畜禽养殖废水处理技术探讨

烟台金正环保科技有限公司畜禽养殖废水处理技术探讨烟台金正环保科技有限公司摘要近年来，随着我国经济的不断发展和农业结构的调整，规模化畜禽养殖业发展迅速，并已成为我国农村经济发展中的重要支柱。规模化畜禽养殖具有许多优点，它可以缩短畜禽养殖的生长周期、提高产量、节约成本、便于管理;但是，规模化畜禽养殖产生大量畜禽废水，带来一系列的环境污染问题，且污染相对集中，处理困难。畜禽养殖废水的直接排放不仅会污染地表水体，引起水体富营养化，还会对地下水和农田生态系统造成破坏，甚至危害人体健康。国内外已开发出多种禽养殖废水处理技术，对这些技术进行分析和总结，对于推动我国畜禽养殖废水处理技术的进步非常重要。烟台金正环保科技有限公司畜禽养殖废水特点与污染现状畜禽养殖废水处理难度大。其特点主要如下:(1)COD、SS、NH3-N含量高;(2)可生化性好，沉淀性能好;(3)水质水量变化大;(4)含有致病菌并有恶臭。畜禽养殖业发展迅速。仅以四川省为例，据相关资料显示，2010年四川省生猪等主要畜禽规模化养殖比重达到45%，预计2020年将提高到80%以上。目前，我国每年产生畜禽粪便约45亿吨，其化学需氧量(COD)超过我国工业废水和生活污水之和。因此畜禽养殖污染已经是继工业污染、生活污染之后的第三大污染源。而畜禽养殖废水的处理则是其中的重点。烟台金正环保科技有限公司畜禽养殖废水处理技术为控制畜禽养殖废水直接外排对环境的破坏，目前畜禽养殖废水的处理技术可分为物化处理技术和生物处理技术两大类。2.1物化处理技术（见5页）2.2生物处理技术（见8页）烟台金正环保科技有限公司物化处理技术常用的物化处理技术有吸附法、磁絮凝沉淀、电化学氧化、Fenton氧化等。(1)吸附法。该法的关键是吸附介质的选取，目前常用沸石等作为介质。钱锋等采用吸附－过滤法对实际养猪废水进行预处理，以稻草－沸石双层滤料为过滤介质，在5m/h的滤速下，COD、NH3-N和磷的最高去除率分别达47.9%、72.9%和50.1%，还能去除一定量的小分子有机物和臭味，同时附着有大量固体有机物的稻草和吸附有氨氮、磷的沸石，经过处理后可作为土壤改良剂或肥料，但该法对于吸附饱和的过滤介质必须严格处理，避免造成二次污染。采用氧化镁改性沸石，在最佳作用时间4h下，得到猪场废水中NH3-N、总磷的去除率分别为88.6%和76.2%，该法的改性沸石使用微波制成，能耗和技术要求较高，且吸附剂达到饱和时必须脱附，故只能间歇处理废水。烟台金正环保科技有限公司(2)磁絮凝沉淀。通过投加磁种和絮凝剂进行磁絮凝分离反应，处理猪场废水，实验条件下，COD为3232mg/L的猪场废水样，去除率最高可达61.02%。该技术工艺流程简单、沉降性好、处理周期短，但会产生大量的化学污泥。(3)电化学氧化。电化学氧化对氨氮的去除率较高。对实际养猪废水进行电化学氧化处理，在180min内，NH3-N的去除率可达98.22%，但COD的去除率仅14.04%。烟台金正环保科技有限公司(4)Fenton氧化。采用Fen-ton氧化法处理5000～5700mgCOD/L的畜禽废水，当H2O2投加浓度为废水初始COD浓度的1.05倍，Fe2+投加浓度4700mg/L，H2O2与Fe2+摩尔比为2，pH值控制为3.5～4，反应30min后，COD和色度的去除率分别高于80%和95%。采用Fenton氧化法处理经UASB消化的畜禽废水，厌氧出水(1750±200)mgCOD/L，色度1500Hazen。当pH值控制为3～4，Fe2+投加浓度100mg/L，H2O2投加浓度1200mg/L时，COD和色度的去除率分别高于95%和96%。Fenton氧化技术对于COD和色度的去除率较高，可作为畜禽废水深度处理技术，但该技术Fe2+用量大、H2O2的利用率不高。物化处理技术对畜禽养殖废水的COD、NH3-N、色度等有一定的去除率，可作为畜禽养殖废水的预处理或深度处理工艺，但工程经验不足，目前大多还停留在实验阶段，需要进一步的研究和实践。烟台金正环保科技有限公司生物处理技术生物处理技术是目前处理畜禽养殖废水的常用技术，包括厌氧处理法、好氧处理法和厌氧－好氧联合处理法等。(1)厌氧处理法。厌氧处理法适用于处理含高浓度有机物的畜禽养殖废水。常见的有厌氧折流板反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)、微生物燃料电池(MFC)等。这些畜禽养殖废水厌氧处理技术及参数见表1。烟台金正环保科技有限公司由表1可知，ABR的COD容积负荷较高，水力停留时间较长，能实现含高浓度有机物废水的处理。