畜禽养殖废水课-程-论-文.doc

本 科 生 课 程 论 文《水污染控制工程》题 目畜禽养殖废水治理技术及其发展现状专 业 环境工程 班 级 环境工程(本) 学 号 xxxxx 姓 名 xxx 指导教师 陈xx(副教授) 所在学院 生物与环境工程学院 完成时间2011年5月1 畜禽养殖废水的危害 大气污染：畜禽粪便在微生物的作用下，发酵时会产生大量的NH3、H2S、CO2、CH4和粪臭素等有害恶臭气体，连同畜禽本身也会释放多种恶臭物质这些恶臭气体不仅会造成畜禽应激，影响动植物生长发育，降低畜产品质量，而且严重影响畜禽养殖场周围的空气质量，危害饲养人员及周围 ，居民的身体健康[1]水体污染：一头 (只)畜禽就是一个污染源，一个畜禽饲养场就是一个污染排放场养殖污水不经过处理而直接排入河流或水塘中 由于其含氮、磷量较高，极易造成水体富营养化，日积月累会造成水体变色、发黑，水质恶化，从而引起藻类疯长，部分水生生物死亡、威胁鱼类生存。

当污水过量进入田地甚至超过土壤本身的自净能力时，就会破坏土壤原有的基本功能，同时还会污染地下水，从而使农作物徒长、倒伏、贪青、晚熟或不熟，甚至毒害作物死亡[1]传播疫病：由于畜禽粪污中含有大量的病原微生物、寄生虫、病菌等，大量畜禽粪便没有经过无害化处理就随意堆放在空地或道路旁，不仅污染了周边环境，还容易导致一些疾病的传播，甚至多种有害人体健康的恶性肿瘤等疫病，如口蹄疫、禽流感等[1]2 畜禽养殖废水治理的意义改革开放以来,人民生活水平不断提高,我国畜禽业得到快速发展,主要畜产品产量连续20年以10%的速度递增随着大中城市“菜篮子工程”的实施以及市场对畜禽质量的不断追求,规模化畜禽养殖场将大量涌现,在此同时畜禽养殖污染也成为了不容忽视的问题规模化养殖场排放的大量粪尿与废水现已成为许多城市和农村的新兴污染源,他们大多未经过妥善回收利用、处理及处置就直接排放,对环境造成严重污染,尤其对水体富营养化产生了极其不良的影响在许多地区,畜禽养殖业产生的废水超过环境的容纳量,已经或正在成为比工业废水、生活污水更大的污染源据资料统计表明,1999年我国畜禽粪便产生量约为19亿吨 ,是固体废弃物产生量的2.4倍。

其中规模化养殖产生的粪便相当于工业固体废弃物的30%,CODcr排放量已达7118万吨,远远超过我国工业废水和生活废水的排放量之和;2002 年,我国畜禽粪便产生量达27.5亿吨据专家预计,到2010年,我国每年畜禽粪便产生量将达到45亿吨随着我国畜禽业的迅猛发展,养殖废水污染将不断加剧,其污染防治迫在眉睫[2]3 畜禽养殖污水特点及处理方法养殖废水具有典型的“三高”特征 ,CODcr 高达 3000～12000mg/l ,氨氮高达 800～2200mg/l ,SS超标数十倍有机物是造成水污染的最重要的污染源，它是水体变质、发黑、发臭的主要原因养殖废水的处理方法有好氧处理、厌氧处理、和综合处理在厌氧工艺处理养殖污水方面，该方法主要有厌氧悬浮生长和厌氧接触生长工艺，反应器从第一代的厌氧消化池发展到第二代的厌氧滤器（AF）、厌氧流化床反应器（AFB）、上流式厌氧污泥床（UASB）以及第三代的膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB和IC）这几种反应器形式张冲等采用斜板式固液分离-红泥塑料厌氧池工艺处理猪场养殖污水，处理后出水主要指标分别为：COD为 283mg·L、BOD为 122mg·LNH-N为 40mg·L、SS为95mg·L、TP为 6mg·L，达到国家畜禽污水排放标准。

