畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分,畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重,根据2010年2月发布的《第一次全国污染源普查公报》中对农业源、生活源和工业源主要污染物的排放量进行了分析汇总。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%。
2 畜禽养殖废水危害
目前全国规模化养殖场每天排放的畜禽养殖废水量大、集中,并且废水中含有大量污染物,如CODcr、氨氮、重金属、残留的兽药和大量的病原体等,如不经过处理直接排放,将会造成严重污染,其主要的危害如下。
2 . 1 对水体的危害
养殖业废水属于含大量病原体的高浓度有机废水,大量有机物质进入水体后,有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧,使水体发臭,导致水生生物大量死亡;氮、磷可使水体富营养化。
2 . 2 对大气环境的危害
畜禽养殖废水在厌氧情况下会产生大量的NH3、H2S等恶臭气体,这些恶臭气体将影响及危害饲养人员及周围居民的身体健康。
2 . 3 对农田及作物的危害
畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分,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,如引起作物产量降低,推迟成熟期,影响后续作物的生产等。
3 畜禽养殖废水特点及治理技术
3 . 1 畜禽养殖废水特点
养殖废水具有典型的“三高”特征,CODcr高、氨氮高、SS高,以猪场为例,3种清粪工艺污水水量及水质调查情况如下表1所示。
3 . 2 废水治理技术
3.2.1废水预处理技术
无论畜禽养殖场废水采用什么综合措施进行处理,都必须首先进行固液分离。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、压滤机等。
3.2.2废水处理主要技术
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。
(1)厌氧+自然处理技术。
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。
(2)厌氧+好氧处理技术。
厌氧处理技术在前面已进行分析,在此不再叙述。
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。
4 总结及展望
畜禽养殖业作为全国重点污染防治行业,其废水的达标治理越来越受关注,畜禽养殖废水具有典型的“三高”特征,CODcr高、氨氮高、SS高,目前单一的处理方法无法满足废水达标排放的要求。因此,要结合养殖场养殖种类不同,清粪方式不同,并根据水量、水质情况采用组合处理方法,综合考虑该处理方法的投资、日常运行费用和操作是否方便等问题。
为了做好畜禽养殖业污染防治工作,减少废水的排放和化学物质对环境的输入,使污染减轻到最低限度,不仅要实现处理过程的无害化,而且要实现处理过程的资源化,有效地保护和改善农村生态环境,促进畜禽养殖环境与经济的可持续协调发展。
