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【原 創(chuàng)】 討論畜禽養(yǎng)殖廢水之前，請先將目光轉(zhuǎn)向內(nèi)涵稍微寬泛的畜禽養(yǎng)殖污染，以便宏觀把握畜禽養(yǎng)殖廢水相關(guān)政策脈絡(luò)。 根據(jù)2010年《第一次全國污染源普查公報(bào)》，畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要水污染物排放量中化學(xué)需氧量占農(nóng)業(yè)污染源（不包括典型地區(qū)農(nóng)村生活源，下同）的96%，總氮占農(nóng)業(yè)污染源的38%，總磷、銅、鋅等有較大占比。 表1畜禽養(yǎng)殖主要水污染物排放量（單位：萬噸）
可以說，畜禽養(yǎng)殖早已成為農(nóng)業(yè)污染的第一大污染源。然而，如此重要的污染處理領(lǐng)域竟然長期被“漠視”確實(shí)值得深思。筆者認(rèn)為，這主要是由于畜禽養(yǎng)殖市場尚處于培育期：畜禽養(yǎng)殖法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等基礎(chǔ)制度建設(shè)滯后，法律，不正當(dāng)競爭風(fēng)險(xiǎn)高，市場缺乏進(jìn)入這一領(lǐng)域的基本保障；扶持引導(dǎo)政策不完善，政府資金投入不足，政策、資金風(fēng)險(xiǎn)較高，行業(yè)微利，市場缺乏進(jìn)入這一領(lǐng)域的逐利動(dòng)力；實(shí)用技術(shù)和研發(fā)推廣不夠，傳統(tǒng)技術(shù)捉襟見肘，新技術(shù)又受經(jīng)濟(jì)等因素制約，市場缺乏進(jìn)入這一領(lǐng)域的技術(shù)手段。 畜禽養(yǎng)殖污染引起市場爆炸性的關(guān)注是源于2015年4月16日國務(wù)院頒發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（簡稱“水十條”）?！八畻l”多款條文均直指畜禽養(yǎng)殖污染。 第一條指出：防治畜禽養(yǎng)殖污染?？茖W(xué)劃定畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)，2017年底前，依法關(guān)閉或搬遷禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖場(小區(qū))和養(yǎng)殖專業(yè)戶，京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域提前一年完成。現(xiàn)有規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(小區(qū))要根據(jù)污染防治需要，配套建設(shè)糞便污水貯存、處理、利用設(shè)施。散養(yǎng)密集區(qū)要實(shí)行畜禽糞便污水分戶收集、集中處理利用。自2016年起，新建、改建、擴(kuò)建規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(小區(qū))要實(shí)施雨污分流、糞便污水資源化利用。 第四條指出：加快技術(shù)成果推廣應(yīng)用，重點(diǎn)推廣飲用水凈化、節(jié)水、水污染治理及循環(huán)利用、城市雨水收集利用、再生水安全回用、水生態(tài)修復(fù)、畜禽養(yǎng)殖污染防治等適用技術(shù)。 第五條指出：地方各級(jí)人民政府要重點(diǎn)支持污水處理、污泥處理處置、河道整治、飲用水水源保護(hù)、畜禽養(yǎng)殖污染防治、水生態(tài)修復(fù)、應(yīng)急清污等項(xiàng)目和工作。 隨著“水十條”的深化落實(shí)，預(yù)計(jì)在“十三五”期間，畜禽養(yǎng)殖污染治理將迎來市場的爆發(fā)期。 再請將目光轉(zhuǎn)回到畜禽養(yǎng)殖廢水。畜禽養(yǎng)殖廢水主要包含養(yǎng)殖沖洗時(shí)的糞、尿、殘余藥劑混合水以及部分生活污水，水質(zhì)水量變化大，懸浮物多、有機(jī)物濃度高、氨氮濃度高、含有重金屬、致病菌并有惡臭。大量懸浮物沉淀，會(huì)使土壤孔隙堵塞，造成土壤透氣、透水性下降；高濃度有機(jī)物及氨氮，會(huì)使土壤養(yǎng)分失衡，導(dǎo)致土壤板結(jié)、鹽化，消耗水體溶解氧，會(huì)引起水體發(fā)黑、變臭；畜禽飼料常有的鋅、銅等重金屬則易在土壤中積累，導(dǎo)致土壤重金屬超標(biāo)，影響作物生長；畜禽糞尿排泄物帶有的致病微生物、寄生蟲卵通過水源或蚊蠅傳播，易引起感染，甚至引發(fā)疫情；畜禽糞尿排泄物伴有的H2S、NH3等氣體，會(huì)產(chǎn)生胺、硫等惡臭氣體，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境?？傊?，畜禽養(yǎng)殖廢水亟待處理。 