养猪废水的处理

养猪废水的处理

摘要：随着我国养殖业的高速发展，养殖废水已经成为许多地区的主要污染源。本文以养猪废水为例，概述了养猪废水的危害以及国内外处理养猪废水的现状，讨论了当前存在的问题，并对养猪废水的处理工艺提出了展望。

关键词：养猪废水，自然处理，还田模式，工业化处理模式

1前言

近年来，农村生活污水的排放对周边受纳河流湖泊的污染问题受到全世界的普片关注。【1】目前我国有近8亿的农村人口，污水排放量巨大，其中90%的生活污水未经处理就排放到周边水体，影响周边生态环境，已经成为新的面源污染。【2】其中，家禽养殖业废水成了一个很重要的水污染问题。

我国是养殖大国，根据2010年2月发布的《第一次全国污染源普查公报》，全国水污染COD排放量为3029万吨，畜禽养殖业主要水污染物COD排放量高达1268万吨，占全国的41.8%，接近工业污染物排放量1279万吨；总氮排放量为102万吨，占全国的22%；总磷排放量为16万吨，占全国的37.9%；粪便产生量2.4亿吨，尿液产生量1.6亿吨，成为水污染的主要污染源之一。【3】近年来，我国规模化猪场发展迅速，生产规模由几千头发展到几十万头，大型集约式工业化养猪业【4】己在北京、上海、天津、沈阳以及广东、四川、吉林等省市获得到迅速的发展，并取得了举世瞩目的成就。这种规模化的集中饲养方式，有利于提高饲养技术、防疫能力和管理水平，与传统方式即农户分散饲养相比，规模化饲养能够大大提高生产效率和饲料转换率，降低生产成本，从而增加经济效益:同时也为城市居民提供了丰富的肉食品，繁荣了市场，满足了广大人民的生活需要，使人民的营养水平和健康水平有了显著提高;逐步成为联系城乡经济发展的纽带。但是规模化猪场生产过程中，会有一些“代谢废物’，伴随而来，这就是逐步增加的向环境中大量排放的猪场废水【5】【6】【7】。它们大多未经妥善回收利用与处理、处置就直接排放，对环境造成严重污染【8】【9】【10】,产生极其不良的影响。在许多地区，畜禽养殖业带来的污染已经或正在成为当地主要的污染源【11】【12】。

2猪场废水的特点与危害

养猪废水包括猪粪尿及冲洗废水【13】，属于高浓度有机废水【14】，氨氮及SS 浓度都很高。有关研究资料表明：猪场排放废水中BOD高达2000-8000mg/l，COD高达(5000~20000)mg/l，且SS浓度也超标数十倍【15】【16】。

养猪废水的主要危害表现为以下几个方面【17】

1，对地下水及地表水的危害

养猪废水的氮磷含量都很高，如果不妥善处理直接排放，会通过地表径流和土壤渗滤作用进入地表水体，地下水体或在土壤中累计，污染地下水，使土地失去持续生产能力，造成地表水的富营养化。四川大部分丘陵地区依然使用地下水为饮用水，这样会对人体造成很大的危害。

2，对大气环境的污染

养猪废水排放到低洼地区，会造成蚊蝇滋生，散发恶臭，影响周围大气质量及周围居住环境，而蚊蝇会传播疾病。同时，废水在微生物作用下会产生氨气等恶臭气体，以及甲烷，而甲烷是一种温室气体，会加重温室效应。

3，传染病与寄生虫的蔓延

实践表明，排放的猪场废水污染了水、饲料和空气，最终会导致一些传染病和某些寄生疾病的蔓延和发展，影响到猪的生产水平，严重时其生存构成威胁。

3养猪废水处理现状

大量调查和文献检索表明，国内外猪场粪污处理的处理模式可归纳为三种:还田模式、自然处理模式和工业化处理模式。

3.1还田模式

畜禽粪污还田【18】作肥料是一种传统的、较经济有效的处置方法，可以使畜禽粪尿不排向外界环境，达到零排放。畜禽家庭分散户养方式的粪污处理均是采用这种处置方法。畜禽粪尿的还田使用，既可以有效地处置污染物，又能将其中有用的营养成分循环于土壤一植物生态系统中。粪尿、冲洗水施于土壤中，通过土壤微生物和植物的作用，将粪尿中有机物质分解转化成稳定的腐殖质以及植物生长因子，有机氮磷转化成无机氮磷，供植物生长利用，从而可以减少化肥的使用。施用粪污能帮助维持并提高土壤肥力，改善土壤特性，增加土壤持水能力，减轻风蚀和水蚀。改善土壤通透性，促进有益微生物的生长。

