畜禽养殖废水处理技术
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分段厌氧处理法
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优点：耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免 了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；两阶段 反应不在同一反应器内进行，相互影响小， 可更好的控制工艺条件；消化效率高，尤其 适应于处理含悬浮固体多，难消化降解的高 浓度有机废水。 缺点：两步法设备多，流程和操作复杂。
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畜禽养殖废水处理技术的研究与应用
湖南农业大学农业环境保护研究所
Contents
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畜禽养殖污染防治现状
畜禽养殖污染系统控制理念与原则
畜禽养殖粪便处理技术 畜禽养殖废水处理技术 畜禽养殖废水处理技术的应用示范
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1、畜禽养殖污染防治现状
用于处理粪便污水，兼有污水沉淀和污泥发酵双 重作用。粪便污水经化粪池沉淀和厌氧分解。
缺点：反应时间相当长，去除效率低，对含悬物 多的养殖废水沉积物过多，难于清理。很少用于对 养殖废水的处理。
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厌氧生物滤池
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优点： 滤池内可保持很高的微生物浓 度；处理能力较高；不需另设泥水 分离设备，出水SS较低；设备简单 、操作方便等。 缺点： 滤料费用较贵；滤料容易堵塞 ，尤其是下部，生物膜很厚。堵塞 后，没有简单有效的清洗方法。因 此，悬浮物高的废水不适用。
国内有少量应用，但运行效果普遍较差，大 部分不能正常运行，主要是悬浮物浓度过高， 容易堵塞。
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UASB反应器
广泛应用于养殖废水的厌 氧处理，能源部门推行的沼气 工程主要应用该反应器。
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UASB反应器示意图
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UASB反应器结构形式
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封闭式UASB
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敞开式UASB
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UASB工艺的特点
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好氧生物处理法
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常用的好氧生物处理法有以下几种： 1、活性污泥 2、生物滤池 3、生物接触氧化 4、序批式活性污泥（SBR）
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活性污泥法
活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程
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4、畜禽养殖废水处理技术
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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；
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分段厌氧处理法
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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。
第一段：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质，并截留难降解的固态物 质。
第二段：保持严格的厌氧条件和pH值，以有利于甲 烷菌的生长，降解、稳定有机物，产生含甲烷较多 的消化气，截留悬浮物质，改善出水水质。
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4.2、畜禽养殖废水处理技术
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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
好氧处理技术：活性污泥、生物滤池、生物接触氧化、
序批式活性污泥（SBR）、生物转盘
深度处理技术：氧化塘、人工湿地、土壤净化
3、畜禽养殖粪便处理技术
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畜禽粪便农业利用基本技术：
1、干燥技术：
太阳能大棚自然干燥（直接农业利用的主要干燥方法）
充分利用自然条件，成本较低，干燥的速度慢，且占地面积较大；
高温快速干燥（主要用于专业有机肥生产） 干燥速度快，可批量生产，杀菌、除臭熟化快，但能耗高，投资大；
畜禽养殖业已使我国水环境污染呈现全面漫延势态。农业 污染已成为影响我国水环境，尤其是威胁饮用水源安全的首 要因素。
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1、畜禽养殖污染防治现状
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1.2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）
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厌氧生物处理技术
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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
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化粪池
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2、畜禽养殖污染系统控制理念
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源头控制
优良品种
合理的饲 料供应量 合理的营 养配比
过程控制