它是McCarty和Bachmaann等于1982年提出的一种新型高效厌氧反应器，对冲击负荷有很好的适应能力;UASB是废水厌氧处理的常用技术，工程实践多，运行稳定且效果好，反应器内含颗粒污泥，处理畜禽养殖废水具有高效、经济、占地面积小等特点;MFC的概念是Potter于1910年提出的，MFC可在实现处理污水的同时，将污水中的化学能转化为电能，是目前研究的热点。MFC对于有机物的去除率也较高，适用于含高浓度有机物废水的处理。厌氧处理技术在处理含高浓度有机物废水的领域应用广泛，如制药、化工、养殖废水的处理，COD去除率高且占地少。但厌氧处理出水不能达标，若反应器不密闭常有臭味产生，因此厌氧出水需进一步处理，常采用好氧处理技术。烟台金正环保科技有限公司(2)好氧处理法。常见的畜禽养殖废水好氧处理技术包括SBR、SBBR、生物膜法、生物滤池、MBBR、MBR及A/O法等。这些技术及参数见表2(表中列出COD和NH3-N去除效果)。烟台金正环保科技有限公司由表2可见，序批式活性污泥法(SBR)有良好的脱碳、脱氮效果，COD和NH3-N去除率均达到90%以上，它可实现自动化控制，占地面积少，有多种变型工艺，如ICEAS工艺、CAST工艺、DAT－IAT工艺等，是畜禽养殖废水处理的常用工艺;序批式生物膜反应器(SBBR)反应器具有生物量高，占地少，脱碳、脱氮效果好等优点;好氧颗粒污泥沉降性能好，生物量高，能承受高有机负荷，脱碳、脱氮效果较好，适用于畜禽养殖废水的处理，但在理论和实际应用中的具体工艺技术需要进一步研究;生物滤池需要选择适宜的填料，脱氮效果较好;MBBR工艺是一种新型高效的污水处理方法，兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点;MBR具有较长的污泥龄和较高的污泥浓度，脱碳、脱氮效果较好，但如何减缓膜污染仍是MBR发展和实现工程应用的瓶颈，研究表明:投加适宜的载体，以及培养颗粒污泥都是减缓MBR膜污染的有效途径;A/O法工艺流程简单、装置少、不需要外加碳源，技术成熟。烟台金正环保科技有限公司以上各种好氧工艺对COD、NH3-N等均有较高的去除率，在实践中要充分考虑各自的适用条件，如SBR、SBBR具有占地小的特点，适合用地紧张情况下高浓度有机废水的处理;膜法技术中膜的污染是个难点，需要经常清洗、更换，投资和运行费用较高，中小型养殖场不易承受。烟台金正环保科技有限公司(3)厌氧(缺氧)－好氧联合处理技术。单独的厌氧或好氧处理无法实现畜禽养殖废水的达标外排，结合它们各自的优势，大多数畜禽养殖场采用厌氧(缺氧)－好氧联合处理工艺。厌氧－好氧联合处理法既克服了好氧处理能耗大和占地面积大的不足，又克服了厌氧处理达不到要求的缺陷，具有投资少、运行费用低、净化效果好、能源环境综合效益高等优点，特别适合于规模化畜禽养殖场污水的处理。在小试和中试研究中，部分学者采用厌氧-A/O、升流式多层反应床(upflowmulti-layerbio-reactor，UMBR)-好氧、升流式厌氧滤床-膜生物反应器(AUBF-MBR)、上流式厌氧污泥床-活性污泥反应器(UASB-AS)等处理畜禽养殖废水，这些组合工艺COD负荷高，对COD、NH3-N有较高的去除率，出水能达到排放要求。其处理技术及相关参数可见表3。（见下页）烟台金正环保科技有限公司而在实际工程中，畜禽养殖废水的处理也常采用厌氧－好氧组合工艺，其部分国内外应用情况见表4。由表4可知，对于含高浓度有机物的畜禽养殖废水，厌氧－好氧联合处理法能较好的实现有机污染物和氨氮的去除，COD去除率90%以上，且处理费用相对较低，对于畜禽养殖这种受自然与市场双重风险影响的微利行业，尤其适用。其中厌氧消化阶段去除大部分的COD;好氧过程进一步去除COD、NH3-N、SS。好氧出水再经过如人工湿地、絮凝沉淀、电化学氧化等的处理可达标外排。但是，厌氧消化的各阶段处理效果很难同时达到最佳，有学者提出用水解酸化代替传统的厌氧消化。烟台金正环保科技有限公司畜禽废水厌氧－好氧组合工艺应用的难点在于:厌氧或缺氧出水COD低，无法满足后续好氧处理系统中微生物脱氮的需求，外加碳源量不容易控制。而这些也是未来研究的重点。烟台金正环保科技有限公司结语畜禽养殖废水污染控制是目前环保行业关注的重点，应从“防”、“治”两方面着手，关闭小型养殖场，建立集约化、规模化畜禽养殖场，建成有效、经济的畜禽养殖场废水处理系统，加大政策的推行和实施力度，促进高效低耗的厌氧－好氧组合处理技术的应用，为解决畜禽养殖废水污染提供有效可行的途径。