關于養豬廢水氮磷污染分析及其深度脫氮除磷技術探討

摘要：養殖業的發展為人們的生活提供了豐富的食物來源，隨著人們生活水平的提升，對于豬肉的需求量也不斷增長，推動養豬業的迅速擴大。隨著我市城市建設水平的提升，促使現代養豬業不斷向封閉化、技術化、集約化發展，也導致養豬廢水排放量不斷擴大。養豬廢水主要來源于豬的排泄物以及養殖場的沖洗水，這些廢水中有著大量的氮磷有機物及懸浮物，屬于一種有機廢水，若不進行科學處理很可能加重環境污染。因此，需要重視養豬廢水處理工作，避免對環境造成污染。

關鍵詞：養豬廢水；氮磷污染；脫氮除磷技術

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）03-0159-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.084

Abstract： The development of aquaculture industry provides a rich source of food for peoples life. With the improvement of peoples living standard， the demand for pork is also increasing and the rapid expansion of the pig industry is promoted. With the city to enhance the level of urban construction， to promote the modern pig industry to the closure of the technology， intensive development， but also lead to the expansion of pig waste water. Pigs are mainly derived from pig excreta and flushing water from farms， which contain large amounts of nitrogen and phosphorus organic matter and suspended matter， which belong to an organic wastewater. It is likely to aggravate environmental pollution without scientific treatment. Therefore， the need to pay attention to pig waste water treatment work， to avoid pollution to the environment.

Key words： pig waste water； nitrogen and phosphorus pollution； nitrogen and phosphorus removal technology

城市經濟發展以及人們對生活水平的要求提升，推動了養豬業的迅速發展，現代養豬業突破了傳統養殖模式的限制，提高了養殖規模的同時也提高了廢水排放量，且廢水未經過任何方式的處理就直接排放，導致環境污染加重。有文獻指出，養豬廢水除了會造成水體富營養化外，同時還可能對水生物及人體造成毒害反應，對飲用水源以及生態平衡造成威脅[1]。因此，養豬廢水治理是現代養殖業有待解決的重要問題。

1 養豬廢水生化處理技術中的厭氧處理技術

國外有許多人通過研究發現養豬場廢水中含有較高的營養物，因此在其處理中主要以生物處理為主，應用最廣泛的就是厭氧處理技術[2]。厭氧處理技術能夠有效消除養豬廢水中的有機物，具有許多優勢：（1）能夠消滅廢水中的致病微生物和寄生蟲；（2）生成的沼氣能夠作為人們生活常用的能源，同時排放的液體以及淤泥能夠改善土壤的肥力；（3）污泥的排放量少，能夠減少污泥排放管理工作；（4）該技術具有經濟效益的優勢，且費用明顯低于好氧處理法。生化養豬廢水處理技術中脫氮方法主要有三種：（1）氨化、硝化以及反硝化等技術；（2）同化、活性污泥吸收并沉淀等技術；（3）水生物吸收并通過食物鏈轉化。除磷方法主要有兩種：（1）同化、活性污泥吸收并沉淀等技術；（2）水生物吸收并通過食物鏈轉化。

Anoxic/Oxic技術（簡稱A/O技術）是過去常用的污水處理技術，除了能夠有效降解有機污染物之外，同時就有一定的脫氮除磷效果[3]。養豬廢水中的氮濃度較高，A/O技術在硝化以及反硝化處理中需要2～5倍的回流比，但是在實際處理過程中很難負擔這么大的投資費用以及運行費用，經濟效益較低。傳統A/O技術的脫磷效果一般，只能夠讓廢水中的磷及其化合物被活性污泥所吸收[4]。通過控制活性污泥的相關參數，借助重力流分離含磷污泥，具有一定的技術難度。并且在含氮磷污水中采用A/O技術對于活性污泥的要求較高，需要使用色澤好、活性高、負荷大且狀態穩定的污泥，這對污水處理的經濟效益造成了影響，存在著較高的局限性。

在我國污染治理和生態政治工作中，針對養豬廢水診治專題工作中，主要以除碳沼氣技術為主的A/O處理工藝，能夠有效降低高濃度的化學需氧量和生化耗氧量，并且在農業生態管理中取得了較好的應用效果，但是在養豬廢水脫氮除磷應用存在一定的局限性[5]。相關調查指出，在部分養豬場進行廢水沼氣養羊發酵處理后，化學需氧量濃度在1250～3350mg/L，平均濃度為2150mg/L，去除效率超過60%，氨氮濃度為285～1268mg/L，平均濃度為684mg/L，去除效率為25%，總磷濃度為68～245mg/L，平均濃度為142mg/L，去除效率僅為15%。在厭氧發酵處理的基礎上應用生物膜法、生態塘等典型A/O技術處理后，發現化學需氧量濃度在88～356mg/L，平均濃度為224mg/L，氨氮濃度為43～256mg/L，平均濃度為174mg/L，總磷濃度為16～68mg/L，平均濃度為36mg/L，這說明通過這種模式能夠提高廢水脫氮除磷的效率，有助于提升廢水處理的質量，具有重要的現實意義。