干清粪
优势菌
循环利用
解决种植业
末端治理
水、 气、 渣
营养需求与
养殖业废物 产生在时空 上的不协调
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2、畜禽养殖废弃物处理的原则
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畜禽粪便减排主要方法：
农业利用：直接农用、干化后储存农用、简单
堆肥后农用、水产养殖、食用菌种植等
生产有机肥：指有专用有机肥生产设备，生产
产品作为商品销售；
生产沼气：必须是粪、污水分离后粪便厌氧发
酵生产沼气；
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3、畜禽养殖粪便处理技术
2、堆肥技术：
自然堆肥法 （直接农业利用的主要使用方法） 无需设备和耗能，但占地面积大、腐熟慢、效率低 现代堆肥法 （主要用于专业有机肥生产） 利用发酵罐（塔）等设备，效率高，堆制时间短 ，便于控制，自动化 控制连续生产，处理量大，对周边无污染；一次性投资大。 堆肥法比干燥法具有省燃料、成本低、发酵产物生物活性强、粪便 处理过程中养分损失少且可达到去臭，灭菌的目的，处理的最终产物臭气 少且较干燥，容易包装、撒施。因此对于畜禽场的干粪和由粪水中分离出 的干物质，进行堆肥化处理是最佳的固体粪便处置方式。
优点： 反应器内的污泥浓度高，有机负荷高 (10-20kg COD/m3.d)，水力停留时间短； 反应器内设三相分离器，污泥自动回流 到反应区，无需污泥回流设备，无需混 合搅拌设备；污泥床内不需填充载体， 节省造价且避免堵塞。 缺点： 反应器内有短流现象，影响处理能力； 难消化的有机固体不宜太高；运行启动 时间长，对水质和负荷变化较敏感。
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分段厌氧处理法
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分段厌氧组合方式 ：流程尚无定式，根据废水 水量和水质的不同而采用不同的组合方式。 1.悬浮物含量高，前一段采用厌氧接触系统，后一 段采用厌氧接触系统（水量大时）或UASB（水量 小时）。 2.悬浮物含量很少且水量不很大时，可考虑两上流 式厌氧污泥反应器串联组合，后段也可采用厌氧生 物滤池。
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1、畜禽养殖污染防治现状
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1.3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。
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活性污泥法特点
优点： 吸附氧化有机物的能力强，活性污泥的活性较高 。 调济平衡能力强，回流比达50～100%。 缺点：
载体处于流化状态，无堵塞现象，对高、中、低浓度 的废水均有较好的处理能力；有较高的净化速度；结 构紧凑，占地少，基建投资省。
缺点：载体重量较大，介质颗粒流化和膨胀需要大量
的回流，增加了运行过程的能耗，并且其三相分离特 别是固液分离比较困难，要求较高的运行和设计水平， 实际应用较少。 由于生物流化床的高运行费用，在养殖废水的处理中很少应用。
烘干膨化干燥（应用较少）
干燥过程中易产生恶臭气体。 从目前掌握的情况看，畜禽粪便干燥处理尚无较完善的技术。各规模 化养殖场，尤其是养鸡场只能根据自己的资金情况及所拥有的土地面积 ，选择相应的干燥技术。
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3、畜禽养殖粪便处理技术
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畜禽粪便农业利用基本技术：
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厌氧生物处理技术
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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。
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；
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4.1畜禽养殖废水农业利用
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与现代规模化养殖不 相适应，对养殖专业 户以上的规模养殖很 难保证，受气候因素 和种植季节性影响。
畜禽粪便污水还田作肥料为传 统而经济有效的处置方法，可使 畜禽粪尿不排往外界环境，达到 污染物零排放。既可有效处置污 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， 家庭分散户养畜禽粪便污水处理 均采用该法。该方法适用于远离 城市、土地宽广且有足够农田消 纳粪便污水的经济落后地区，特 别是种植常年需施肥作物的地区， 要求养殖场规模较小。
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厌氧生物处理技术
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定义：在隔绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性
厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称
为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
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 ；
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1.1 畜禽养殖污染现状
畜禽养殖污染排放量大
第一次污染源普查资料显示，我国主要污染物排放量中， 农业源占大部分，其中COD排放量占总量的46%以上，达到 1300万吨，氮占50%以上，磷占60%以上，而畜禽养殖污染物 排放量占整个农业源的95%以上。
危及全国饮用水源
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厌氧流化床反应器
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结构及工作机理
低密度载体，无烟煤 和塑料物质（减少所需的 液体上升流速，从而减少 提少提升费用）
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厌氧流化床反应器
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优点：填料比表面积大，微生物浓度高，有机负荷大；
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减量 化
