辽宁省大型生猪规模养殖场污水治理模式调研和处理效果对比

陈贺亮

近年来，辽宁省畜牧生产总量和规模化饲养程度均显著提升，畜禽粪污的产生量剧增，对自然环境造成很大危害，而且制约了行业发展。

1 养殖业污水治理思路

辽宁省已在2014年启动了大型生猪规模养殖场粪便污水治理项目，其中生猪养殖的污水是治理工作的重点和难点。污水中含有有机质、氮、磷及微量元素等物质，其污染负荷较高，会污染地表水和地下水。水中过多的氮、磷会使水体富营养化，引起藻类迅速生长，争夺阳光、空气和氧气，最终使水体变黑发臭，鱼类及水生生物死亡，影响沿岸生态环境。集中、过量的施入土地，会使土壤板结，引起作物产量降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等。因此，种养结合、还田利用是目前污水治理的主要思路，要科学合理地分配可消纳土地，利用作物根系充分吸收污水中的氮和磷，使污水作为优质有机肥，变废为宝。也有少部分猪场根据周边环境的需要，确立了达标排放的治理思路。

2 主要治理模式

辽宁省内参与项目的大型生猪规模养殖场的污水治理模式主要有3种，为多级沉淀模式、厌氧处理模式和厌氧好氧结合模式。选择多级沉淀模式的约占71%，厌氧处理模式的约占15%，厌氧好氧结合模式的约占14%。

2.1 多级沉淀模式

在防渗漏、防外溢的污水池内，生猪规模养殖场的污水（尿液、冲洗水）经过三级以上沉淀和充分发酵，利用水体和生物的物理、化学等综合作用来净化污水，使有机质、病原微生物被降解和杀灭，末端沉淀池的水，可以还田（果、林）利用。这类方法投资少、工艺简单、动力消耗少，但净化功能受自然条件的制约。

2.2 厌氧处理模式

在无氧条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法。废水中的有机物在大量微生物的共同作用下，被最终转化为甲烷、二氧化碳和水，有时含有少量硫化氢和氨。厌氧生物适用于处理高浓度有机污水。

2.3 厌氧好氧结合模式

在厌氧处理后，在有氧气存在的条件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物）氧化分解作用，降解污水中的有机物，使其稳定、无害化的处理方法，一般用于处理低浓度有机废水。厌氧、好氧结合，具有处理效率高、结构灵活、产泥率低等优点，特别是好氧处理用作厌氧处理的后续工艺，能使处理后出水的COD、悬浮物量极低，同时好氧工艺还具有脱氮处理的功能。

3 污水采样和监测

笔者在辽宁省东西南北四个方位，针对不同污水处理模式筛选16家猪场进行采样和监测，样品分为入水样和出水样2种，主要监测项目为pH值、COD、BOD5、悬浮物、氨氮、总磷。于2015年4月监测，获得有效数据12组，其中7家为多级沉淀模式，占58.33%；2家为厌氧处理模式，占16.67%；3家为厌氧好氧结合模式，占25%。

4 数据分析

各场入水口和出水口水样测得的绝对数值差距很大，主要是因为污水的成分含量和处理效果受饲料成分、饲喂量多少、清粪工艺、气温变化、添加处理药品等因素影响很大。单独以某一家猪场的数据很难全面反映出某一模式的实际效果。因此，笔者从3种模式的整体角度出发，利用平均数值和降解率为分析对象，分析各个模式的处理效果。

4.1 总体分析

见表1，12家猪场出水口平均值较入水口pH值变化不大，降低3%；氨氮降低23.62%；总磷降低34.21%；悬浮物降低93.27%；COD降低79.41%；BOD5降低42.49%。由此可见，辽宁省2014年大型生猪规模养殖场粪便污水治理工作成效显著，特别是污水中总磷、悬浮物、COD、BOD5的降低非常明显，有效控制了水质的富营养化。

4.2 不同治理模式分析

7家多级沉淀模式的猪场，出水口平均值较入水口pH值无变化；氨氮降低0.92%；总磷降低46.82%；悬浮物降低68.41%；COD降低72.52%；BOD5降低34.62%。2家厌氧处理模式的猪场出水口平均值较入水口pH值提高3.90%；氨氮提高16.20%；总磷降低19.44%；悬浮物降低73.25%；COD降低76.72%；BOD5降低28.49%。3家厌氧好氧结合模式的猪场出水口平均值较入水口pH值降低14.63%；氨氮降低95.08%；总磷降低18.21%；悬浮物降低99.29%；COD降低96.57%；BOD5降低89.66%。

从绝对数值方面分析，多级沉淀模式和厌氧模式中，除多级沉淀模式的悬浮物指标155.71毫克/升达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）的要求之外，COD和BOD5的指标虽然显著下降，但仍未达标。从降解率方面分析，2种模式对悬浮物、COD和BOD5的处理效果相差不大，悬浮物降解率在68.41%～73.25%之间，COD降解率在72.52%～76.72%之间，BOD5降解率在28.49%～34.62%之间。由此可见，冬季低温对室外单纯的厌氧发酵处理影响还是很大的，气温升高后，笔者会继续做跟踪监测。2种模式较为有效地保留了氨氮含量，污水稀释后更适合以液态肥的形式还田使用。

从绝对数值方面分析，3家厌氧好氧结合模式猪场出水口的平均值，氨氮为49.13毫克/升，悬浮物为92.33毫克/升，COD为179.67毫克/升，BOD5为26.1毫克/升，是3种模式中数据最低的，达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）的要求。结合各项指标的降解率分析，厌氧好氧相结合模式的处理效果最好。

厌氧好氧模式中的污水通过格栅滤去杂物后进行pH值调节，通过调节将铵离子转化为氨气，污水在经过沉淀、厌氧和好氧等多种净化作用后达到排放标准。这种模式的优势在于污水先通过厌氧去掉大部分需要有氧环境生存的有机物，再通过好氧模式去掉剩余的需要厌氧环境生存的有机物，大幅度降低污水中氨氮、总磷的含量，从而使污水中COD和BOD5大量降低。处理后的污水若符合标准，猪场可循环利用或达标排放，但该模式的投资较大，中小猪场无力承担，且因为氮、磷含量降低，降低肥力，不适合作为液态肥。

《第一次全国污染源普查公报》中显示，在农业源中，畜禽养殖业的COD和氨氮排放量分别为1268.26万吨和71.73万吨，占农业源COD和氨氮排放量的95.8%和78.1%，占全国COD和氨氮排放量的41.9%和41.5%。生猪养殖作为畜牧业的重点污染防治行业，其污水的治理越来越受关注。猪场污水具有典型的“三高”特征，COD高、氨氮高、悬浮物高，目前经济、单一的处理方法很难满足达标排放的要求。因此，种养结合、还田利用是当前养殖业污水治理最重要的途径。各猪场可结合自身的经济条件、养殖规模、清粪方式、用水量和可消纳土地的面积等因素综合考虑，选择适合自身、经济实用的治理方式。