畜禽养殖业废水处理方法

畜禽养殖业废水处理方法

1 畜禽养殖废水对环境的危害

规模化养殖场每天排放的废水量大、集中，并且废水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，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和农田的严重污染。

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。而且水中含有较多的氮、磷、钾等养分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促进农作物的生长。但如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用，则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响。在畜禽养殖过程中，为了防治畜禽的多发性疾病，常在饲料中添加抗菌素和其他药物，这些药物会破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。

2 畜禽养殖业废水的处理工艺

畜禽养殖废水一般需要多种处理技术的结合。从治理技术来看,要实现去除CODcr、BOD5的同时,再脱氮除磷的效果,厌氧工艺是不可或缺的。目前我国畜禽养殖废水的治理主要有两种模式：一种是厌氧-自然处理模式,适用于中小型规模化养殖场;另一种是厌氧-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，这是一道必不可少的工艺环节，其重要性及意义主要在于：首先，一般养殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高，最高可达160000mg/L，相应的有机物含量也很高，通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低；其次，通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节，防止设备的堵塞损坏等。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的可靠性，减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，降低设施投资并提高COD的去除效率。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，我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备，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、旋转锥形筛和离心盘式分离机等

⑴厌氧-自然处理模式

厌氧处理特点是造价低,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,不受传氧能力的限制,因而具有较高的有机物负荷潜力,能使一些好氧微生物所不能降解的部分进行有机物降解。厌氧常用的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。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的制约。自然处理的主要模式有氧化塘、土壤处理法、人工湿地处理法等。采用厌氧+自然处理技术的工艺流程如图1所示。

⑵厌氧-好氧处理模式

好氧处理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的无机物。该方法主要有活性污泥法、生物接触氧化、SBR、A/O及氧化沟等。采用厌氧+好氧处理技术的工艺流程如图2所示。

好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。

天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法，亦称自然生物处理法，主要有水体净化和土壤净化两种。前者主要有氧化塘（好氧塘、兼性塘、厌氧塘）和养殖塘等；后者主要有土地处理（慢速渗滤、快速法滤、地面漫流）和人工湿地等。

人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法等。

屠宰厂废水处理技术

屠宰废水主要来自畜牧、禽类、鱼类等宰杀行业。目前生物法主要以好氧生物处理法为主，包括活性污泥法、氧化沟、水解酸化等。厌氧工艺处理效果较好氧工艺更为高效，但成本较高。

1 好氧生物处理法 活性污泥法

⑴序批式活性污泥法 活性污泥是因好氧微生物繁殖而形成的污泥絮状物，其上栖息的菌胶团具有很强的吸附和氧化有机物的能力，是污水生物处理的主要方法。序批式活性污泥法（SBR）集初沉池、生物降解、二沉池于一体，流程简单、运行费用低、不易发生污泥膨胀、脱氮除磷能力强，广泛应用于屠宰废水的处理。

⑵循环式活性污泥法 循环式活性污泥法（CASS），与 SBR相比，增加了预反应区，即在SBR 之前加了一个生物反应器，可实现连续进水、污泥减量，每去除 kg的BOD5产生～ kg剩余污泥，污泥产量仅的SBR的60%左右。预反应区对水质、水量、pH 和有毒有害物 质有良好的缓冲作用，且能抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀。

生物膜法

⑴生物接触氧化法 生物接触氧化法，又称浸没式生物滤池，属于浸没式生物膜法，是介于活性污泥法和生物滤池之间的一种膜工艺，以附着在生物膜上的载体为主体，底部曝气对污水进行充氧，以保证污水与填料充分接触。充分的曝气形成的冲刷作用会造成膜脱落，促使新的生物膜生长。因此，生物接触氧化法可高效净化有机废水。生物接触氧化工艺只需 ～ h，与活性污泥的 6～8 h相比，时间短，费用低。

⑵序批式生物膜反应器 序批式生物膜反应器（SBBR），是在SBR内装 填不同填料，为微生物生长提供更有利的生存条件，提高处理能力和稳定性，达到净化目的。

⑶其它生物膜法 生物膜法除生物接触氧化法、SBBR 法外，近年来国内外许多学者还有应用 MBR、一体式膜生物反应器，生物膜-活性污泥等系统处理屠宰废水。

其它好氧生物法

采用好氧生物法处理屠宰废水，需足够的供氧量。早期国外采用氧化沟、深井曝气等传统工艺进行处理，但 COD、BOD5、SS 去除率均低于 80%。

2 厌氧生物处理法 普通厌氧消化池

普通厌氧消化池，又称常规消化池，是最早出现的厌氧水处理技术。由化粪池和双层沉淀池组成，废水由沉淀池排出，厌氧消化产生的沼气由池顶排出。

厌氧序批式活性污泥系统

厌氧序批式活性污泥系统（ASBR）是一种新型 的水处理技术，工艺流程为进水期-反应期-沉淀期-闲置期。该工艺可延长污泥停留时间（SRT），增加污泥含量，提高负荷和处理效果，HRT短，占地面积小，因此广泛应用于工业化水处理。

