畜禽養殖廢水處理技術的研究探討

周立平 高程達 劉克鋒

（北京農學院植物科學技術學院 北京 102206）

畜禽養殖廢水處理技術的研究探討

周立平 高程達 劉克鋒

（北京農學院植物科學技術學院 北京 102206）

畜禽養殖廢水和工業廢水、生活污水并稱為影響我國水體的三大污染源。根據現階段畜禽養殖廢水處理出現的矛盾和問題提出未來發展的趨勢；畜禽養殖業的污染防治將以大力發展資源回收、提倡能源回收與農業綜合利用以及發展清潔生產，將末端治理與源頭控制相結合為前提進行研究。針對畜禽養殖廢水特點，以物化與生化相結合方法處理，利用膜生物反應器 （MBR）技術,將養殖廢水的凈化處理與農業灌溉緊密結合，實現養殖廢水的再生資源化利用，緩解農業用水緊缺現狀，保護生態環境和改善人居環境。

廢水處理；畜禽廢水；膜生物反應器；生物技術

1.引言

近年來，隨著我國農業結構的調整和農業產業化的推進，規模化、集約化的畜禽養殖業得以迅猛發展，成為我國農業農村經濟的重要組成部分。這些養殖場的發展一方面滿足了城市居民對肉類、禽蛋類食物的大量需求，另一方面也成為污染水體的重要污染源。我國每年畜禽養殖的廢水排放量超過10億噸，遠遠超過全國工業廢水與生活廢水排放量總和。同時畜禽廢水水量波動大，含渣量、有機物和氮磷濃度高，處理技術不夠成熟，管理運行成本高。目前我國有很多規模化養殖場開展了畜禽養殖廢水的處理工作，可是規模化養殖場的廢水處理出水水質絕大部分尚未達到國家一級排放標準。因此畜禽養殖業大力發展所帶來的環境污染問題也日益嚴重，它不僅影響經濟的發展，還危及生態安全，這已成為人們普遍關注的社會問題。目前，我國每年約產生畜禽糞便45億噸，其化學需氧量 （COD）遠遠超過我國工業廢水和生活污水之和。畜禽養殖污染已成為繼工業污染、生活污染之后的第三大污染源，成為我國農村污染的主要原因之一。因此，為有效減少畜禽養殖廢水對環境的污染，保證畜禽養殖業的穩步健康發展，因地制宜地研究開發畜禽養殖廢水高效、低成本的處理技術就顯得尤為重要。

2.畜禽養殖業的污染現狀

畜禽養殖場就是一個很大的污物排放場。畜禽養殖業正向規模化、集約化發展，對區域環境質量產生了嚴重影響，部分區域流域的空氣、地表水和地下水的污染程度已相當嚴重。

畜禽糞便過多導致隨處堆放，堆積的糞便就會在厭氧條件下，分解釋放出氨氣、硫化氫、甲基硫醇、三甲基胺等酸味、臭味的刺激性氣體，對養殖場周邊的大氣環境造成嚴重污染，揮發到大氣中的氣體還會引起酸雨的形成。

畜禽養殖場排出的污水中含有大量氮、磷和有機污染物等大量污染物質，排放到河流中，嚴重污染水質。這種高濃度的有機廢水吸收水中的氧氣，使水體因缺氧而變黑發臭，大量的氮、磷等富集營養物使水中藻類爆發，導致魚蝦缺氧死亡，等等，導致水質不斷惡化。廢水對周邊農民的生產生活也帶來了極大影響，有些地區已對集中飲用水源地構成嚴重威脅，人若長期或大量飲用，可能誘發癌癥。

畜禽糞便中含有大量的鈉鹽和鉀鹽，如果直接用于農田，過量的鈉和鉀通過反聚作用而造成某些土壤的微孔減少，使土壤的通透性降低，破壞土壤結構，降低土壤質量，造成農作物減產或死亡。而且殘留在土壤中的N、P等物質還將會通過土壤滲入地下，污染地下水，將導致地下水中NO2、N、NO3濃度升高，使土壤板結、酸化。另外，畜禽糞便中大量的病原微生物和寄生蟲蟲卵，也將通過污染水源及粉塵等方式危害養殖場及周圍人群。

3.畜禽養殖廢水的資源化利用技術

實施養殖污染物的治理，關鍵問題要實施廢水的達標治理和資源化利用。養殖廢水是污染源，同時也是可利用的資源，實現養殖廢水的資源化利用，變廢為寶，才是污染治理的良好途徑。

目前養殖廢水處理的核心工藝處理技術為：固液分離一水解酸化一厭氧消化一好氧生化一生化過濾四級處理過程，廢水經過全過程處理后，可以按 《畜禽養殖業污染物排放標準》GBl8596-2001標準實現達標排放，排放廢水可以澆灌附近農田 （滿足 （農田灌溉水質標準）GB5084-92）。厭氧產生的沼氣作燃料使用及綜合利用，固液分離出的廢棄物加工后成顆粒肥料和液體肥料，達標后排出的水可作景觀水、沖洗水回用及綜合利用，整個過程既解決廢水治理問題，又綜合利用有用資源，具有良好的環境效益和經濟效益。

畜禽糞便作飼料是畜禽糞便綜合利用的重要途徑。糞便含有各種營養成分，據分析，畜禽所采食的飼料70%未經吸收排出體外。使用畜禽糞便作飼料，就是充分利用飼料中剩余的各種養分和飼養過程中產生的有用成分。

