養(yǎng)殖污水的生態(tài)資源化處理方式

文/?山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所?成建國(guó)

畜禽養(yǎng)殖污染是導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的主要原因之一。為保護(hù)水源地及生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)規(guī)模化、集約化養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)前降低畜禽養(yǎng)殖污水中氮含量的方式主要包括源頭控制法、還田處理法、自然處理法以及工程處理法。本文主要介紹適合中小養(yǎng)殖規(guī)模的前三種生態(tài)處理方法。

一、源頭控制法

一是在滿(mǎn)足畜禽生產(chǎn)效率和產(chǎn)量的同時(shí)，減少飼料中含氮有機(jī)物的含量或提高畜禽動(dòng)物的吸收利用率，降低畜禽糞尿中氮的排放量，從而減少畜禽糞便對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染；二是采用清潔的干清糞工藝，減少養(yǎng)殖場(chǎng)氮的排放。

二、還田處理法

畜禽糞便污水還田作肥料是傳統(tǒng)且經(jīng)濟(jì)有效的處置方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是：污染物零排放，最大限度實(shí)現(xiàn)資源化循環(huán)再利用，可減少化肥施用量，提高土壤肥力；投資省、低耗能，不需要專(zhuān)人管理，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等。該模式適用于遠(yuǎn)離城市、土地寬廣且有足夠農(nóng)田消納糞便污水的地區(qū)，特別是常年種植需施肥作物的地區(qū)，要求養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模較小。

其存在的主要問(wèn)題：一是需要大量土地利用糞便污水，每萬(wàn)頭豬場(chǎng)至少需7公頃土地消納糞便污水，故其受條件所限而適應(yīng)性弱；二是雨季及非用肥季節(jié)必須考慮糞便污水或沼液的出路；三是存在著傳播畜禽疾病和人畜共患病的危險(xiǎn)；四是不合理的施用方式或連續(xù)過(guò)量施用會(huì)導(dǎo)致硝態(tài)氮、磷及重金屬沉積，成為地表水和地下水污染源之一；五是惡臭以及降解過(guò)程所產(chǎn)生的氨、硫化氫等有害氣體釋放對(duì)大氣環(huán)境構(gòu)成污染威脅。

經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國(guó)約90%的養(yǎng)殖場(chǎng)采用還田方法處理畜禽廢棄物，他們?cè)谶€田前一般未經(jīng)專(zhuān)門(mén)厭氧消化裝置厭氧發(fā)酵，而是貯存一定時(shí)間后直接灌田。我國(guó)一般采用厭氧消化后再還田利用，可避免有機(jī)物濃度過(guò)高而引起的作物爛根和燒苗，同時(shí)經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵可回收沼氣，減少溫室氣體排放，且能殺滅部分寄生蟲(chóng)卵和病原微生物。這種方法需要大片農(nóng)田消納污染物，因而適用于遠(yuǎn)離城市的地區(qū)。

三、自然處理法

自然處理方法主要采用氧化塘、土地處理系統(tǒng)或人工濕地等方法對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)廢水進(jìn)行處理，其凈化機(jī)理主要有過(guò)濾、截流、沉淀、物理和化學(xué)吸附、化學(xué)分解、生物氧化及吸收等。此模式適用于距城市較遠(yuǎn)、氣溫較高且土地寬廣有灘涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然處理系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)，要求養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模中等。其主要優(yōu)點(diǎn)：一是投資較省，能耗少，運(yùn)行管理費(fèi)用低；二是污泥量少，不需要復(fù)雜的污泥處理系統(tǒng)；三是地下式厭氧處理系統(tǒng)厭氧部分建于地下，基本無(wú)臭味；四是便于管理，對(duì)周?chē)h(huán)境影響小且無(wú)噪音；五是可回收沼氣。其主要缺點(diǎn)：土地占用量較大，處理效果易受季節(jié)溫度變化的影響；建于地下的厭氧系統(tǒng)出泥困難，且維修不便，還存在污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)。

1．氧化塘處理。利用氧化塘的天然凈化能力對(duì)污水進(jìn)行處理，主要用來(lái)降低水體的有機(jī)污染物含量，同時(shí)提高溶解氧的含量，并適當(dāng)除去水中的氮和磷，減輕水體富營(yíng)養(yǎng)化的程度。

2．土地處理系統(tǒng)。處理畜禽污水經(jīng)濟(jì)有效的傳統(tǒng)方法，可使廢物資源化循環(huán)利用，土壤—植物生態(tài)系統(tǒng)使畜禽廢水不排向外環(huán)境，達(dá)到污染物的零排放；但這種方法受場(chǎng)地、溫度、季節(jié)等自然條件的限制比較大。

3．人工濕地。通過(guò)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徑除去廢水中的懸浮物、有機(jī)物、重金屬等雜質(zhì)；人工濕地凈化效果好、運(yùn)行成本低、水生植物可收割利用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

人工濕地主要是由濕地植物和基質(zhì)構(gòu)成，通過(guò)利用濕地中植物、微生物和填料之間的物理、化學(xué)和生物作用達(dá)到污水凈化的目的，其去污能力主要有植物吸收、基質(zhì)截留和微生物降解等。專(zhuān)家研究發(fā)現(xiàn)，濕地植物蘆葦其生物量和根系龐大，吸收氮、磷的能力遠(yuǎn)高于茭白、美人蕉等植物，同時(shí)蘆葦在畜禽污水脅迫下具有較強(qiáng)的抗逆性和耐受性，可作為畜禽污水處理的理想植物之一。

常見(jiàn)的人工濕地基質(zhì)主要是沸石、火山巖、高爐廢渣、土壤、沙石、礫石、膨潤(rùn)土等，以及一些新基質(zhì)如納米材料、廢磚、海蠣殼等，這些基質(zhì)對(duì)氮素的去除效果較對(duì)磷素的去除效果相對(duì)較弱，這主要是由于基質(zhì)含有較高的鈣、鋁、鐵等物質(zhì)，易于吸附磷。此外由于基質(zhì)通過(guò)吸附或化學(xué)反應(yīng)固定氮、磷的量有一定的上限，要注意濕地系統(tǒng)運(yùn)行后期基質(zhì)的及時(shí)添加。

此外，針對(duì)畜禽養(yǎng)殖污水排放相對(duì)集中、間歇排水、污染負(fù)荷大、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，可將人工濕地分為表面流人工濕地、垂直潛流人工濕地和水平潛流人工濕地等，在一定程度上可消除人工濕地堵塞的問(wèn)題，有利于微生物和植物的生長(zhǎng)繁殖，提高污染物的去除率，從而提高綜合處理效果。