畜禽养殖废水处理存在的问题及对策

徐 皓

山东省泰安市生态环境局，山东泰安 271000

畜禽养殖业是我国重要的农业产业之一，也是环境污染的主要来源之一。畜禽养殖排放的废水含有大量的氨氮、磷、化学需氧量等有机污染物质，危害周围的水体、土壤、空气等。据统计，我国养殖废水中的氨氮、总磷、生化需氧量等含量普遍超标，其中氨氮超标率高达70%以上，造成的环境污染问题不容忽视。随着畜禽养殖业的不断发展，畜禽养殖废水的排放量越来越大。这些废水含有大量的有机物和营养物质，如果不及时处理或者处理不当会严重污染环境，甚至威胁到人类健康。

随着人们环保意识的不断增强，人们越来越重视畜禽养殖废水的治理和处理。处理畜禽养殖废水的主要目的是减轻环境污染，保护生态环境。通过减少废水排放和有效处理废水，可以有效防止污染物质对周围的水体、土壤、空气的危害，维护生态平衡。畜禽养殖废水含有大量有机物和微生物，在未经过有效处理前，可能会威胁人类健康。处理畜禽养殖废水还可以有效减少这些有害物质对人类健康的影响。通过技术手段回收和利用其中的有用物质，如从废水中提取蛋白质、氮、磷等营养物质，用于生产化肥等。这不仅可以节约资源，还可以促进资源循环利用，实现生态环境可持续发展，因此，处理畜禽养殖废水是一项非常重要的生态环境保护工作。

1 畜禽养殖废水排放的危害

1.1 水体污染

养殖业废水中含有大量的营养物质和微生物，如果直接将废水排放到周围水体中，会导致水体富营养化。这些营养物质会促进水生植物和藻类的大量繁殖，形成“水华”，从而使水体变得混浊，影响水体的透明度和氧气含量，导致水生动物的死亡及其栖息地的丧失，废水中的有机物和微生物还会导致水体出现异味与色变，影响水的使用价值和美观。

1.2 影响土壤质量

养殖业废水中的营养物质和微生物会影响土壤质量。废水中的氮、磷等营养物质容易被土壤吸收，形成土壤富营养化。如果养殖场附近的土壤受到废水的污染，就会对土壤的物理、化学性质和微生物群落产生影响，从而影响农作物的生长和品质，进一步影响人类的健康。

1.3 污染空气

畜禽养殖废水排放影响周边空气是由废水排放中的气态污染物造成的，废水排放中含有大量氨气、硫化氢、甲烷等有害气体，这些气体易挥发并通过空气传播。当有害气体释放到环境中，会污染周边空气，危害到周边居民的健康。氨气是一种具有强烈刺激性气味的气体，会刺激人的眼睛、鼻腔和呼吸道等。因此，畜禽养殖废水排放污染周边空气应引起足够的关注和重视，相关人员需要采取有效的措施控制废水排放中气态污染物的排放，保障周边居民的健康和环境质量[1]。

1.4 破坏生态系统

畜禽养殖废水排放会破坏生态系统，破坏生态平衡和降低生物多样性。畜禽养殖废水中含有大量的有机物和营养物质，这些物质在水中易分解和腐败，会导致水体富营养化。富营养化的水体会引起水中藻类大量繁殖，从而消耗大量水中的氧气，导致水体缺氧，形成“死水”。同时，富营养化的水体会导致水生生物死亡和破坏生态系统平衡。因为藻类的大量生长会导致水中氧气供应不足，而水生生物需要氧气来维持生命活动,一旦水中氧气供应不足，水生生物就会死亡，从而破坏生态系统的平衡[2]。

2 畜禽养殖废水处理存在的问题

2.1 难以同时去除COD和氨氮

在畜禽养殖废水处理过程中，COD(化学需氧量)和氨氮是两个常见的水质污染指标，同时去除它们很困难，COD与氨氮的来源不同，因此需要采用不同的处理方法进行去除。目前，常用的方法是生物处理技术，如活性污泥法、生物膜法、厌氧处理等，但是这些方法对COD和氨氮的去除效率存在差异。在去除COD的过程中，通常需要供给大量的氧气，加速化学反应，而不利于去除氨氮，因为氧气会抑制氨氧化菌的生长，从而影响氨氮的去除效率。因此，在实际处理过程中，需要权衡COD和氨氮的去除效率，根据废水的水质指标和排放标准进行合理的处理设计[3]。

2.2 难以去除溶解性营养物质

畜禽养殖废水中含有大量的溶解性营养物质，如总磷、总氮等，这些物质会在水环境中引起富营养化问题，破坏水体生态系统平衡。其中，总氮和总磷是最关键的指标，它们是造成水体富营养化的主要原因。而这些营养物质的化学性质稳定，且在废水中存在形式复杂，难以将其完全转化为不溶性形式。