同时，还可以收集到大量的沼气[3]　在好氧工艺处理养殖场废水方面，好氧工艺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、生物转盘法、生物接触氧化法、序批式活性污泥法、A/O及氧化沟等于金莲等通过实验室模拟试验，探讨了混凝-脱氨-好氧生化处理养猪场废水的工艺经石灰乳混凝沉淀之后，再经过脱氨作用，使废水中的氨氮低于200mg·L，有利于后续生化反应的进行试验表明，当生化池活性污泥浓度在 3500～4500mg·L 之间，COD容积负荷 <3.0kg·m·d，NH-N容积负荷 <0.22kg·m·d时，其生化出水可达到上海市提出的畜牧业排放标准（COD≤400mg·L，NH-N≤100mg·L）[4]在综合工艺处理养殖场废水方面，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、COD、NH+-N可分别从 9000mg·L-1、14000mg·L-1、1200mg·L-1 降至 20mg·L-1、60mg·L-1、65mg·L-1[5]如上所述，这些处理方法效果较为理想4 畜禽养殖污水处理技术4.1 畜禽养殖污水处理常用技术4.1.1 沼气池发酵处理技术沼气池发酵处理技术属于厌氧生物处理技术。

其主要流程为：利用厌氧生物技术，通过配套相应的设施，将养殖污水制成以甲烷为主要成分的沼气，通过沼气池收集到的沼气应用于职工生活、圈舍保温等一些大型的养殖场还可以通过合理配置沼气发电机组，将沼气转化为电能，利用沼气发电，从而实现养殖场生产、生活用能沼气化，以最大限度地减少养殖污染的处理成本 此外，如果污水经沼气池厌氧处理后，污染物浓度虽大大降低，但仍未达到排放标准时，该污水还可以作为肥料应用于农田寿亦丰等以杭州灯塔养殖总场沼气与废水处理工程的为例，试验表明，COD总去除率达 98%，NH-N去除率达 99%以上，出水 COD≤150mg·L，NH-N≤15mg·L，出水达到污水综合排放标准（GB8978-1996）的二级标准，日产沼气8500m[6]4.1.2 人工湿地净化技术 人工湿地就是通过沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途径以去除废水中悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等物质人工湿地技术实质上就是模拟和强化自然湿地功能的技术在人工湿地污水处理系统中，起净化作用的是植物、基质和微生物基质是湿地中最基础的物质，由砂和砾石构成植物栽种在砂石上，与砂石共同创造一个供微生物生长、繁殖的环境，在这个环境中产生的微生物就可以将污水净化[7]。

人工湿地处理方法的主要优点有：投资较省，能耗少，运行管理费用较低；污泥量少，不需要复杂的污泥处理系统；且便于管理，对周围环境影响较小目前，这种模式在欧洲、美国、澳大利亚和东南亚的[8-9]一些国家应用较多人工湿地处理系统存在的主要缺点是：土地占用量较大；处理效果容易受季节温度变化的影响；建于地下的厌氧系统出泥困难，且维修不便；并且还有污染地下水的可能因此，这种处理模式对于中小型养殖场仍然是不适用的4.1.3 氧化塘处理技术氧化塘又称为生物稳定塘，它是一种利用天然的或者人工整修过的池塘进行污水生物处理的方法它对污水的净化过程和天然水体的自净过程相似当污水在塘内停留较长时间时，其中含有的有机污染物就会被水中微生物的代谢活动降解，其中所需的溶解氧可以由藻类通过光合作用和塘面的复氧作用提供，也可以由人工曝气法提供[10]4.1.4 固液分离技术使废水中的固体悬浮物降低，从而降低液体中污染物的负荷量；这种方法还可以有效防止较大的固体杂质在后续处理中堵塞损失设备等固液分离技术一般包括过滤、离心、沉淀等，常用的设备有格栅、化粪池、沉淀池、筛网、滤网等4.1.5 吸附技术根据废水中污染物种类的不同选择不同的吸附剂，可以达到专门除去某种污染物的目的。