这种模式适用于经济落后，远离城市，有足够农田消纳养猪粪污的地区，这种处理方法处理的废水量有限，所以要求养殖场的规模不能太大，一般为2万头以下，由于需要大量的人力来进行人工清粪及运粪，所以需要当地的劳动力价格低。

国内一般采用先进行厌氧处理后再进行还田利用，这样就可以避免废水中的有机物浓度过高引起的烧苗，另一方面，经过厌氧处理可以产生沼气，回收一部分能源。

3.2自然处理模式

这种模式主要采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地【19】等自然处理系统对养殖场废水进行处理。这种方法适用于离城市较远，气温较高，地价较低，有大量滩涂，林地，荒地或洼地等适宜自然处理模式的地区。养殖场规模一般不能太大，对于猪场而言，一般年出栏在5万头以下为宜，以人工清粪为主，水冲为辅，

冲洗水量中等。自然处理模式能耗低，运营费用低，管理简单，污泥量少等优点。

在一些国家，粪污一般不经过处理直接进入氧化塘进行处理，往往采用多级厌氧塘【20】、兼性塘、好氧塘与水生植物糖【21】这种方式水力停留时间很长，能长达600天，占地面积很大。

国内大多采用先进行厌氧处理然后采用自然处理模式进行处理。如宜昌家家有畜牧有限责任公司的标准化万头猪场，采用厌氧处理+自然处理模式，废水经厌氧发酵之后进入大型氧化塘进行自然处理，最终达到畜禽养殖业污染物排放标准。杭州灯塔养殖总场种猪场采用地下式厌氧发酵，利用地温保证常年均温发酵，利用地势实现自流进出料，管理运营费用很低，沼气池容积产气率可达到0.3m3/m3.d。

3.3工业化处理模式

工业化处理模式的处理系统由预处理、厌氧处理、好氧处理、后处理、污泥处理及沼气净化、贮存与利用等部分组成，需要复杂的机械设备及较高的运营费用，其设计与运营管理都需要有受过较高教育的技术人员来完成。

该模式适用于大城市近郊地区，经济发达，土地紧张的地区，一般采用这种方式的养猪场规模较大，一般在5万头规模以上，主要使用水冲清粪的方式，废水流量大。

采用这种模式处理猪场废水，其中包含了物理，化学和生物处理法【21】三种方法。

物理法【22】是采用格栅或者固液分离机分离出废水中的粪便，分离出的粪便经过脱水后堆肥用于出售，该方法一般用于废水的预处理。化学法【23】是采用化学药品通过混凝是废水中的悬浮物，从而达到净化废水的目的。化学法的处理快捷，简单，但是化学法投加药品的耗费很大，运营成本很高。生物处理法【24】是现在大部分养猪场处理废水采用的主体工艺，一般包括厌氧生物处理和好氧生物处理。厌氧处理【25】实质上是指厌氧甲烷化【26】，是一个有多种微生物类群参与的生物化学过程。厌氧工艺处理负荷高，无需曝气耗能低，厌氧过程中会产生沼气，可作能源回收利用。但是厌氧处理对氨氮的去除效果并不明显，所以厌氧处理一般作为预处理，后续一般接上好氧工艺。国内大部分处理工艺为厌氧处理接好氧后续出理，大部分好氧处理选择的是SBR反应器，但是需要加碱，杨虹等小试中发现:如果不加碱，处理效果往往不理想，氨氮的去除率小于60%，出水中氨氮的浓度为600mg/l左右。徐洁泉等人在采用SBR对猪场粪便污水处理的生产实验中也发现:厌氧消化液直接用SBR处理，污染物的去除效果很差，COD仅去除78.8%，氨氮去除53.6%，出水C0D、氨氮均很高，分别为608mg/l、365mg/l。邓良伟采用厌氧-加原水-SBR工艺，将大部分养猪废水进行厌氧消化后，再利用小部分未经厌氧消化的养猪废水作为补充碳源，和厌氧消化液混合后，采用 SBR 反应器处理混合废水，最终 HRT、剩余污泥量、需氧量、工程投资同比分别降低38.6 %、16.4% 、95.9 %和 11.8 %，并成功回收沼气。

从研究机理上看，厌氧氨氧化技术因具有不需供给有机碳源、无需供氧等优势为处理高氨氮浓度，低碳氮比的猪场废水厌氧消化液提供了新途径[29]。但受厌氧氨氧化污泥接种及启动时间太长的限制，目前国内还处于实验室研究阶段。