畜禽糞便中含有大量的有機物及豐富的氮、磷、鉀等營養物質，是農業可持續發展的寶貴資源。數千年來，農民一直將它作為提高土壤肥力的主要來源。過去采用填土、墊圈的方法或堆肥方式將畜禽糞便制成農家肥。如今，伴隨著集約化養殖場的發展，人們開展了對畜禽糞便肥料化技術的研究。當前研究得最多的是堆肥法。堆肥是處理各種有機廢棄物的有效方法之一，是一種集處理和資源循環再生利用于一體的生物方法。是把收集到的糞便摻入高效發酵微生物如EM（有效微生物群），調節糞便中的碳氮比，控制適當的水分、溫度、氧氣、酸堿度進行發酵。這種方法處理糞便的優點在于最終產物臭氣少,且較干燥,容易包裝、撒施，而且有利于作物的生長發育。常規堆肥存在的問題是處理過程中有NH3的損失，不能完全控制臭氣，而且堆肥需要的場地大，處理所需要的時間長。有人提出采用發酵倉加上微生物制劑的方法，可以減少NH3的損失并能縮短堆肥時間。在一些畜禽有機肥生產廠,常采用的方法有厭氧發酵發法、快速烘干法、微波法、充氧動態發酵法。隨著人們對無公害農產品需求的不斷增加和可持續發展的要求，對優質商品有機肥料的需求量也在不斷擴大，用畜禽糞便制成有機肥具有很大市場潛力。

畜禽糞便轉化成能源在草原上采用的是直接燃燒。目前對于集約化養殖場，大多是水沖式清除畜禽糞便的，糞便含水量高，對這種高濃度的有機廢水，目前常采用厭氧消化法。厭氧消化法具有低成本、低能耗、占地少、負荷高等優點，是一種有效處理糞便和資源回收利用的技術。它不但提供清潔能源 （沼氣），解決中國廣大農村燃料短缺和大量焚燒秸桿的問題，還能消除臭氣、殺死致病菌和致病蟲卵，解決了大型畜牧養殖場的畜禽糞便污染問題。另外，發酵原料或產物可以生產優質飼料，發酵液可以用作農作物生長所需的營養添加劑。目前，這種工藝已經成熟，很多地方都已建立了沼氣池。截止到上世紀末1996年底,全國已建成大中型沼氣工程460座，池容積達到目的13萬m3，年處理農業廢棄物3000萬t，全年產氣達2000萬m3。厭氧發酵工藝雖然能接受高濃度的畜禽糞水，其出水濃度也高，通過厭氧發酵工藝處理的污水很難達標排放，而且其處理能力受很多因素的影響，一次性投資大，沼氣池殘料難出。另外，發酵時間也比較長，長達15d，甚至1個月。隨著畜禽糞便污水對環境的污染日益嚴重，人們對厭氧發酵處理工藝進行了大量的研究，開發了一系列新型厭氧處理反應器，其處理效率、出水效果都有所提高。

4.畜禽廢水的處理趨勢

隨著畜禽糞便污染的加劇，國內已有部分養殖場開始利用各項技術對畜禽糞便進行減量化處理、資源化利用,但是普遍采用的是單一的治理技術,糞便利用率低、遺留問題難解決。對于畜禽糞便這種嚴重污染環境的寶貴資源，必須把現有的資源化技術在一定程度上進行科學組合，綜合治理，使畜禽糞便得到多層次的循環利用，才能有效地解決養殖業的環境污染問題。例如，先對畜禽糞便進行固液分離，把分離出的固體堆肥、生產蚯蚓或飼料，然后液體用厭氧發酵法處理，發酵后產物中沼渣堆肥，沼氣用來照明或采暖，最后把剩余的液體再用好氧法進一步處理。這樣通過固液分離技術、厭氧技術、好氧技術的綜合處理，既提高了對畜禽糞便處理的效果和綜合利用率，又取得了良好的環境效益、經濟效益和社會效益。目前,把幾種方法有機地結合起來使用已成為畜禽糞便資源化技術發展的趨勢。

為了控制畜禽沖洗廢水對水體的污染，應當大力發展清潔生產，從源頭上減少畜禽廢水的排放。在環境污染日趨嚴重的今天，畜禽養殖業將面臨巨大的挑戰，改革傳統生產模式勢在必行，已經越來越多的養殖業走上了環境友好與資源節約型之路。大力推廣干清糞工藝和合理設計規劃養殖場內部結構與設施，有助于從源頭上減少畜禽廢水對受納水體的污染，也減少了污水處理的難度和費用。同時，應著力宣傳使用綠色飼料和添加劑，減少飼料中有毒有害或容易富集的添加劑如重金屬、瘦肉精等，不僅能從源頭上減少污染物的產生，也有利于畜禽養殖工業的健康長效發展。因此，開展清潔生產，減少糞污產生和排放與污染物處理相結合才是養殖業污染防治的首要任務。

5.結語

發展循環農業，由于沼氣厭氧技術在中間起紐帶作用，因而形成了養殖業一能源一農業、種植業一經濟收益一養殖業的良性循環。然而，畜禽養殖業承受不起費用較高的污水處理工藝，因此對于畜禽養殖廢水的處理只能采用投資少、運行和管理成本較低且效果好的工藝。所以，尋找高效節能的處理方法在資源與能源問題日益突出的今天尤為重要，開發具有高效節能處理畜禽廢水的處理設備和組合工藝是實現可持續發展、建設和諧社會的重要途徑，以物化和生化處理結合的組合工藝以其經濟性和高效性將會受到越來越多的關注。

（略）