2.3 处理成本高

传统的处理方法包括物理、化学和生物处理等，这些方法都需要投入大量的资金、人力和物力，而且效果不稳定，处理效率低。同时，一些新兴的高新技术，如膜技术、电化学技术和生物膜反应器等虽然能够获得更好的处理效果，但是成本更高，需要更高级的设备和技术支持，因此也难以大规模推广。畜禽养殖废水处理成本高还与处理工艺的复杂性和耗能性相关，废水处理需要进行多个步骤，包括预处理、初级处理、中级处理、高级处理等，每个步骤都需要应用不同的设备和技术，而且每个步骤都需要消耗能源[4]。

2.4 废水处理设施建设不足

一是缺乏废水处理设施。部分畜禽养殖场没有配备废水处理设施，导致废水排放无法得到有效的处理和净化，将废水直接排放到水体中，严重污染水源，影响饮用水安全。二是废水处理设施不完善。一些畜禽养殖场虽然配备了废水处理设施，但是处理效果不理想，仍会污染环境，包括空气和水环境污染等。三是废水处理设施落后。有些畜禽养殖场应用的废水处理技术落后，无法有效处理废水，导致污染物排放量过大，给环境带来巨大压力。

3 畜禽养殖废水处理的策略

3.1 改进处理工艺，提高COD和氨氮去除率

畜禽养殖废水中含有大量的COD和氨氮等有机和无机物质，如果直接排放到水体中，将影响水环境质量和生态系统健康。在改进处理工艺方面，可以通过生物处理和物理化学处理方法来提高COD和氨氮去除率。

生物处理方法包括活性污泥法、曝气法和厌氧消化等。活性污泥法是一种常见的生物处理方法，通过将废水与生物体接触，利用微生物对有机物进行分解和转化，降解有机物和氨氮等污染物。在实际应用中，可以通过调整活性污泥反应器的污泥负荷、曝气时间等条件优化处理效果。

曝气法是另一种常用的生物处理方法，利用曝气装置将空气泵入反应器，增加废水中的氧气，促进微生物代谢和氨氧化反应，从而去除COD和氨氮。厌氧消化是一种处理有机废水的技术，通过在无氧条件下进行微生物代谢，将有机物质分解成更简单的有机物和气体，达到去除COD和氨氮等污染物的目的。

物理化学处理方法包括吸附、沉淀、过滤等。吸附是利用吸附剂将废水中的有机物质吸附在吸附剂表面，并将从废水中分离出吸附剂与有机物质。沉淀是通过将废水中的污染物沉降到底部，然后从上部取出清水的一种处理方法。过滤是将废水通过滤材，如沙子和碳材，从中去除悬浮物、颗粒和胶体，达到净化水质的目的。

3.2 多种方法并用，去除废水中残留的营养物质

畜禽养殖废水中含有大量的有机物、氮、磷等营养物质，如果直接排放到环境中，会污染水体生态环境。因此，必须采取适当的处理方法，去除废水中的营养物质。在实际处理过程中，常采用多种方法并用的方式，达到更好的处理效果。

(1)物理处理方法。物理处理方法主要包括筛选、沉淀、过滤等方式，可以有效去除废水中的悬浮颗粒和浮游生物等有机物质。其中，沉淀法是应用较广泛的一种方法。可以采用混凝剂和絮凝剂等处理废水，使其中的悬浮物质聚集成较大的颗粒，然后通过沉淀作用将其分离出来。但是，这种方法对于废水中的溶解性有机物质、氮、磷等营养物质的去除效果较差。

(2)生化处理方法。生化处理方法是指利用微生物对废水中的有机物质、氮、磷等进行降解和转化的过程。常见的生化处理方法包括活性污泥法、厌氧发酵、人工湿地等。其中，活性污泥法是一种比较成熟的技术，可以同时去除废水中的有机物质和氮磷等营养物质，具有处理效果好、运行稳定等优点。厌氧发酵法则可以在不需氧气的条件下对有机物进行降解，将其转化为可用的有机酸和气体，可以有效去除有机物和氮磷等营养物质。人工湿地是一种自然的生态系统，可以通过植物和微生物等协同作用去除废水中的营养物质。

(3)化学处理方法。化学处理方法是指利用化学反应对废水中的有机物质、氮磷等进行去除的方法。常用的化学处理方法包括氧化、还原、吸附等。其中，氧化法可以将有机物质氧化为二氧化碳和水，同时可以去除废水中的氮磷等营养物质。还原法则可以通过还原剂对废水中的氧化物进行还原，将其转化为可溶性有机物质、氮磷等营养物质提供还原环境，从而去除废水中的营养物质。吸附法则可以利用吸附剂吸附废水中的有机物质、氮磷等，从而达到去除的目的。

