規模化養豬場廢水處理分析

趙方圓

（安徽科澤華盛環境技術有限公司，合肥 230000）

近年來，隨著居民生活水平的提升，為更好地滿足群眾的生活需要，生豬養殖朝著集約化、規模化的方向發展。據統計，截至2019年6月30日，我國生豬存欄量超過3億頭，達到3.476億頭。規模化生豬養殖創造了巨大的經濟效益，但由此所產生的環境污染問題值得關注。規模化生豬養殖產生的大量養殖廢水、生豬排泄物會直接影響生豬養殖場周邊的土壤、大氣和水環境，處理不當會給周邊環境造成污染，尤其是生豬排泄物會增加周圍水體生態系統的硝酸鹽含量[1]。因此，在發展規模化養豬產業，滿足居民生活需要的基礎上，強化養豬場廢水防治工藝研究，并提出資源化、無害化處理對策，具有積極的經濟意義和環保意義。

1 規模化養豬場廢水特征

規模化養豬場廢水主要是指豬排泄物與豬舍沖洗水的混合物[2]。據估計，一頭豬的年排泄量約為2.5 t，按照中等規模（500頭）的養殖場估算，一年所產生的排泄量將達到1 250 t，加上清潔豬舍等場所產生的廢水，每年由此產生的養豬場廢水規模龐大。根據養豬場廢水水質檢測結果，其主要呈現出五大特征。

1.1 有機污染物負荷高

規模化養豬場每年產生大量廢水，其中含有較多的懸浮物（SS）、氨氮（NH3-N）及有機物，固液混雜，污染物含量高。一般來說，化學需氧量（CODCr）保持在13 000～18 000 mg/L，五日生化需氧量（BOD5）保持在600～8 000 mg/L。排泄物中氮、磷含量大，未經處理直接排入水體會加劇水體富營養化，影響河流生態系統的物種均衡分布。水中的氮常以硝酸鹽形式存在，含有殘留獸藥及病原體，損害生物健康。

1.2 沖擊負荷大

規模化養豬場廢水排放時間較為集中，一般會按照固定時間集中排放廢水，其中含有大量污染物[3]。其他時間段，規模化養豬場廢水排放量較小。因此，廢水處理系統要具有較強的抗負荷能力和廢水量調節能力。

1.3 污染物種類多

從水質檢測結果來看，規模化養豬場廢水含有大量致病菌，其污染物種類多，成分復雜。廢水不僅含有氮、磷等容易造成水體富營養化的物質，還含有銅、硒、砷、汞等重金屬元素。此外，養豬過程中還會使用抗氧化劑、抗生素等，經養豬場清洗后，其殘留物會直接排入周邊水體。炭疽、大腸桿菌等人畜共患病原菌存于廢水中，直接威脅人體健康。

1.4 處理難度大

規模化養豬場廢水含有大量有機懸浮物，固液混雜，黏稠度大。大量飼料殘渣、豬糞等有機物經直接沖洗進入廢水中，飼料殘渣、糞渣等懸浮物易堵塞管道，使得廢水處理難度較大。

1.5 可生化性好

規模化養豬場廢水BOD5/CODCr約為0.40∶1.00，符合生物降解條件，較高的BOD5/CODCr使廢水具有良好的可生化性。

2 規模化養豬場廢水處理工藝

目前，規模化養豬場廢水處理工藝主要包括物理-化學處理工藝、生物處理工藝和自然處理工藝三類。

2.1 物理-化學處理工藝

物理-化學處理工藝集合了物理工藝與化學工藝的優勢，可以應用于規模化養豬場廢水處理中。格柵、固液分離及沉淀等均屬于物理工藝，能夠對廢水中的有機質、糞渣等進行預處理；化學工藝則是將藥劑投加到物理工藝處理后的廢水中，對其進行混凝處理，從而達到較為徹底的處理效果[4]。但化學工藝使用藥劑，易產生二次污染。規模化養豬場廢水懸浮物含量高，可采用機械固液分離法、氣浮法、沉淀法等工藝，實現廢水的預處理，再選用顆粒活性炭填充生物過濾器，處理固液分離時廢水中的氨氣、硫化物等污染物。綜上，針對廢水水質特點，規模化養豬場可選用物理-化學處理工藝，達到預期處理效果。

2.2 生物處理工藝

2.2.1 好氧工藝

好氧工藝可以利用微生物在好氧條件下分解規模化養豬場廢水中的有機物，合成活性污泥，可生物降解的有機物最終被完全氧化為簡單的無機物。序批式活性污泥法是好氧工藝的主要形式，該工藝具有反應靈敏、自動化程度高、流程簡便、易于操作、污泥絲狀膨脹控制效果好等特點，可以廣泛應用于規模化養豬場廢水處理中。

