畜禽养殖废水无论以何种工艺或综合措施进行处理, 都要采取一定的预处理措施。通过预处理可使废水污染物负荷降低, 同时防止大的固体或杂物进入后续处理环节, 造成设备的堵塞或破坏等。针对废水中的大颗粒物质或易沉降的物质, 畜禽养殖业采用过滤、离心、沉淀等固液分离技术进行预处理, 常用的设备有格栅、沉淀池、筛网等。格栅是污水处理的工艺流程中必不可少的部分, 其作用是阻拦污水中粗大的漂浮和悬浮固体, 以免阻塞孔洞、闸门和管道, 并保护水泵等机械设备。
目前, 凡是有废水处理设施的养殖场基本上都是在舍外串联 2 至 3 个沉淀池, 通过过滤、沉淀和氧化分解将粪水进行处理。
20 世纪 50 年代出现了厌氧接触法(anaerobiccontact process) 工 艺 , 此 后 随 着 厌 氧 滤 器 A F(anaerobic filter) 和上流式厌氧污泥床 UASB (Upflowanaerobic sludge bed) 的发明, 推动了以提高污泥浓度和改善废水与污泥混合效果为基础的一系列高负荷厌氧反应器的发展, 并逐步应用于禽畜污水处理中。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。常用的方法有:完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式固体反应器等。邓良伟、陈铬铭用内循环厌氧反应器(IC) 工艺处理猪场废水, 其 TP 去除率达53.8% ,COD 去除率达 80.3% ,BOD5去除率达 95.8%SS去除率达 78%, 沼气产气率达 1.5～3 m3·d-1。张国治等选用小球藻、颤藻等藻类, 采用悬浮藻类法和固定藻类法两种工艺, 对猪粪厌氧废液进行净化处理, 也 取得了较好的效果。目前国内养殖场废水处理主要采用的是上流式厌氧污泥床及升流式固体反应器工艺。近年来, 学者对各种厌氧反应器研究较多, 认为新型超高效厌氧反应器处理猪场污水有机污染物有广阔的前景。
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(活性污泥)。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和生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、序批式活性污泥、A/O及氧化沟等。采用好氧技术对畜禽废水进行生物处理, 这方面研究的较多的是水解与 SBR 结合的工艺。SBR ( sequencing batch reactor) 工艺, 即序批式活性污泥法, 是基于传统的 Fill- Draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺, 它把污水处理构筑物从空间系列转化为时间系列, 在同一构筑物内进行进水、反应、沉淀、排水、闲置等周期循环。 SBR 与水解方式结合处理畜禽废水时, 水解过程对 CODCr有较高的去除率, SBR 对总磷去除率为 74.1% ,高浓度氨氮去除率达 97%以上。此外, 其他好氧处理技术也逐渐应用于畜禽废水处理中, 如间歇式排水延时曝气(IDEA)、循环式活性污泥系统(CASS)、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)。
上述的自然处理法、厌氧法、好氧法用于处理畜禽养殖废水各有优缺点和适用范围, 为了取长补短,获得良好稳定的出水水质, 实际应用中加入其他处理单元。混合处理就是根据畜禽废水的多少和具体情况, 设计出由以上 3 种、或以它们为主体并结合其他处理方法进行优化的组合共同处理畜禽废水。这种方式能以较低的处理成本, 取得较好的效果。彭军等选择厌氧- 兼氧组合式生物塘作为主体工艺, 将上流式厌氧污泥床移植到兼性塘, 猪场废水经处理后, 其 BOD5、CODCr、NH4+- N 可分别从 9 000、14 000、1 200 降至 20、60、65 mg·L-1, 成功地解决了热带地区规模化猪场污水污染负荷高和养猪行业利润低的两大难题。杭州XX养殖场采用了厌氧好氧结合的处理工艺, 经处理后, 水中 CODCr约为 400 mg·L-1,BOD5为 140 mg·L-1, 基本达到废水排放标准。韩力平等采用直接投加优势菌的方法, 可大大改善原自然处理系统的能力, 提高对水体或土壤中难降解有机物的降解能力。深圳XX公司的污水处理工程工艺流程为污水→固液分离→调节池→上流式厌氧消化→植物塘→鱼塘→排放, 处理后废水也能达到深圳市废水排放标准。李金秀等采用 ASBR- SBR 组合反应器系统,ASBR 作为预处理器(厌氧), 主要用于去除有机物, SBR (好氧) 用于生物脱氮处理。膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的新型生物化学反应系统。它用膜取代了传统的二沉池, 具有出水稳定、活性污泥浓度高、抗冲击负荷能力强、剩余污泥少、装置结构紧凑、占地少等特点。近年来, 已经逐渐应用于各种污水的处理。范建伟, 张杰采用膜生物反应器对上海市郊一畜禽场的排出废水进行处理, 通过一段时间的调整, 处理系统逐步稳定, 出水达到国家一级排放标准。畜禽养殖废水是比较难处理的有机废水, 主要是因为其排量大, 温度较低, 废水中固液混杂, 有机物含量较高, 固形物体积较小, 很难进行分离, 而且冲洗时间相对集中, 使得处理过程无法连续进行。由于废水中的 COD, BOD 等指标严重超标, 悬浮物量大, 氮磷含量丰富, 氨氮含量高且不易去除, 单纯采用物理、化学或者生物处理方法都很难达到排放要求。因此一般养殖场的废水处理都需要使用多种处理方法相结合的工艺。根据畜禽废水的特点和利用途径, 可采用以上不同的处理技术。