综合利用优先
运行费用低 廉化
资源 化
无害 化
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2、畜禽养殖废弃物处理技术
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还田模式 自然处理模式 工业处理模式
目前国内外所 采用三种主要 处理模式
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3、畜禽养殖粪便处理技术
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畜禽粪便直接农业利用要求： 粪便农业利用减排原则要求：保证畜禽养殖连续
产生的粪便有足够的干化场、发酵池、储存场， 其中发酵池、储存场必须防雨防渗，干化场必须 防渗处理；
农业种植用地与养殖规模匹配，且减排项目要求
对应的农业用地必须是连片的集中种植区；
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分段厌氧处理法
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优点：耐冲击负荷能力强，运行稳定，避免 了一步法不耐高有机酸浓度的缺陷；两阶段 反应不在同一反应器内进行，相互影响小， 可更好的控制工艺条件；消化效率高，尤其 适应于处理含悬浮固体多，难消化降解的高 浓度有机废水。 缺点：两步法设备多，流程和操作复杂。
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畜禽养殖废水处理技术的研究与应用
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畜禽养殖污染防治现状
畜禽养殖污染系统控制理念与原则
畜禽养殖粪便处理技术 畜禽养殖废水处理技术 畜禽养殖废水处理技术的应用示范
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1、畜禽养殖污染防治现状
用于处理粪便污水，兼有污水沉淀和污泥发酵双 重作用。粪便污水经化粪池沉淀和厌氧分解。
缺点：反应时间相当长，去除效率低，对含悬物 多的养殖废水沉积物过多，难于清理。很少用于对 养殖废水的处理。
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厌氧生物滤池
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优点： 滤池内可保持很高的微生物浓 度；处理能力较高；不需另设泥水 分离设备，出水SS较低；设备简单 、操作方便等。 缺点： 滤料费用较贵；滤料容易堵塞 ，尤其是下部，生物膜很厚。堵塞 后，没有简单有效的清洗方法。因 此，悬浮物高的废水不适用。
国内有少量应用，但运行效果普遍较差，大 部分不能正常运行，主要是悬浮物浓度过高， 容易堵塞。
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UASB反应器
广泛应用于养殖废水的厌 氧处理，能源部门推行的沼气 工程主要应用该反应器。
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封闭式UASB
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敞开式UASB
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好氧生物处理法
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常用的好氧生物处理法有以下几种： 1、活性污泥 2、生物滤池 3、生物接触氧化 4、序批式活性污泥（SBR）
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活性污泥法
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4、畜禽养殖废水处理技术
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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；
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分段厌氧处理法
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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。
第一段：水解和液化固态有机物为有机酸；缓冲和 稀释负荷冲击与有害物质，并截留难降解的固态物 质。
第二段：保持严格的厌氧条件和pH值，以有利于甲 烷菌的生长，降解、稳定有机物，产生含甲烷较多 的消化气，截留悬浮物质，改善出水水质。
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4.2、畜禽养殖废水处理技术
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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
好氧处理技术：活性污泥、生物滤池、生物接触氧化、
序批式活性污泥（SBR）、生物转盘
深度处理技术：氧化塘、人工湿地、土壤净化
3、畜禽养殖粪便处理技术
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畜禽粪便农业利用基本技术：
1、干燥技术：
太阳能大棚自然干燥（直接农业利用的主要干燥方法）
充分利用自然条件，成本较低，干燥的速度慢，且占地面积较大；
高温快速干燥（主要用于专业有机肥生产） 干燥速度快，可批量生产，杀菌、除臭熟化快，但能耗高，投资大；
畜禽养殖业已使我国水环境污染呈现全面漫延势态。农业 污染已成为影响我国水环境，尤其是威胁饮用水源安全的首 要因素。
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1、畜禽养殖污染防治现状
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1.2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）
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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
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2、畜禽养殖污染系统控制理念
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源头控制
优良品种
合理的饲 料供应量 合理的营 养配比
过程控制
干清粪
优势菌
循环利用
解决种植业
末端治理
水、 气、 渣
营养需求与
养殖业废物 产生在时空 上的不协调