目前，畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)可分為物化處理技術(shù)和生物處理技術(shù)兩大類。常見的物理處理技術(shù)有吸附法、磁絮凝沉淀、電化學(xué)氧化、Fenton氧化等。 該法的關(guān)鍵是吸附介質(zhì)的選取，目前常用沸石等作為介質(zhì)。吸附有氮、磷的沸石，經(jīng)過處理后可作為土壤改良劑或肥料，但該法對于吸附飽和的過濾介質(zhì)必須嚴(yán)格處理，避免造成二次污染。 該法工藝流程簡單、沉降性好、處理周期短，但會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥。 該法對氨氮的去除率較高，NH3-N 的去除率可高達(dá)98%，但COD 的去除率則相對較低。 該法對于COD 和色度的去除率均較高，可作為畜禽廢水深度處理技術(shù)，但該技術(shù)Fe2 + 用量大、H2O2的利用率不高。 總的來說，物化處理技術(shù)對畜禽養(yǎng)殖廢水的COD、NH3-N、色度等有一定的去除率，可作為畜禽養(yǎng)殖廢水的預(yù)處理或深度處理工藝，但工程經(jīng)驗(yàn)不足，需要進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。 生物處理技術(shù)是目前處理畜禽養(yǎng)殖廢水的常用技術(shù)→包括厭氧處理法、好氧處理法和厭氧－ 好氧聯(lián)合處理法等。 厭氧處理法適用于處理含高濃度有機(jī)物的畜禽養(yǎng)殖廢水。常見的有厭氧折流板反應(yīng)器( ABR) 、上流式厭氧污泥床( UASB) 、微生物燃料電池( MFC) 等。ABR 的COD 容積負(fù)荷較高，水力停留時(shí)間較長，能實(shí)現(xiàn)含高濃度有機(jī)物廢水的處理；UASB 是廢水厭氧處理的常用技術(shù)，工程實(shí)踐多，運(yùn)行穩(wěn)定且效果好，反應(yīng)器內(nèi)含顆粒污泥，處理畜禽養(yǎng)殖廢水具有高效、經(jīng)濟(jì)、占地面積小等特點(diǎn)；MFC 可在實(shí)現(xiàn)處理污水的同時(shí)，將污水中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，有機(jī)物的去除率也較高，適用于含高濃度有機(jī)物廢水的處理。 厭氧處理技術(shù)在處理含高濃度有機(jī)物廢水的領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，COD 去除率高且占地少。但厭氧處理出水不能達(dá)標(biāo)，若反應(yīng)器不密閉常有臭味產(chǎn)生，因此厭氧出水需進(jìn)一步處理，常采用好氧處理技術(shù)。 常見的畜禽養(yǎng)殖廢水好氧處理技術(shù)包括SBR、SBBR、生物膜法、生物濾池、MBBR、MBR 及A/O 法等。 序批式活性污泥法( SBR) 有良好的脫碳、脫氮效果，COD 和NH3-N 去除率均達(dá)到90%以上，它可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，占地面積少，有多種變型工藝，如ICEAS 工藝、CAST 工藝、 DAT－IAT 工藝等，是畜禽養(yǎng)殖廢水處理的常用工藝；序批式生物膜反應(yīng)器( SBBR) 反應(yīng)器具有生物量高，占地少，脫碳、脫氮效果好等優(yōu)點(diǎn)；好氧顆粒污泥沉降性能好，生物量高，能承受高有機(jī)負(fù)荷，脫碳、脫氮效果較好，適用于畜禽養(yǎng)殖廢水的處理，但在理論和實(shí)際應(yīng)用中的具體工藝技術(shù)需要進(jìn)一步研究； 生物濾池需要選擇適宜的填料，脫氮效果較好； MBBR 工藝是一種新型高效的污水處理方法，兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)； MBR 具有較長的污泥齡和較高的污泥濃度，脫碳、脫氮效果較好，但如何減緩膜污染仍是MBR 發(fā)展和實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的瓶頸； A/O 法工藝流程簡單、裝置少、不需要外加碳源，技術(shù)成熟。 以上各種好氧工藝對COD、NH3-N 等均有較高的去除率，在實(shí)踐中要充分考慮各自的適用條件。 單獨(dú)的厭氧或好氧處理無法實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢水的達(dá)標(biāo)外排，結(jié)合它們各自的優(yōu)勢，大多數(shù)畜禽養(yǎng)殖場采用厭氧( 缺氧)－好氧聯(lián)合處理工藝。厭氧－好氧聯(lián)合處理法既克服了好氧處理能耗大和占地面積大的不足，又克服了厭氧處理達(dá)不到要求的缺陷，具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、凈化效果好、能源環(huán)境綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場污水的處理。 