农村畜禽养殖废水处理技术现状与展望

。污水治理　中国资源综合利用　Ｃｈｉｎａ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３３，Ｎｏ６　

２０１５年６月　

农村畜禽养殖废水处理技术现状与展望　白晓龙ｌ＇　．杨春和　（１．南通科技职业学院环境与资源系，江苏　南通　２２６００７；２．中国矿业大学环境与测绘学院，江苏　徐州　２２１１１６）　摘要：畜禽养殖废水是农业面源污染的重要污染源。对畜禽养殖污染防治存在的问题和农村畜禽养殖　废水处理现状进行了分析和说明，探讨了适合畜禽养殖废水处理方法，详细介绍了还田利用、物化处理　技术、生物处理技术、自然生态处理技术的现状及优缺点，提出了农村畜禽养殖废水处理方面的建议与　对策。认为，创新农村分散养殖统一管理模式，加大政策支持力度，开展宣传教育与技能培训以及加快　技术研发是农村畜禽养殖废水处理的有效途径。　关键词：畜禽废水；废水处理；存在问题；防治对策　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９５００（２０１５）０６—００３０—０５　

Ｔｈｅ　Ｓｔａｔｕｓ　ｑｕｏ　ａｎｄ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｒｕｒａｌ　Ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　

Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｂａ／ＸｉａｏｌｏｎｇＩ一，Ｙａｎｇ　Ｃｈｕｎｈｅ　（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｔ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６００７，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｓｐａｔｉａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ　２２１１１６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｈａｓ　ｂｅｃｏｍｅ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｎ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ａｎｄ　ｐｏｕｌｔｒｙ　ａｎｄ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ，ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ　ａｎｄ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｌａｎｄ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ，ｐｈｙｓｉｃａ１一ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ　ｏｆ　ｒｕｒａｌ　ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ａｔ　ｌａｓｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｖｅｓｔｏｃｋ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　随着畜禽养殖业生产方式的不断转变，我国畜　禽养殖业逐步向规模化、集约化发展，并向城郊集　中。为控制畜禽废水对环境的危害，环保部相继颁　布了《畜禽养殖业污染物排放标准》、《畜禽养殖业　污染防治技术政策》、《畜禽养殖污染防治条例（征　求意见稿）》等来着手解决畜禽养殖污染问题。但在　广大的农村地区以农户为单元的非规模化养殖依　然占有很大的比例ｎ］。由于畜禽养殖污染处理成本　偏高，部分畜禽养殖者粪污处理意识薄弱，设施设　备和技术力量缺乏，畜禽养殖在带来经济效益的同　时也带来了严重的环境污染，成为我国农村面源污　染的主要来源和水体富营养化的重要原因。　１　畜禽养殖污染防治存在问题　１．１畜禽养殖污染防治技术难度大　当前，对畜禽养殖污染防治存在一定的技术和　经济瓶颈。现有污染防治技术对畜禽养殖业排放的　化学需氧量的处理基本能达到有关技术标准，但是　对氮、磷等污染物的去除缺乏有效的经济和技术支　持。　１．２缺乏有效的污染防治经济支撑　目前，我国以农户为单元的分散式养殖还占有　很大比例，他们一般规模较小，投资能力有限，一般　也不会兴建污染防治设施。同时政府财政也往往向　

收稿１３期：２０１５—０４—２４　基金项目：南通市社会事业科技创新与示范项目（ＨＳ２０１３０３４）；江苏省高校“青蓝工程”资助项目（苏教师［２０１４１２３号）；江苏省农　

村环境污染防治工程技术研究开发中心资助项目（苏教办科［２０１０１８号）。　作者简介：白晓龙（１９８０一），男，山东莒县人，讲师，博士研究生在读，研究方向：农村污水处理、污染生态学。　