于鹄鹏等按凹凸棒土：稻壳为9:1的比例称取原料，加水成型，静置24h，放入110度干燥箱内干燥24h，然后放入实验电炉内在500度的温度下培烧1h，制成新型凹土吸附剂，当其添加量为5%、处理时间为90min、处理pH为8..39、在常温下该吸附剂对淮安市某养殖厂废水进行处理，处理后的氨氮去除率最高可达将近87%[11]4.1.6 混凝沉淀技术养殖废水中含有大量的胶体物质和固体悬浮物，采用适当的混凝剂对养殖废水进行处理可以有效去除这两种污染物[12]4.1.7 土壤处理法利用土壤-微生物-植物组成的生态系统对废水进行处理，使废水水质得到净化并使绿色植物生长繁殖，实现废水的资源化、无害化和稳定化4.2 畜禽养殖污水处理新技术4.2.1 厌氧—好氧工艺处理畜禽养殖污水厌氧—好氧联合处理工艺是目前公认的最经济高效方法杨丽芳，朱树文等采用氨吹脱塔/絮凝沉淀池/ABR复合厌氧反应器/CASS好氧反应器/沸石过滤联合工艺处理养殖废水后，各项出水指标均优于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准[13]河南省某牧业有限公司采用水解酸化-UASB-接触氧化-生物氧化塘-人工湿地组合工艺对其养猪场产生的养殖废水进行处理。

长期运行表明，出水一直稳定达到并高于《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)，处理后的水全部用于附近农田灌溉(每天平均200m3),所产生的污泥用于附近农田施肥，所产生沼气（每天600ITIs）用于厂区发电机发电[14]Ng W. G.采用序批式反应器工艺SBR处理+猪场废水厌氧消化液,其NH - N去除率仅68.7 % 徐洁泉等采用接触氧化法处理猪场废水厌氧消化液 ,其出水 CODCr 大于500mg/L ,NH - N 大于 200mg/LJ ungJeng Su等采用SBR工艺处理猪场废水厌氧消化液得出同样结果 ,总凯氏 N 去除率仅 42. 4 %～71. 1 % ,CODC去除率仅 10 %～40 %杨虹等试验发现间歇曝气处理猪场废水厌氧消化液其 NH -N 去除率小于 60 %,出水中 NH - N 浓度为 600mg/L 左右Liao C. M.等采用间歇曝气处理猪场废水厌氧消化液其总氮去除率达 30 %,NH - N 去除率为 40 %随着排放的严格监管 ,废水的达标排放尤其氨氮达标排放已成为制约养殖产业发展的瓶颈[15]厌氧折流板反应器（Anaerobic Baffled Reactor,ABR）是一种新型高效厌氧污水处理生物反应器，该反应器具有高传质推动力、高反应速率、截留污泥能力强等优点，主要用于中高浓度有机废水的处理传统ABR反应器采用活性污泥法，出水有机物浓度高有异味，且不能发生硝化作用，因此有研究者开展了厌氧好氧组合工艺的研究，通过在ABR反应器中增加好氧段并装设填料，形成厌氧好氧组合的新型复合式折流板反应器（Hybrid Baffled Reactor，简称 HBR）来处理畜禽养殖废水在HBR反应器中，一方面保留厌氧段高传质推动力反应速率快的特点，另一方面好氧段将厌氧段出水进行进一步的碳化和硝化反应同时HBR反应器采用生物膜法，整个系统不需要污泥回流，节省了运行成本并可以回收沼气[16]。

4.2.2 生物滤池方法处理养殖废水生物滤池处理技术是以土壤自净原理为依据，利用滤料表面形成的一层生物膜来完成净化废水的功能；在滤池内，废水由于重力作用自上而下地连续流经滤料，污水与生物膜接触，滤料表面的微生物借助酶的作用，使被吸附和吸收的污水的有机物在氧气的参与下进行氧化分解，污水得到净化[17] 彭英霞等以北京大兴区种猪场的废水处理工程为实例，实践了生物滤池在处理养殖废水中的实际应用结果表明，粪污水通过沉淀池的COD去除率为71.0%～90.4%；调节池的COD去除率为51.0%～79.0%高速生物滤池的去除率达 63.0%～89.3%，滤池出水的COD低至 127mg·L，最终的滤池出水水质均达到了国家规定的畜禽养殖业污染物排放。