽养殖废水处理工艺成为了当务之急。
一、物理处理工艺物理处理工艺主要采用沉淀、过滤等方法去除废水中的悬浮物和颗粒物。
其中,沉淀是最常见的处理方法之一。
通过将废水静置一段时间,使悬浮物沉淀到底部,然后将上清液排出,可以有效去除废水中的固体物质。
而过滤则是通过介质层的作用,将废水中的颗粒物截留下来,达到净化的目的。
物理处理工艺具有操作简单、效果明显等优点,但对于废水中的有机物等难降解物质处理效果有限。
二、化学处理工艺化学处理工艺主要采用添加药剂的方法,通过化学反应来去除废水中的污染物。
常用的药剂包括氯化铁、氯化钙等。
例如,氯化铁可以与废水中的污染物发生络合反应,形成沉淀物,从而达到净化的目的。
化学处理工艺能够有效去除废水中的有机物和氮、磷等营养物质,但药剂的成本较高,同时也会对环境造成一定的污染。
三、生物处理工艺生物处理工艺是目前应用较广泛的处理方法之一。
生物处理工艺利用微生物的代谢活动,将废水中的有机物和氮、磷等污染物转化为无害物质。
其中,好氧处理和厌氧处理是常见的生物处理方法。
好氧处理利用好氧条件下的微生物将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水,同时还能去除一部分氮、磷等营养物质。
厌氧处理则是利用厌氧条件下的微生物将废水中的有机物降解成甲烷等产物,同时还能去除一部分氮、磷等营养物质。
生物处理工艺具有处理效果好、运行成本低等优点,但对操作技术要求较高,并且处理过程中会产生污泥等副产物,需要进一步处理。
畜禽养殖废水处理工艺主要包括物理处理、化学处理和生物处理三个方面。
根据实际情况,可以选择不同的处理方法进行组合应用,以达到废水处理的最佳效果。
同时,还需要加强对废水处理技术的研发,提高处理效率和降低处理成本,以推动畜禽养殖废水处理工艺的进一步发展。
畜禽养殖业废水处理方法1 畜禽养殖废水对环境得危害规模化养殖场每天排放得废水量大、集中,并且废水中含有大量污染物,如重金属、残留得兽药与大量得病原体等,因此如不经过处理就排放于环境或直接农用,将会造成当地生态环境与农田得严重污染.养殖业废水属于富含大量病原体得高浓度有机废水,直接排放进入水体或存放地点不合适,受雨水冲洗进入水体,将可能造成地表水或地下水水质得严重恶化。
而且水中含有较多得氮、磷、钾等养分,如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力,改良土壤得理化特性,促进农作物得生长。
但如果未经任何处理就直接、连续、过量得施用,则会给土壤与农作物得生长造成不良得影响.在畜禽养殖过程中,为了防治畜禽得多发性疾病,常在饲料中添加抗菌素与其她药物,这些药物会破坏生态平衡并威胁人类得身体健康。
2 畜禽养殖业废水得处理工艺畜禽养殖废水一般需要多种处理技术得结合。
从治理技术来瞧,要实现去除CODcr、BOD5得同时,再脱氮除磷得效果,厌氧工艺就是不可或缺得。
目前我国畜禽养殖废水得治理主要有两种模式:一种就是厌氧-自然处理模式,适用于中小型规模化养殖场;另一种就是厌氧—好氧利用模式,适用于大中型畜禽养殖场或养殖区。
无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理,都必须首先进行固液分离,这就是一道必不可少得工艺环节,其重要性及意义主要在于:首先,一般养殖场排放出来得废水中固体悬浮物含量很高,最高可达160000mg/L,相应得有机物含量也很高,通过固液分离可使液体部分得污染物负荷量大大降低;其次,通过固液分离可防止较大得固体物进入后续处理环节,防止设备得堵塞损坏等。
