组合工艺在畜禽养殖废水处理中的应用

蒋文勇,高 艳,韩红东

（重庆市机电设计研究院,重庆 401147）

一般来说，传统的畜禽养殖废水处理采用还田利用和自然处理模式。畜禽养殖所产生的废水含有大量污染物质，如果直接随雨水冲刷进入江河，会严重影响当地居民的水质。近年来，随着科学技术的不断发展，合理有效的畜禽养殖废水处理已经成为了研究的重点对象。

1 畜禽养殖所产生废水的特征

畜禽养殖的废水主要由畜禽尿液、粪便、饲料残渣和大量冲洗水组成，畜禽粪尿中含有氨、磷以及一些水溶性有机物，冲洗水主要来源于对圈栏冲洗、畜禽的淋洗等。畜禽养殖的废水中含有大量畜禽的毛发、粪便以及未食用完的饲料，并具有强烈的腥臭味，悬浮物的有机物含量也很高，例如COD、BOD、NH-N等在水中的含量都非常高。除此之外，畜禽养殖废水中含有的大量病原微生物和寄生虫卵，容易腐败，颜色深，臭味浓，会消耗水中溶解氧，很容易造成疾病的感染，整体污染负荷较高[1]。

2 畜禽养殖废水排放的现状及危害

综合交通运输、畜禽养殖地所需占地面积等多方面因素，大多数人在选择建设地址时会选择城市的近郊区。但是城市近郊区的土地使用面积一般都相对较少，这样大量的畜禽废水就无法得到有效处理，除此之外，由于相关部门对畜禽养殖废水管理的重视程度不够，从而导致畜禽养殖场随意排放废水的现象时常发生。

未经处理的畜禽废水中含有大量的有机污染物、N和P等营养物质，如果直接排入江、河、湖中，会大量消耗水中的溶解氧，导致水体发臭，最后导致水生生物大量死亡，严重破坏水体生态平衡。如果直接排入农田，可能导致土壤中空气堵塞，严重影响到土壤质量和农作物的生长，导致作物出现徒长、返青、倒伏等现象，影响作物后期的生长和产量等。而未经处理的畜禽废水中的N和P等营养物质被直接排出，会造成水体中硝酸盐和亚硝酸盐的浓度过高，长期饮用此水会引起中毒。除此之外，废水中的大量病原微生物、寄生虫卵一旦被直接排入环境，不但会直接威胁到畜禽自身的安全，还会随着食物链的传播而影响到人体的健康。

3 畜禽养殖废水常用处理工艺

因为畜禽养殖废水含有大量污染物质，对环境会造成巨大的影响，因此采取有效措施处理畜禽养殖所产生的废水势在必行。由于传统的畜禽养殖废水处理模式受土地等自然条件因素的限制较多，而随着科学技术的不断发展，高效的养殖废水处理工艺自然就取代了传统的畜禽养殖废水处理方式，并成为研究的重点。厌氧处理工艺是养殖废水处理工艺的主要工艺，其包括厌氧滤池（AF）、厌氧挡板反应器（ABR）、完全混合式厌氧反应器（CSTR)等，具有能处理高浓度畜禽养殖废水的特点。尽管厌氧处理工艺已经具有很多的优势，但在对N、P等营养物质的去除方面还有一定的局限性，而好氧生物工艺在N、P等物质的去除中具有较大的优势，虽然能够稍稍弥补厌氧工艺的局限性，但其设备成本和耗能较高。因此，在畜禽养殖废水处理时通常会采用组合工艺[2]。

4 畜禽养殖废水处理的一般工艺流程

畜禽养殖废水一般要先通过一、二级振动筛和混凝沉淀设备，去除绝大部分有机物质，再通过厌氧将其转化为沼气，而设备产生的泥渣会作为有机肥料，再次被投入到农业生产当中，分离出的废水则会经过二沉池泥水分离后用于农灌还田。而对于畜禽养殖废水中产生的沼气，通过脱水处理后放入气柜中储存，所产生的沼气可用于附近居民生活用气和畜禽养殖场的发电机发电能量来源。

5 组合工艺在畜禽养殖废水处理中的应用

为了对畜禽养殖的废水进行高效处理，根据组合工艺应用的基础设计出了一种 “畜禽养殖废水处理系统”，使规模化的畜禽养殖废水处理达到了城镇污水处理一级B标准直接排放。在前面渣液分离的基础上，“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒的养殖废水处理系统”等工序的处理，能够有效地实现对废水的回收再利用，使畜禽养殖废水最终达到排放标准，且整个组合工艺废水处理系统结构紧凑，经处理后的水质稳定。

5.1 组合工艺在畜禽养殖废水处理系统的实际应用

在四川某种猪养殖场，种猪保有量为2400头，每天产生污水约60 t，畜禽养殖废水处理系统在运行时，畜禽养殖形成的废水最先进入集水池，在集水池中，废水处理后得到初步的沉淀，除去了废水中质量及体积较大的粪便，之后经过污水提升处理装置处理后进入粗格栅池，在进入粗格栅池之后，在其内部回转式粗格栅的作用下，将畜禽养殖废水中的较大漂浮物进行了初步处理。废水中加混凝剂进入混凝沉渣池，在充分与混凝剂接触后，实现了污泥与废水的有效分离，同时在混凝沉渣池中，在固液分离装置进一步作用下将废水中的悬浮物进行分离[3]。

通过“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒”的组合工艺来处理畜禽养殖废水方式。进入UASB+水解酸化+好氧之后的畜禽养殖废水，通过组合工艺中的微生物将水中的可溶性小分子固体有机物完全氧化为二氧化碳和水分子，同时将水中的氨和氮转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，从而达到除去氨氮的目的。而去除氨氮的废水，经过MBR工艺后提高将要排放的畜禽养殖废水的清澈度，生化指标可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002》一级B标准。在畜禽养殖废水的排放前，经消毒池的二氧化氯消毒装置对废水进行消毒，将水中的细菌、病毒等去除，后回用于场地冲洗、圈舍降温，节约了水资源。项目在稳定运行3个月后，经多次检测出水指标COD≤50 mg/L、NH3-N≤8 mg/L、TP≤1 mg/L，均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2002》一级B排放标准。

5.2 “UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒畜禽养殖废水处理系统”的运行效果

通过实践运行结果显示，经过“UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒畜禽养殖废水处理系统”试验装置，畜禽养殖废水处理的效果十分显著，且整个组合工艺系统结构紧凑，处理废水的水质稳定。废水在经过“固液分离+UASB+水解酸化+好氧+MBR＋消毒”的组合工艺的作用后，出水指标完全能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B排放标准，总去除率高达99%以上，证实了该组合处理工艺的有效性。总之，该组合工艺在经过实际运行，整体效果较为客观，稳定性强、便于管理，具有推广价值。

随着畜禽养殖业规模的扩大，养殖废水的排放量也会不断增加，如何科学处理养殖废水已经成为当前需要思考和解决的重要问题。而相比于传统处理工艺，组合工艺能够更加有效解决畜禽养殖废水的处理问题，另外还具有稳定性强、操作简单、处理效率高等一系列优势，在当今社会的畜禽养殖中具有极强的利用价值。总而言之，畜禽养殖废水的处理不但要做到无害化，而且要实现资源化、能源化的最大利用，使处理废水的系统实现高效循环运作，推动养殖业的可持续协调发展。