高效厌氧反应器

⑴升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床反应器是一种高效处理污水的厌氧反应器，内部无填料，污水从下部进入，上部是悬浮 颗粒污泥层，可实现气-液-固三相分离。该反应器布水均匀、结构紧凑简单、无需搅拌、容积负荷高、剩 余污泥量少、费用低，因此被广泛应用。

⑵厌氧折流板反应器 厌氧折流板反应器（ABR）是集升流式厌氧污 泥床（UASB）和分阶段多相厌氧反应器（SMPA） 技术于一体的一种新型高效厌氧反应器，是在厌氧生物转盘的基础上改进和发展的。与其它厌氧反应器相比，ABR 结构简单，不需特殊的三相分离系统， 能有效截留生物体，长期运行不需排泥，费用低。

⑶其它高效厌氧反应器 近几十年来，先后出现了厌氧滤池（AF）、厌氧 迁移式污泥床反应器（AMBR）、厌氧膨胀颗粒污泥 床（EGSB）、厌氧内循环反应器（IC）等高效厌氧器。

3 优化组合工艺 厌氧-好氧组合工艺

好氧工艺耗能大、剩余污泥量大、费用高，而厌氧工艺耗能低、但出水水质较差，因此国内外许多学者将两者联合使用，克服各工艺缺点，已广泛应用于屠宰废水处理。

厌氧-缺氧-好氧组合工艺

厌氧-缺氧-好氧组合工艺可实现硝化反硝化程，脱氮除磷效果更好。处理高含量屠宰废水具有 以下优点：抗冲击负荷能力强，可减少能耗，缩短停留时间，提高污水处理量，减少剩余污泥量。

单一系统的好氧、厌氧工艺，处理屠宰废水，各指标去除率在70%～90%，可达到屠宰废水处理要求，但占地面积大、能耗大、成本高。虽然单一的生物处理法还存在一些缺陷，但人们仍在不断的改进，可以确定生物法是未来屠宰废水处理的发展趋势。随着处理方法的不断完善，厌氧-好氧、厌氧-缺氧-好氧优化组合工艺已成功应用于屠宰废水的处理，且去除率在85%以上，污泥产量低、能耗少、成本低、高效节能，使生物法处理屠宰废水取得了进一步的发展，是值得推广的一项新技术。

人工湿地技术

1、浮游植物系统

漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。它们具有以下几个特点：①生命力强，对环境适应性好，根系发达；②生物量大，生长迅速；③具有季节性休眠现象，如冬季休眠或死亡的水葫芦、大薸、水蕹菜，夏季休眠的水芹菜、豆瓣菜等。生长的旺盛季节主要集中在每年的3-10月或9月-次年5月；④生育周期短，主要以营养生长为主，对N的需求量最高。?

2、挺水植物系统

这类植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、藨草、水葱、水莎草、纸莎草等，为人工湿地系统主要的植物选配品种。这些植物的共同特性在于：①适应能力强，或为本土优势品种；②根系发达，生长量大，营养生长与生殖生长并存，对N和P、K的吸收都比较丰富；③能于无土环境生长。根据这类植物的生长特性，它们可以搭配种植于潜流式人工湿地，也可以种植于表流式人工湿地系统中。

3、沉水植物系统

这类植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。它们或具有发达的地下根茎或块根，或能产生大量的种子果实，多为季节性休眠植物类型，一般是冬季枯萎春季萌发，生长季节主要集中在4-9月。这类植物具有以下特点：①耐淤能力较好，适宜生长在淤土层深厚肥沃的地方，生长离不开土壤；②适宜生长环境的水深一般为40-100CM左右；③具有发达的地下块根或块茎，其根茎的形成对P元素的需求较多，因此，对P的吸收量较大；④种子果实类植物，其种子和果实的形成需要大量的P和K元素。? 其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段，其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N , P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。

挺水植物系统根据废水流经的方式，可分为表面流湿地(SFW)、潜流湿地(SS FW)、立式流湿地(VFW)。现行人工湿地处理系统可以分为以下几种类型：自由水面人工湿地处理系统、人工潜流湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统。表面流湿地和立式流湿地因环境条件差(易滋生蚊虫)，处理效果受气温影响较大以及对基建要求较高，现多不再采用。故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。 国内的相关领域学者提出，采用人工湿地技术不仅能够在去除氮、磷等污染物方面具有较好的效果，在生态保护方面还能够为许多动植物提供良好的栖息和生长环境，植物和动物收获后还可以有一定的经济效益，非常适合在我国应用及大力发展。

人工湿地和传统的二级生化处理相比,具有氮、磷去除能力强,处理效果好,操作简单,维护和运行费用低等优点，但是人工湿地对污染物的去除效率与流经湿地污水的水力停留时间密切相关，而水力停留时间受湿地面积大小、植物、水深、床体坡度、基底材料空隙率等因素影响，去除率变化大。并且人工湿地有可能成为害虫的繁衍地，利用人工湿地时必须考虑并适当采取病虫害防治措施。人工湿地需要土地面积大，适于较大规模的农业面源污染处理。