此外,在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转得可靠性,减小厌氧反应器得尺寸及所需得停留时间,降低设施投资并提高COD得去除效率.固液分离技术一般包括:筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序.目前,我国已有成熟得固液分离技术与相应得设备,其设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛与离心盘式分离机等⑴厌氧-自然处理模式厌氧处理特点就是造价低,占地少,能量需求低,还可以产生沼气;而且处理过程不需要氧,不受传氧能力得限制,因而具有较高得有机物负荷潜力,能使一些好氧微生物所不能降解得部分进行有机物降解.厌氧常用得方法有完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧折流板反应器、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式固体反应器等.自然处理法就是利用天然水体、土壤与生物得物理、化学与生物得综合作用来净化污水.这类方法投资省、工艺简单、动力消耗少,但净化功能受自然条件得制约。
畜禽养殖废水的处理内容提要:改革开放以来,随着我国经济发展以及人民生活水平的不断提升,人民对禽畜产品的需求也日渐增长。
在国家一系列加速禽畜业发展的政策推动下,禽畜业养殖由原来的分散经营饲养、头目少的小户型养殖不断的转型为大型的集约化、规模化的城镇养殖。
但在提高管理与肉品水平以及增加经济收入的同时,也造成粪尿过度集中,冲洗水大量增加等问题,给生态环境带来了巨大的压力。
该文主要综述畜禽养殖废水的来源、水质特点以及危害,同时重点介绍几种畜禽养殖废水处理工艺。
关键词:畜禽养殖废水处理技术1 畜禽养殖废水的来源及水质特点畜禽养殖废水指由畜禽养殖场产生的尿液、全部粪便或残余粪便及饲料残渣、冲洗水及工人生活生产过程中产生的废水的总称,其中冲洗水占大部分[1]。
畜禽废水处理难度大,并呈现出以下特点:(1)COD、SS、NH3-N含量高;(2)可生化性好,沉淀性能好;(3)水质水量变化大;(4)含有致病菌并有恶臭。
畜禽养殖业发展迅速。
目前,我国每年产生禽畜粪便约45亿吨,其化学需氧量(COD)超过我国工业废水和生活污水之和。
因此禽畜养殖污染已经是继工业污染、生活污染之后的第三大污染源。
而畜禽养殖废水的处理则是其中的重点[2]。
2畜禽养殖废水的危害随着畜禽养殖业的发展,所带来的污染以及危害也日益凸显。
未经处理而直接排放的的废水往往给环境和人体带来相应的危害。
2.1 大气污染畜禽粪尿中含有大量未被消化的有机物,主要由碳水化合物和含氮化合物组成。
碳水化合物可分解成甲烷、有机酸和醇类。
含氮化合物主要是蛋白质。
在有氧条件下,蛋白质分解的最终产物是硝酸盐类;无氧条件下,可分解成氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、甲胺、三甲胺等恶臭气体。
而对于刚排泄出的畜禽粪便含有氨、硫化氢、胺等有害气体,如未能及时清除处理,其臭味将成倍增加,产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多种低级脂肪酸等有恶臭的气体[3]。
这些大气污染物不仅给养殖场的工作人员以及周边的居民带来健康上的危害,也会造成小范围的纠纷和矛盾,从而影响地区的长治久安。
同时畜禽养殖业所产生的大量氨气也成为温室气体的重要来源之一[4]。
2.2 水污染畜禽饲料中大量添加钙、磷、铜、铁、锌、锰、钴、硒和碘等元素,以及畜禽粪便中本身含有的氮、磷、BOD等大量无机、有机污染物,甚至包含一些抗生素。
这些组分使得畜禽养殖废水中成分复杂,污染负荷很高。
没有经过妥善处理的废水通过地表土壤渗透到地表水体或地下水层,使水体受到污染,严重时水体发臭、发黑、水体丧失功能,非常难治理和恢复。
其中最常见的就是水体富营养化。
例如,太湖的富营养化就是因为养殖场高浓度氮磷废水排入其流域所导致[3]。
