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        畜禽養殖廢水的危害及處理工藝分析



          一、畜禽養殖廢水水質特點及危害

          養殖場產生的糞污排放造成地表水、地下水、土壤和環境空氣的嚴重污染, 直接影響了人們的身體健康,而未經處理的糞污中含有大量污染物質, 若此種有機廢水直接排入或隨雨水沖刷進入江河湖庫,大量消耗水體中的溶解氧,使水體變黑發臭,造成水體污染。

          糞污水中含有大量的n、p 等營養物是造成水體富營養化的重要原因之一, 排入魚塘及河流使對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡, 嚴重者導致魚塘及河流喪失使用功能。

          養殖污水長時間滲入地下, 使地下水中的硝態氮或亞硝態氮濃度增高, 地下水溶解氧含量減少, 有毒成分增多, 導致水質惡化,嚴重危及周邊生活用水的水質。高濃度污水還可導致土壤孔隙堵塞, 造成土壤透氣、透水性下降及板結、鹽化, 嚴重降低土壤質量, 甚至傷害農作物, 造成農作物生長受阻或死亡。

          養殖廢水主要包含養殖沖洗時的糞、尿、殘余藥劑混合水以及部分生活污水,水質水量變化大,懸浮物多、有機物濃度高、氨氮濃度高、含有重金屬、致病菌并有惡臭。大量懸浮物沉淀,會使土壤孔隙堵塞,造成土壤透氣、透水性下降;高濃度有機物及氨氮,會使土壤養分失衡,導致土壤板結、鹽化,消耗水體溶解氧,會引起水體發黑、變臭;畜禽飼料常有的鋅、銅等重金屬則易在土壤中積累,導致土壤重金屬超標,影響作物生長;畜禽糞尿排泄物帶有的致病微生物、寄生蟲卵通過水源或蚊蠅傳播,易引起感染,甚至引發疫情;畜禽糞尿排泄物伴有的H2S、NH3等氣體,會產生胺、硫等惡臭氣體,嚴重影響周邊環境??傊?,畜禽養殖廢水亟待處理。

         

          二、畜禽養殖廢水主要處理技術

          畜禽養殖廢水無論以何種工藝或綜合措施進行處理,都要采取一定的預處理措施。通過預處理可使廢水污染物負荷降低,同時防止大的固體或雜物進入后續處理環節,造成設備的堵塞或破壞等。

          前處理(過濾、離心、沉淀)

          針對廢水中的大顆粒物質或易沉降的物質,畜禽養殖業采用過濾、離心、沉淀等固液分離技術進行預處理,常用的設備有格柵、沉淀池、篩網等。格柵是污水處理的工藝流程中必不可少的部分,其作用是阻攔污水中粗大的漂浮和懸浮固體,以免阻塞孔洞、閘門和管道,并保護水泵等機械設備。

          目前,凡是有廢水處理設施的養殖場基本上都是在舍外串聯2至3個沉淀池,通過過濾、沉淀和氧化分解將糞水進行處理。

          目前,畜禽養殖廢水處理技術可分為物化處理技術和生物處理技術兩大類。常見的物理處理技術有吸附法、磁絮凝沉淀、電化學氧化、Fenton氧化等。

          (1)吸附法

          該法的關鍵是吸附介質的選取,目前常用沸石等作為介質。吸附有氮、磷的沸石,經過處理后可作為土壤改良劑或肥料,但該法對于吸附飽和的過濾介質必須嚴格處理,避免造成二次污染。

          (2)磁絮凝沉淀

          該法工藝流程簡單、沉降性好、處理周期短,但會產生大量的化學污泥。

          (3)電化學氧化

          該法對氨氮的去除率較高,NH3-N的去除率可高達98%,但COD的去除率則相對較低。

          (4)Fenton氧化

          該法對于COD和色度的去除率均較高,可作為畜禽廢水深度處理技術,但該技術Fe2+用量大、H2O2的利用率不高。

          總的來說,物化處理技術對畜禽養殖廢水的COD、NH3-N、色度等有一定的去除率,可作為畜禽養殖廢水的預處理或深度處理工藝,但工程經驗不足,需要進一步的研究和實踐。