對于含高濃度有機(jī)物的畜禽養(yǎng)殖廢水，厭氧－好氧聯(lián)合處理法能較好的實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和氨氮的去除，COD 去除率90% 以上，且處理費(fèi)用相對較低，對于畜禽養(yǎng)殖這種受自然與市場雙重風(fēng)險(xiǎn)影響的微利行業(yè)，尤其適用。其中厭氧消化階段去除大部分的COD；好氧過程進(jìn)一步去除COD、NH3-N、SS。好氧出水再經(jīng)過如人工濕地、絮凝沉淀、電化學(xué)氧化等的處理可達(dá)標(biāo)外排。但是，厭氧消化的各階段處理效果很難同時(shí)達(dá)到最佳，有學(xué)者提出用水解酸化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的厭氧消化。畜禽廢水厭氧－好氧組合工藝應(yīng)用的難點(diǎn)在于：厭氧或缺氧出水COD 低，無法滿足后續(xù)好氧處理系統(tǒng)中微生物脫氮的需求，外加碳源量不容易控制。 （1）項(xiàng)目簡介 浙江省某牧業(yè)公司主要養(yǎng)殖生豬；生豬存欄量3000頭。養(yǎng)殖場產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和其它污水總量約為100t/d；其中生產(chǎn)廢水進(jìn)入現(xiàn)有的沼氣池中進(jìn)行厭氧消化處理；沼液經(jīng)過處理后排放到生態(tài)魚塘進(jìn)行進(jìn)一步處理。由于沼液量較大；COD濃度仍然較高；采用傳統(tǒng)的生態(tài)處理方式無法進(jìn)行有效處理；同時(shí)考慮到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求和污染物減排的要求；要對沼液進(jìn)行進(jìn)一步處理。工程設(shè)計(jì)水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)如表2所示；主要污染物指標(biāo)均嚴(yán)于浙江省畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB33/593-2005)。 表2 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn)（單位：mg/L）
（2）工藝流程 針對養(yǎng)殖沼液的廢水特征；提出了A/O+MBR的生物處理流程；如圖所示。沼液經(jīng)過水泵提升由毛發(fā)聚集器過濾去除廢水中的毛發(fā)；進(jìn)入缺氧區(qū)；好氧區(qū)混合液回流至缺氧區(qū)；主要功能進(jìn)行脫氮。廢水隨后進(jìn)入好氧區(qū)；有機(jī)物得到有效去除；氨氮發(fā)生硝化反應(yīng)；經(jīng)過處理的水被浸沒在反應(yīng)器中的膜過濾；由出水泵抽出；經(jīng)過消毒送入雨水池；與收集的雨水混合后回用于生產(chǎn)。 工藝流程圖 （3）系統(tǒng)運(yùn)行效果 在來水COD在643～2761mg/L波動(dòng)；平均為1389mg/L時(shí)；出水COD介于62～ 158mg/L；平均為118mg/L；COD平均去除率為91.5%。當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷低于5.46kgCOD/(m3·d)時(shí)；出水COD可保持在150mg/L以下。同時(shí)，養(yǎng)殖沼液廢水的COD波動(dòng)較大；而MBR具有良好的抗沖擊負(fù)荷能力；可保證穩(wěn)定的出水效果。 養(yǎng)殖沼液是高氨氮廢水之一；直接用于還田處理；會(huì)造成營養(yǎng)元素過剩；造成地表水體的富營養(yǎng)化和典型的農(nóng)村面源污染。因此；利用MBR較好的硝化效果；以達(dá)到去除氨氮的良好效果。由于整個(gè)處理工藝采用了前置的缺氧反硝化設(shè)置；系統(tǒng)具有良好的氨氮去除效果:在進(jìn)水氨氮最高達(dá)到728mg/L；平均為276mg/L時(shí)；出水氨氮可保持在50mg/L以下；平均為31mg/L；氨氮平均去除率達(dá)到85.1%。而整個(gè)MBR處理系統(tǒng)可基本完全截留懸浮物質(zhì)；并過濾掉細(xì)菌和部分病毒；在采用消毒處理后；可簡單回用到?jīng)_洗豬舍等方面或可直接達(dá)標(biāo)排放。 （4）運(yùn)行成本分析 該工程總投資41.8萬元；顯示了MBR處理養(yǎng)殖沼液工程的運(yùn)行費(fèi)用；其直接運(yùn)行費(fèi)用由電費(fèi)和藥劑費(fèi)構(gòu)成；噸水運(yùn)行費(fèi)用約為1.3元。與傳統(tǒng)處理工藝相比；運(yùn)行成本并未有較大的上升。 我要分享環(huán)保技術(shù) 請繼續(xù) |
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