2.3 土壤污染高浓度的养殖废水若未经处理就直接长时间的排入土壤,会导致土壤孔隙堵塞,造成土壤透气性和透水性的双方面下降,影响土地性能,直接影响农作物的生长质量,农作物的徒长、倒伏、返青、早熟、减产和死亡现象就是由于受高浓度污水长期污染使得其性能下降所导致的[3] 。
以砷为例,近年来,媒体宣传有机砷制剂能促进猪的生长并有较好的医疗效果。
而据预测,一个万头猪场若连续使用含砷饲料,5~8d将可能向猪场周边排入1t砷。
土壤中砷含量每升高1 mg/kg,则甘薯块根中砷含量即上升0.28mg/kg,不超过10天,该地所产的甘薯中砷含量将超过污泥农用标准(41 mg/kg)[4]。
2.4 微生物污染畜禽体内的微生物主要通过消化道排出体外,粪便是微生物的主要载体。
有关资料表明,在1g猪场的粪污水中,含有83万个大肠杆菌,69万个肠球菌,还含有寄生虫卵。
这些有害病菌,如果得不到妥善处理,将污染环境,这不仅会直接威胁畜禽自身的生存,还会严重危害人体健康。
粪便中病原微生物在较长时间内可以维持其感染性。
如巴氏杆菌在室温条件下的粪便中,其传染性可维持34天,马立克氏病毒可维持100天,禽流感病毒在4℃时可维持30~35天[4]。
3 畜禽养殖废水处理技术的国内外研究现状由于畜禽养殖废水所带来严重的环境压力,业界诸多相关专家针对其处理技术进行了多方面的研究。
目前,畜禽养殖废水的治理主要从源头控制与末端处理入手。
源头控制强调减少粪尿中有机物的含量[1];用清洁的干清粪工艺取代原有的水冲粪、水泡粪工艺[4];并鼓励采用生物发酵舍技术实现粪尿零排放[5]。
末端处理技术按照处理模式可分为三种:还田模式、自然处理模式、工业处理模式[6]。
3.1 还田处理模式还田模式即将粪尿及冲洗水施于土壤中,在微生物以及植物的共同作用下,可将其中的有机物分解并吸收利用。
不仅改善了土壤肥力,有利于植物的生长发育同时降低了肥料等的使用所带来的成本以及土壤的板结[3]。
但这种方法需要大片农田消纳污染物[4],因此,欧洲一些国家已经改变了饲养方法,由水冲洗栏舍式变回传统的稻草或作物秸秆铺垫吸收尿粪,经过处理后制成肥料还原给农田。
上个世纪70年代,日本曲径经过十多年的探索,又开始大力推广还田养殖废水。
还田的优点是不耗能源,不用请专业的人员进行管理,运转费用低廉,节省了很大的投资和运行管理费用,还有就是使污染物得到了有效的处置和经济的利用,不仅可以达到污染物零排放还能减少化肥的施用量,改善土壤质量。
但不可忽视的是,养殖废水在降解的过程中所产生的NH3以及H2S会对大气环境以及人体健康产生危害,因此,欧洲一些国家将畜禽养殖废水经过厌氧消化处理后再进行还田利用[3]。
3.2 自然处理模式自然处理模式即通过过滤、截流、沉淀、物理和化学吸附、化学分解、生物氧化及吸收等机理,采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等方法对畜禽养殖废水进行处理[4]。
氧化塘中的各类生物互相依存,形成一个复合生态系统,在塘内停留较长时间的污水中的有机物及氮磷等营养物质被植物氧化分解,处理后的废水可用于农田灌溉。
而人工湿地主要是通过植物的根和茎以及基质表层去除污水中比较大的颗粒物从而形成一层污泥,大量氧气在植物根系的作用下进入污水中,从而使污水中的有机物被大量繁殖的好氧菌降解吸收,并经过厌氧菌的进一步吸收降解后,达到排放标准[7]。
廖新偙和骆世明分别以香根草和风车草为植被建立人工湿地,其对COD的去除率可达到90%以上,BOD去除率可达80%以上[8]。
邓任槐等利用芦苇、菖蒲等挺水植物系统和凤眼莲、水烛等浮水植物系统建立了一个约300m2的湿地系统,整个系统对养殖废水中的COD、BOD去除率均达到99%以上,氨氮的去除率达到98%[9]。
湾墨西哥湾项目建立了相关养殖废水人工湿地处理数据库,发现污染物平均去除率为:生化需氧量BOD 为65%,固体悬浮物53%,氨氮为48%,TP 为42%,TN 为42%[10]。