2 養豬廢水深度脫氮除磷中的生物氧化塘技術分析

生物氧化塘主要是通過在普通氧化塘中加入具有脫氮除磷效果的水生植物或動物，從而提升氧化塘的治理效果。①植物氧化塘：在氧化塘中種植水壺里、水浮蓬、蘆葦等植物，這些植物都具有較好的分解氮磷有機物、氨氮以及磷酸鹽的作用，能夠提高氧化塘的脫氮除磷效果，提高污水處理效率[6]。利用菌藻實現污水治理也是現代生態污水處理的重要研究內容。光合細菌是最早出現在地球上、同時也是自然界中普遍存在的具有光能合成的原核生物，屬于革蘭氏陰性菌，其主要以光能為能源，能夠在缺氧光照以及好氧黑暗緩解中利用有機物、硫化物以及氨作為光合作用能源的微生物，其廣泛存在于土壤、沼澤、水田等地方。利用光合細菌進行污水處理在國外得到了廣泛的應用。我國目前有許多學者就光合細菌處理法展開大量實驗，有學者發現利用光合細菌與黑藻及

螺旋藻能夠形成高效的生態處理系統，處理后的水能夠用于養殖場的清洗用水，同時可以將培養的菌藻蛋白產品進行出售。②生態氧化塘：生態氧化塘主要分為好氧塘以及兼性塘，主要通過藻類共生系統實現脫氮除磷，但是無法對藻類生長的速率進行有效控制，會導致水中藻類瘋狂生長[7]。若在塘內加入魚類、螺類、蚌類等水生物以及鴨、鵝等植物，在運行氧化塘過程中，也能夠有效控制塘內藻類的數量，同時保持較高的氮磷去除率。生態氧化塘中存在著許多食物鏈，例如菌藻→浮游生物→魚類→浮游生物→小型魚→鴨、鵝（水草、浮游生物、蚌、螺），其與普通氧化塘組成了復雜的生態系統，能夠有效去除氮磷污染物。總而言之，氧化塘具有投資成本少、處理效率高、可產生較高的經濟效益等優勢，能夠應用于現代養豬場的廢水處理工作中。

生物氧化塘應用是需要注意三方面：①待處理污水中不能含有重金屬以及難降解的有機物；②氣溫及陽光充足；③生化耗氧量負荷不超標。養豬廢水完全負荷生物氧化塘的應用指征，說明生物氧化塘在養豬廢水處理中具有一定的應用價值。生物氧化塘在養豬廢水深度脫磷除氮中具有以下優勢：①規模化養豬場多位于在郊區以及農村地區，能夠充分利用周圍地區的天然池塘、沼澤以及農田等經濟用地；②養豬廢水主要是豬的排泄物以及養殖場的沖洗水，不含重金屬以及難降解的復雜有機物；③池塘周圍的氣溫一般比較合適，且光照充足，能夠為水生植物的生長提供良好的環境，例如水葫蘆、水蔥、蘆葦等植物；④在厭氧發酵技術上加入A/O技術能夠有效提高脫氮除磷的效率。

3 結束語

目前養豬廢水處理技術主要以生物處理技術為主，傳統廢水處理方法的脫氮除磷效率較低，若在除碳為主的沼氣發酵基礎上加入生物氧化塘能夠實現深度脫磷除氮，具有較高的生物效益。

參考文獻

[1]謝榮，趙博瑋，李建政等.木質填料床A/O系統處理低C/N比養豬廢水的效能與脫氮機制[J].化工學報，2015，23（11）：4661-4668.

[2]李建政，孟佳，趙博瑋等.養豬廢水厭氧消化液SBR短程硝化系統影響因素[J].哈爾濱工業大學學報，2014，24（8）：12-13.

[3]鄧凱文，李建政，趙博瑋等.WFSI處理低C/N比養豬廢水的效果及脫氮機制[J].中國環境科學，2016，23（21）：87-91.

[4]王成，孟佳，李玖齡等.升流式微氧生物膜反應器處理高氨氮低C/N比養豬廢水的效能[J].化工學報，2016，67（9）：3895-3901.

[5]趙博瑋，李建政，鄧凱文等.木質框架土壤滲濾系統處理養豬廢水厭氧消化液的效能[J].化工學報，2015，23（26）：2248-2255.

[6]黃海波，呼世斌，張鳳梅等.化學絮凝法對高質量濃度養豬廢水預處理效果[J].西北農業學報，2015，22（22）：190-196.

[7]潘松青，王淑梅，葉欣等.生物膜-活性污泥復合工藝處理養豬廢水的中試啟動及運行[J].環境工程，2016，31（5）：39-43.

收稿日期：2017-04-27

作者簡介：胡海利（1976-），男，本科，環境保護助理工程師，研究方向為環境監測。