3.3 应用节能型设备，降低处理成本

人们逐渐意识到废水处理需要减少对环境的影响，也需要降低处理成本。节能型设备是指能够在处理废水时节省能源的设备，这样可以减少运营成本，提高处理效率，同时也减少对环境的影响。畜禽养殖废水处理的节能型设备如下。

(1)沼气池。沼气池是一种用于处理废水和污泥的设备，它能够将有机物分解成沼气和沉积物。沼气池可以收集并利用废水中的有机物质，将其转化为可用的能源，如沼气、热能等。这种设备可以降低废水处理的成本，也为养殖场提供了额外的能源来源。

(2)生物膜反应器。生物膜反应器是一种基于微生物附着于载体表面进行降解有机物的技术。它的工作原理是将污水流过高效生物膜，微生物在膜表面生长，分解废水中的有机物质。生物膜反应器的优点是能够降低污水处理的能耗，也能够提高处理效率和缩短处理时间。

(3)电渗析装置。电渗析是一种利用电场的力量将离子和分子分离的技术，它可以去除废水中的盐分和重金属等有害物质。电渗析装置的优点是可以减少污泥的生成，也能够节约处理过程中的能源和化学药剂等资源。

(4)膜生物反应器。膜生物反应器是一种新型的污水处理技术，它将生物膜反应器与膜分离技术相结合，利用微生物对污水进行降解处理，通过膜分离技术实现固液分离。这种设备可以提高处理效率，降低能耗和化学药剂的使用量，也能减少废水处理后的污泥产生量。

3.4 加强废水处理设施建设

加强废水处理设施建设可以有效降低废水排放量和减少污染物含量，实现环境保护和可持续发展。

(1)建设集中处理设施是较为理想的选择，尤其是适用于大规模养殖场。通过集中处理，可以有效减少废水排放量，降低处理成本，提高处理效率。同时，集中处理设施具有较高的技术含量，可以应用先进的处理技术，如生物处理、膜分离等，达到更好的处理效果。对于小规模养殖场，建设分散式处理设施是一种可行的选择。分散式处理设施可以根据具体情况，选择适合的处理技术，如沉淀、过滤、氧化等，实现有效的废水处理。此外，分散式处理设施还具有较小的建设投资和运营成本的特点，适合小规模养殖场的实际情况。

(2)完善废水收集系统也是废水处理设施建设的基础，必须做到全面。应根据养殖场的实际情况，设计合理的废水收集系统，确保能够及时收集废水并利用处理设施进行处理，废水收集系统应具有稳定性和可靠性，防止废水泄漏和外溢。

(3)随着科技的发展，越来越多的新型废水处理技术被研发出来。在加强废水处理设施建设的过程中，应推广先进的处理技术，如膜技术、生物处理技术、光催化等，增强处理效果和降低处理成本。同时，应加强对新技术的研究，为废水治理提供更加有效的解决方案。

(4)废水处理设施的运维和管理是保证设施长期稳定运行的重要保障。应建立科学的设施运维和管理体系，制定合理的设施维护计划和管理制度，定期进行设施检查和维修，及时解决设施故障问题，确保废水处理设施的稳定运行。

综上所述，加强畜禽养殖废水处理设施建设是解决废水治理问题的重要措施。建设集中处理设施和分散式处理设施，完善废水收集系统，推广先进的处理技术，加强设施运维和管理等措施，都可以有效降低废水排放量和减少污染物含量，达到环境保护和可持续发展的目的。在实际应用中，应根据具体情况进行综合分析，寻求最佳的解决方案。

4 结束语

近年来，改善农村人居环境是实施乡村振兴战略的重点任务，畜禽养殖污染是农村人居环境整治绕不开的“拦路虎”，畜禽养殖造成的环境污染制约着农村人居环境的改善。但畜禽养殖在农村经济发展中发挥着重要作用，解决畜禽养殖污染问题对促进美丽乡村建设、改善农村人居环境至关重要。其中，畜禽养殖废水污染又在畜禽养殖各类污染中占据重要比重，影响深远。畜禽养殖废水是指由养殖过程中饮水、洗浴、排泄等产生的含有有机物、氮、磷等污染物的废水，畜禽养殖废水的排放对环境和人类健康会造成很大的威胁，因此针对畜禽养殖废水处理存在的问题，需要综合应用多种处理技术进行处理，同时要严格控制养殖环节的废水排放，对养殖废弃物无害化处理进行资源化利用，并通过优化养殖场布局，提高养殖场建设标准，加强源头管控，实现减少废水排放和资源化利用的目标。同时，相关部门应加强对畜禽养殖场户的监管和处罚，鼓励或奖励采用环保措施和先进技术的养殖场，推动养殖业和养殖污染治理行业绿色发展，增强从业人员环保意识，减少产污量，促进环境可持续发展。