叶勇等利用红树植物木榄和秋茄处理畜禽养殖废水中的N、P,秋茄和木榄系统对N的去除效率达79.2%和91.8%,对P的去除效率达85.4%和95.5%[11]。
但自然处理模式存在受季节温度变化的影响,且防控性差,有污染地下水源的风险[3]。
3.3 工业处理模式由于还田模式以及自然处理模式中用于消纳或处理粪便污水的土地越来越少,加之该种处理方法有带来二次污染的风险,因此工业化处理模式越来越受到重视[12]。
工业化处理模式包括:物化处理技术与生物处理技术两大类。
3.3.1 物化处理技术常用的物化处理技术有吸附法、磁絮凝沉淀、电化学氧化、Fenton氧化等。
(1)吸附法梁文婷等采用氧化镁改性沸石,在最佳作用时间4h下,得到猪场废水中NH3-N、总磷的去除率分别为88.6 %和76.2 %,该法的改性沸石使用微波制成,能耗和技术要求较高,且吸附剂达到饱和时必须脱附,故只能间歇处理废水[13]。
(2)磁絮凝沉淀崔丽娜等通过投加磁种和絮凝剂进行磁絮凝分离反应,处理猪场废水,实验条件下,COD为32323 mg/L的猪场废水样,去除率最高可达61.02 %。
该技术工艺流程简单、沉降性好、处理周期短,但会产生大量的化学污泥[14]。
(3)电化学氧化电化学氧化对氨氮的去除率较高。
欧阳超等对实际养猪废水进行电化学氧化处理,在180min内,NH3-N的去除率可达98.22 % ,但COD的去除率仅14.04 %[15]。
(4)Fenton氧化Hyunhee Lee等采用Fenton氧化法处理COD为5000~5700mg/L的畜禽废水,当H2O2投入加浓度为废水初始COD浓度的1.05倍,Fe2+投加浓度4700mg/L,H2O2与Fe2+摩尔比为2,pH值控制为3.5~4,反应30min后,COD和色度的去除率分别高于80%和95%。
Fenton氧化技术对于COD和色度的去除率较高,可作为畜禽废水深度处理技术,但该技术Fe2+用量大、H2O2的利用率不高[16]。
物化技术对于畜禽养殖废水中的COD、NH3-N、色度具有一定去除率,可作为其预处理或深度处理工艺。
3.3.2 生物处理技术畜禽养殖废水的可生化性较好,因此工业上多选用生物处理技术对其进行处理。
工业化生物处理技术有:厌氧处理技术、好氧处理技术以及厌氧—好养组合技术。
(1)厌氧生物处理技术目前,常用于处理畜禽养殖废水的处理方法主要有以下几种:厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(USAB)、厌氧折流板(ABR)、内循环厌氧反应器(IC)等。
邓良伟等采用了IC工艺对畜禽养殖废水进行了实验研究,结果表明,COD的去除率为80.3%,BOD5的去除率为95.8%,SS的去除率为78.5%,沼气产率达1.5~3kgCOD/(m3·d)。
出水氨氮浓度比进水高2.82%,TN的去除率为21.7%,TP 的去除率为53.8%[17]。
宋炜等用厌氧折流板(ABR)处理畜禽养殖废水,实验COD为8000~10000mg/L,出水COD去除率可达65%[18]。
赵青玲等用EGSB(膨胀颗粒污泥床)处理养殖废水,进水COD浓度为6000mg/L左右,出水COD去除率可达80%[19]。
以往大多数对畜禽养殖场直接进行厌氧处理的工程其主要目的是以回收利用沼气能源居多,厌氧处理工艺处理畜禽养殖废水不能算是对污水的完全处理,厌氧工艺只是去处了部分有机物和悬浮物,处理后的出水溶解氧含量低,氮磷等营养物质基本没有得到有效去除,同时在厌氧消化过程中,有机氮被转化成氨氮,污水中的氨氮浓度非常高,出水水质尚未达标,如果排放对环境的压力仍然很大,随着国家对环保问题的重视,要想要想出水水质达到排放标准还需要作进一步处理。
(2)好氧生物处理技术好氧生物处理技术:主要有活性污泥法、接触氧化法、生物转盘、序批式活性污泥法及A/O 等工艺。
这些工艺处理畜禽养殖废水脱氮效果均差,其中A/O 工艺虽能取得较好的脱氮效果,但需要污泥回流和高比例混合液回流,一般的还需要加碱。