2.2.2 厭氧工藝

厭氧工藝可以處理規模化養豬場廢水，其利用豬糞中的氨基酸、糖作為基料，使厭氧微生物在基料中充分繁殖、發酵，從而降解廢水污染物。其中，乳酸用來發酵含水量較低的糞料；沼氣發酵則用來處理含水量較高的糞料。其顯著優勢在于通過高濃度有機廢水的直接處理，實現資源回收再利用。但其不足是有機物降解率較低，經厭氧工藝處理后，廢水仍然殘留大量有機物，氮磷污染物處理難以達到預期效果。

2.2.3 厭氧-好氧組合工藝

厭氧-好氧組合工藝可以有效處理規模化養豬場廢水，具有較強的推廣應用價值[5]。將其應用于規模化養豬場廢水處理時，若缺少易降解有機物，則會影響工藝運行效果，使得堿度失衡，氨氮、CODCr的去除都難以達到預期。通常，厭氧-好氧組合工藝還需要借助外源有機物來增強處理效果，但這樣會增加處理成本。

2.3 自然處理工藝

2.3.1 穩定塘

穩定塘利用人工修筑或者自然形成的池塘處理規模化養豬場廢水，廢水經穩定塘代謝作用，可以實現污染物降解。目前，穩定塘在南方水系較為發達的區域應用較為廣泛，常與好氧、厭氧等工藝組合使用，廢水CODCr去除率能夠達到70%左右。穩定塘可以與活性污泥法好氧池相結合，有效提升廢水CODCr處理效果。

2.3.2 人工濕地

人工濕地集合了生物工藝、化學工藝及物理工藝的技術特點，其對規模化養豬場廢水的處理效果較好。該工藝具有較強的除磷除氮功效，費用低，適用性較強。但人工濕地易受到氣候影響，當前研究的重點在于植物篩選。

3 規模化養豬場廢水處理案例分析

2020年，某鄉鎮通過招商引資，引入一個2 000頭規模化養豬場項目。根據養殖規模、廢水排放量和預期處理目標，該養豬場選用“厭氧+生化+氧化塘”復合工藝處理廢水。首先將圈舍沖洗廢水和排泄物全部收集起來，利用固液分離機對廢水糞污進行固液分離，利用厭氧技術將沼液廢水進一步生化、沉淀處理，然后對廢水進行消毒、脫色，并將其統一排入氧化塘，達標后外排，用作灌溉用水。

3.1 工藝分析

集水池單元設置擋板，用以收集規模化養豬場廢水。固液分離機將廢水中的豬毛、飼料等固體物分離，減輕后續處理負荷，避免廢水處理泵堵塞。厭氧池用以處理固液分離后的廢水，進行進一步的水解酸化，降低廢水有機物含量。其選用高分子長鏈有機物對有機物進行斷鏈，將其進一步分解成小分子有機物，提高有機物的易降解性。生化池選用（厭氧-缺氧-好氧）A2/O工藝。沉淀池用以處理廢水中的脫落細菌，并添加絮凝劑、混凝劑來分解廢水中的絮體，經沉淀后實現泥水分離。沉淀后的污泥回流至厭氧好氧（A/O）工藝段，然后用車輛將污泥運至車間，為有機肥生產提供原料，從而實現污染物的資源化利用。在規模化養豬場附近修建一座二級氧化塘（一級厭氧氧化塘串聯二級好氧氧化塘），泥水分離后的出水經消毒處理，排入氧化塘，氧化塘內種植美人蕉、蘆葦等水生植物，經氧化塘進一步處理，出水作為農業灌溉水源。

3.2 處理效果

實踐表明，“厭氧+生化+氧化塘”復合工藝對該養豬場廢水的處理效果十分顯著。進水CODCr、BOD5、SS、NH3-N和總磷（TP）分別為5 500 mg/L、1 100 mg/L、1 400 mg/L、550 mg/L和80 mg/L，經集水池、固液分離、厭氧池、沉淀池和一、二級氧化塘處理后，出水CODCr、BOD5、SS、NH3-N和TP分別達到70 mg/L、18 mg/L、16 mg/L、53.3 mg/L和30.2 mg/L。各處理單元的廢水處理效果如表1所示。

表1 規模化養豬場廢水處理效果

4 結語

規模化養豬場會排放大量廢水，其有機污染物負荷高，處理難度大。因此，規模化養豬場需要根據廢水的排放量、污染物含量以及經濟因素等，選擇適當的處理工藝，以獲得最佳環境效益和經濟效益。