          生物處理技術是目前處理畜禽養殖廢水的常用技術→包括厭氧處理法、好氧處理法和厭氧-好氧聯合處理法等。

          

         

         

          (1)厭氧處理法

          厭氧處理法適用于處理含高濃度有機物的畜禽養殖廢水。常見的有厭氧折流板反應器(ABR)、上流式厭氧污泥床(UASB)、微生物燃料電池(MFC)等。ABR的COD容積負荷較高,水力停留時間較長,能實現含高濃度有機物廢水的處理;UASB是廢水厭氧處理的常用技術,工程實踐多,運行穩定且效果好,反應器內含顆粒污泥,處理畜禽養殖廢水具有經濟、占地面積小等特點;MFC可在實現處理污水的同時,將污水中的化學能轉化為電能,有機物的去除率也較高,適用于含高濃度有機物廢水的處理。

          厭氧處理技術在處理含高濃度有機物廢水的領域應用廣泛,COD去除率高且占地少。但厭氧處理出水不能達標,若反應器不密閉常有臭味產生,因此厭氧出水需進一步處理,常采用好氧處理技術。

          (2)好氧處理法

          常見的畜禽養殖廢水好氧處理技術包括SBR、SBBR、生物膜法、生物濾池、MBBR、MBR及A/O法等。

          序批式活性污泥法(SBR)有良好的脫碳、脫氮效果,COD和NH3-N去除率均達到90%以上,它可實現自動化控制,占地面積少,有多種變型工藝,如ICEAS工藝、CAST工藝、

          DAT-IAT工藝等,是畜禽養殖廢水處理的常用工藝;序批式生物膜反應器(SBBR)反應器具有生物量高,占地少,脫碳、脫氮效果好等優點;好氧顆粒污泥沉降性能好,生物量高,能承受高有機負荷,脫碳、脫氮效果較好,適用于畜禽養殖廢水的處理,但在理論和實際應用中的具體工藝技術需要進一步研究;生物濾池需要選擇適宜的填料,脫氮效果較好;MBBR工藝是一種新型的污水處理方法,兼具傳統流化床和生物接觸氧化法兩者的優點;MBR具有較長的污泥齡和較高的污泥濃度,脫碳、脫氮效果較好,但如何減緩膜污染仍是MBR發展和實現工程應用的瓶頸;A/O法工藝流程簡單、裝置少、不需要外加碳源,技術成熟。

          以上各種好氧工藝對COD、NH3-N等均有較高的去除率,在實踐中要充分考慮各自的適用條件。

          (3)厭氧(缺氧)-好氧聯合處理技術

          單獨的厭氧或好氧處理無法實現畜禽養殖廢水的達標外排,結合它們各自的優勢,大多數畜禽養殖場采用厭氧(缺氧)-好氧聯合處理工藝。厭氧-好氧聯合處理法既克服了好氧處理能耗大和占地面積大的不足,又克服了厭氧處理達不到要求的缺陷,具有投資少、運行費用低、凈化效果好、能源環境綜合效益高等優點,特別適合于規?;笄蒺B殖場污水的處理。

          對于含高濃度有機物的畜禽養殖廢水,厭氧-好氧聯合處理法能較好的實現有機污染物和氨氮的去除,COD去除率90%以上,且處理費用相對較低,對于畜禽養殖這種受自然與市場雙重風險影響的微利行業,尤其適用。其中厭氧消化階段去除大部分的COD;好氧過程進一步去除COD、NH3-N、SS。好氧出水再經過如人工濕地、絮凝沉淀、電化學氧化等的處理可達標外排。但是,厭氧消化的各階段處理效果很難同時達到最佳,有學者提出用水解酸化代替傳統的厭氧消化。畜禽廢水厭氧-好氧組合工藝應用的難點在于:厭氧或缺氧出水COD低,無法滿足后續好氧處理系統中微生物脫氮的需求,外加碳源量不容易控制。

          養殖廢水處理作為一個系統工程,需要遵循生態學原理,結合多種處理方法來形成科學的綜合利用,實現處理達標后循環使用養殖用水,有效改善養殖環境,減少對周邊環境的威脅


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