．．３０－　第６期　白晓龙等：农村畜禽养殖废水处理技术现状与展望　。污水治理　省市级规模化养殖倾斜，普通分散式养殖户很难获　得财政补贴，导致污染物排放不断。　１．３污染防治设施运行维护不到位　出于经济和思想意识等因素，多数污染防治设　施的运行管理与维护等工作均由非专业人员操作　管理。这些人员通常素质较低，环保意识淡薄，设备　维护与运行管理技术与经验严重缺乏，导致畜禽养　殖污染防治设施普遍存在运行维护不到位等。　２农村畜禽养殖废水处理现状　当前．农业面源污染问题日趋严重，农业水资　源利用日益紧缺。根据２０１０年《全国第一次污染源　普查公报》显示，畜禽养殖业的污染排放已经成为　我国最重要的农业面源污染源之一。就目前我国畜　禽废水处理来说，采用强制的物理化学措施强化处　理，因为设施投入过大，运转费用高，使得成本过　高。我国畜禽养殖业主要集中在农村地区和城郊，　畜禽废水分布不集中，给畜禽废水的工厂化处理带　来困难。加之农村经济能力有限，使用此方法不切　实际。另外，对于高浓度畜禽废水来说，单一工艺技　术很难实现对其高效处理、达标排放及资源化。因　此，加强农村畜禽废水资源化利用关键技术的研究　与应用．不仅能有效改善农业面源污染状况。还可　以在一定程度上缓解农业用水紧缺的状况，对加强　社会主义生态文明建设有着重要的现实意义。　３畜禽养殖废水处理技术　目前畜禽废水的处理技术主要有还田利用处　理、物化处理、生物处理、自然生态处理等。　３．１还田利用处理　畜禽废水还田利用处理是一种比较传统的方　法，在我国有着悠久的历史。该方法不仅能够实现　畜禽污染物的资源化利用．还能在一定程度上减少　化学肥料的使用，对改善土壤结构有着极其重要的　作用。当前农村散户畜禽养殖污染物的处理多采用　此种方式，其具有投资少、能耗低等一系列优点。但　是由于在使用过程中由于畜禽养殖废水中存在大　量的致病微生物并不能得到有效处理而存在一定　的潜在危害。另外，由于畜禽废水中含有高浓度的　氮磷以及重金属元素等污染物，致使在长期使用过　程中容易造成地表水和地下水污染，同时还会导致　土壤结构发生变化，影响农作物生长。　３．２物化处理技术　常见的物化处理技术有吸附法、絮凝沉淀、电　化学氧化、Ｆｅｎｔｏｎ氧化等。　３．２．１介质吸附法　该方法主要是利用吸附介质的吸附作用对畜　禽废水中的氮磷等进行吸附预处理。王雅萍等＿２　将　凹凸棒石粘土应用于畜禽废水处理中．氨氮去除率　达到７５．１％。高萌等　研究了改性壳聚糖对畜禽废　水Ｃｕ　、Ｚｎ　＋的捕集，结果表明，改性壳聚糖对复杂　体系下的实际废水有很好的处理效果，出水中的　Ｃｕ　、Ｚｎ　的残余浓度能达到国家排放标准。　３．２．２絮凝沉淀法　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，ＣＯＤ去除率最高可达　６１．０２％。Ｖａｎｏｔｔｉ等　人通过注射聚合体增加固体絮　结物来提高固液分离效率。可以分别去除９７．６％的　悬浮固体；９９．７％的生化需氧量；９８．５％的ＴＫＮ；　９８．７％的氨氮；９５％的总磷；９８．７％的Ｃｕ和９９％的　Ｚｎ。还可去除９７．９％的气味，并将病原菌减少到不　可检测到的水平　３．２．３　电化学方法　电化学方法集电氧化和电还原作用于一体。能　够有效去除有机物和重金属，是一种新兴的水处理　技术。王志刚等　人研究发现，电化学法能够同步去　除养殖废水中的抗生素、激素和重金属等污染物。　欧阳超等　对实际养猪废水进行电化学氧化处理．　在１８０ｍｉｎ内，氨氮的去除率可达９８．２２％，但ＣＯＤ　的去除率却较低。尚晓等［ｓ　人利用电解的方法处理　规模化养猪废水，其对废水中氮磷及有机物的去除　显示了良好的效果。　３．２．４　Ｆｅｎｔｏｎ氧化　李勇等　］人研究发现经Ｆｅｎｔｏｎ预氧化后。畜禽　废水的生化性明显得到改善。可进行后续生化处　理。Ｈｙｕｎｈｅｅ　Ｌｅｅ等［加　采用Ｆｅｎｔｏｎ氧化处理畜禽废　水后发现，其对废水ＣＯＤ和色度的去除率分别达　到８０％和９５％。Ｋａａｎ　Ｙｅｔｉｌｍｅｚｓｏｙ等Ⅲ　采用Ｆｅｎｔｏｎ　氧化处理经过ＵＡＳＢ消化的畜禽废水，其对厌氧出　水ＣＯＤ和色度的去除率分别达到９５％和９６％　物化处理技术对畜禽废水的氮磷及有机物有　