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2、畜禽养殖废弃物处理的原则
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畜禽粪便减排主要方法：
农业利用：直接农用、干化后储存农用、简单
堆肥后农用、水产养殖、食用菌种植等
生产有机肥：指有专用有机肥生产设备，生产
产品作为商品销售；
生产沼气：必须是粪、污水分离后粪便厌氧发
酵生产沼气；
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3、畜禽养殖粪便处理技术
2、堆肥技术：
自然堆肥法 （直接农业利用的主要使用方法） 无需设备和耗能，但占地面积大、腐熟慢、效率低 现代堆肥法 （主要用于专业有机肥生产） 利用发酵罐（塔）等设备，效率高，堆制时间短 ，便于控制，自动化 控制连续生产，处理量大，对周边无污染；一次性投资大。 堆肥法比干燥法具有省燃料、成本低、发酵产物生物活性强、粪便 处理过程中养分损失少且可达到去臭，灭菌的目的，处理的最终产物臭气 少且较干燥，容易包装、撒施。因此对于畜禽场的干粪和由粪水中分离出 的干物质，进行堆肥化处理是最佳的固体粪便处置方式。
优点： 反应器内的污泥浓度高，有机负荷高 (10-20kg COD/m3.d)，水力停留时间短； 反应器内设三相分离器，污泥自动回流 到反应区，无需污泥回流设备，无需混 合搅拌设备；污泥床内不需填充载体， 节省造价且避免堵塞。 缺点： 反应器内有短流现象，影响处理能力； 难消化的有机固体不宜太高；运行启动 时间长，对水质和负荷变化较敏感。
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分段厌氧处理法
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分段厌氧组合方式 ：流程尚无定式，根据废水 水量和水质的不同而采用不同的组合方式。 1.悬浮物含量高，前一段采用厌氧接触系统，后一 段采用厌氧接触系统（水量大时）或UASB（水量 小时）。 2.悬浮物含量很少且水量不很大时，可考虑两上流 式厌氧污泥反应器串联组合，后段也可采用厌氧生 物滤池。
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1、畜禽养殖污染防治现状
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1.3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。
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活性污泥法特点
优点： 吸附氧化有机物的能力强，活性污泥的活性较高 。 调济平衡能力强，回流比达50～100%。 缺点：
载体处于流化状态，无堵塞现象，对高、中、低浓度 的废水均有较好的处理能力；有较高的净化速度；结 构紧凑，占地少，基建投资省。
缺点：载体重量较大，介质颗粒流化和膨胀需要大量
的回流，增加了运行过程的能耗，并且其三相分离特 别是固液分离比较困难，要求较高的运行和设计水平， 实际应用较少。 由于生物流化床的高运行费用，在养殖废水的处理中很少应用。
烘干膨化干燥（应用较少）
干燥过程中易产生恶臭气体。 从目前掌握的情况看，畜禽粪便干燥处理尚无较完善的技术。各规模 化养殖场，尤其是养鸡场只能根据自己的资金情况及所拥有的土地面积 ，选择相应的干燥技术。
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厌氧生物处理技术
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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。
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；
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与现代规模化养殖不 相适应，对养殖专业 户以上的规模养殖很 难保证，受气候因素 和种植季节性影响。
畜禽粪便污水还田作肥料为传 统而经济有效的处置方法，可使 畜禽粪尿不排往外界环境，达到 污染物零排放。既可有效处置污 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， 家庭分散户养畜禽粪便污水处理 均采用该法。该方法适用于远离 城市、土地宽广且有足够农田消 纳粪便污水的经济落后地区，特 别是种植常年需施肥作物的地区， 要求养殖场规模较小。
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定义：在隔绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性
厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生物降解的过程，称
为厌氧生物处理法或厌氧消化法。
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 ；
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1.1 畜禽养殖污染现状
畜禽养殖污染排放量大
第一次污染源普查资料显示，我国主要污染物排放量中， 农业源占大部分，其中COD排放量占总量的46%以上，达到 1300万吨，氮占50%以上，磷占60%以上，而畜禽养殖污染物 排放量占整个农业源的95%以上。
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厌氧流化床反应器
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结构及工作机理
低密度载体，无烟煤 和塑料物质（减少所需的 液体上升流速，从而减少 提少提升费用）
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厌氧流化床反应器
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优点：填料比表面积大，微生物浓度高，有机负荷大；
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减量 化
综合利用优先
运行费用低 廉化
资源 化
无害 化
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还田模式 自然处理模式 工业处理模式
目前国内外所 采用三种主要 处理模式
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畜禽粪便直接农业利用要求： 粪便农业利用减排原则要求：保证畜禽养殖连续
产生的粪便有足够的干化场、发酵池、储存场， 其中发酵池、储存场必须防雨防渗，干化场必须 防渗处理；
农业种植用地与养殖规模匹配，且减排项目要求
对应的农业用地必须是连片的集中种植区；
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