一定的去除能力。但当前工程经验不足，多处于实　验室研究阶段，另外涉及反应器的技术经济性问题　也是限制其应用的一个重要原因。　

一３１—　。污水治理　中国资源综合利用　第６期　３．３生物处理技术　目前，外针对畜禽废水的生物处理方法主要分　为好氧生物处理、厌氧生物处理及其组合处理工艺。　３．３．１好氧生物处理技术　好氧生物处理技术的基本原理是利用微生物　在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞。在　好氧处理中，可生物降解的有机物最终可被完全氧　化为简单无机物。该方法主要有活性污泥法和生物　滤池、生物转盘、ＳＢＲ和ＡｄＯ等一系列工艺。　Ｍｅｒｚｏｕｋｉ和Ｏｂａｊａ等人采用ＳＢＲ对养猪场废水　进行了厌氧和好氧联合生物处理取得了良好的效　果ｌ】　。为了提高粪尿废弃物中磷的回收利用，Ｂｅｌｉｎｅ等㈣　人在ＳＢＲ系统中使用生物代谢的方法处理粪尿废　弃物，提高可溶磷的质量浓度，再使用化学方法回　收重复利用磷。国内应用好氧方法处理畜禽废水的　研究也已经取得了很好的效果。陈蕊等Ⅲ　采用好氧　颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水，结果表明，在　水力停留时间８　ｈ，进水ＣＯＤ浓度６００　ｍｇ／Ｌ，ＮＨ　一Ｎ　浓度４０　ｍｇ／Ｌ的条件下，出水ＣＯＤ、ＮＨ　一Ｎ的浓度分　别为４　６１６　ｍｇ／Ｌ和４１８　ｍｇ／Ｌ．ＮＯ２－－Ｎ和ＮＯ３－－Ｎ的　去除率可达９０％，且好氧颗粒污泥的加入减缓了膜　的污染。余薇薇等ｎｓ　人采用改良型两级Ａ／Ｏ工艺处　理畜禽养殖场的沼液，出水ＳＳ、ＣＯＤ．ＮＨ　一Ｎ、ＴＮ、ＴＰ　的去除率分别为８９．４％、８９．０％、９３．２％、８７．５％、　９８．８％，出水水质能较为稳定达标。邓仕槐等［１６－１７　人　分别研究了新型ＳＢＢＲ对畜禽废水的脱氮效果和　悬浮填料ＳＢＲ处理畜禽废水的效果，研究表明，新　型ＳＢＢＲ和悬浮填料ＳＢＲ都能很好降低畜禽废水　的污染负荷。张威等　人研究发现浸没式ＭＢＲ可　用于畜禽养殖业废水的处理。　３．３．２厌氧生物处理技术　畜禽废水的厌氧处理工艺通常有厌氧滤池、厌　氧折流式反应器、上流式厌氧污泥床以及内循环厌　氧反应器等。该技术能耗少、造价低，具有较高的有　机物负荷潜力等优点，在畜禽废水处理中得到了广　泛应用。张杰等”　人利用内循环厌氧反应器处理猪　粪废水，ＣＯＤ和ＮＨ　一Ｎ去除率分别在９５％和９３％　左右，悬浮固去除率在９９％以上。马淑艳等　］研究　了ＵＡＳＢ处理畜禽废水的快速启动，发现当进水　ｐＨ值为７．５时．化学需氧量去除率达到８１％；当水　力停留时间为１２．５　ｈ时，运行处理效果最佳。厌氧　处理技术在高浓度有机废水处理领域应用广泛，但　——３２－　厌氧出水很难达到排放标准，必须与其他技术联合　使用。　３．３．３　厌氧一好氧组合工艺　单独的厌氧或好氧处理无法实现畜禽养殖废　水的达标外排，结合它们各自的优势，大多数畜禽　养殖场采用厌氧（缺氧）好氧联合处理工艺。厌氧一　好氧联合处理法既克服了好氧处理能耗大和占地　面积大的不足，又克服了厌氧处理达不到排放要求　的缺陷，具有投资少、运行费用低、净化效果好、能　源环境综合效益高等优点，特别适合于规模化畜禽　养殖场污水的处理。在小试和中试研究中，国内外　部分学者采用厌氧一Ａ／Ｏ［　、升流式多层反应床一好　氧　］、升流式厌氧滤床一膜生物反应器　、上流式厌　氧污泥床一活性污泥反应器　等技术处理畜禽废　水，这些组合工艺ＣＯＤ负荷高，对ＣＯＤ、氨氮有较　高的去除率，出水能达到排放标准。　然而这种厌氧一好氧相结合的生物处理方法适　用于经济发达，集约化规模较高的养殖场。其投资　费用大，能耗高，运行和维护管理费用高，因此并不　适用于小规模和农村非规模化畜禽废水的处理。　３．４自然生态处理　自然生态处理法是利用天然水体、土壤和生物　的物理、化学与生物的综合作用来净化污水。其净　化机理主要有过滤、截流、沉淀、物理和化学吸附、　化学分解、生物氧化及生物吸收等。自然处理法主　要采用氧化塘、土地处理系统以及人工湿地等自然　处理系统对畜禽废水进行处理。该技术具有投资　少、能耗低、运行管理费用低、二次污染小等优点。　目前．国外对畜禽废水自然生态处理的研究主　要集中在数据库和设计指南的开发、机理的研究以　及改良人工湿地技术方面。国内利用人工湿地处理　畜禽废水方面的研究和应用主要是植物的筛选和　处理效果的考察等。Ｌｕ等【２５］人考察了水葫芦人工　湿地对养鸭废水的净化能力。邓仕槐等　选取芦苇　及姜花，研究其在处理畜禽废水过程中脱氮除磷效　果．结果表明。芦苇、姜花均有较好的脱氮除磷效　果。畜禽废水的自然生态处理技术适合我国国情，　具有广阔的应用前景。　目前人工湿地的应用范围也在不断的扩大。近　ｌＯ年来，一些研究开始涉及用人工湿地处理工业　废水与农业废水等　。人工湿地独特而复杂的净化　机理使其能够在重金属工业废水、难降解有机废水