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畜禽养殖废水处理技术浅析

发布时间:2019-06-28 16:41人气:

近年来,随着我国经济的不断发展和农业结构的调整,规模化畜禽养殖业发展迅速,并已成为我国农村经济发展中的重要支柱。规模化畜禽养殖具有许多优点,它可以缩短畜禽养殖的生长周期、提高产量、节约成本、便于管理;但是,规模化畜禽养殖产生大量畜禽废水,带来一系列的环境污染问题,且污染相对集中,处理困难。

畜禽养殖废水的直接排放不仅会污染地表水体,引起水体富营养化,还会对地下水和农田生态系统造成破坏,甚至危害人体健康。国内外已开发出多种禽养殖废水处理技术,对这些技术进行分析和总结,对于推动我国畜禽养殖废水处理技术的进步非常重要。

1畜禽养殖废水特点与污染现状

畜禽养殖废水处理难度大。其特点主要如下:(1)COD、SS、NH3-N含量高;(2)可生化性好,沉淀性能好;(3)水质水量变化大;(4)含有致病菌并有恶臭。畜禽养殖业发展迅速。

目前,我国每年产生畜禽粪便约45亿吨,其化学需氧量(COD)超过我国工业废水和生活污水之和。因此畜禽养殖污染已经是继工业污染、生活污染之后的第三大污染源。而畜禽养殖废水的处理则是其中的重点。

2畜禽养殖废水处理技术

为控制畜禽养殖废水直接外排对环境的破坏,目前畜禽养殖废水的处理技术可分为物化处理技术和生物处理技术两大类。

2.1物化处理技术

(1)吸附法。该法的关键是吸附介质的选取,目前常用沸石等作为介质。钱锋等采用吸附-过滤法对实际养猪废水进行预处理,以稻草-沸石双层滤料为过滤介质,在5m/h的滤速下,COD、NH3-N和磷的最高去除率分别达47.9%、72.9%和50.1%,还能去除一定量的小分子有机物和臭味,同时附着有大量固体有机物的稻草和吸附有氨氮、磷的沸石,经过处理后可作为土壤改良剂或肥料,但该法对于吸附饱和的过滤介质必须严格处理,避免造成二次污染。

(2)磁絮凝沉淀。崔丽娜等通过投加磁种和絮凝剂进行磁絮凝分离反应,处理猪场废水,实验条件下,COD为3232mg/L的猪场废水样,去除率最高可达61.02%。该技术工艺流程简单、沉降性好、处理周期短,但会产生大量的化学污泥。

2.2生物处理技术

生物处理技术是目前处理畜禽养殖废水的常用技术,包括厌氧处理法、好氧处理法和厌氧-好氧联合处理法等。

(1)厌氧处理法。厌氧处理法适用于处理含高浓度有机物的畜禽养殖废水。常见的有厌氧折流板反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)、微生物燃料电池(MFC)等。

ABR的COD容积负荷较高,水力停留时间较长,能实现含高浓度有机物废水的处理。UASB是废水厌氧处理的常用技术,工程实践多,运行稳定且效果好,反应器内含颗粒污泥,处理畜禽养殖废水具有高效、经济、占地面积小等特点,MFC对于有机物的去除率也较高,适用于含高浓度有机物废水的处理。

厌氧处理技术在处理含高浓度有机物废水的领域应用广泛,如制药、化工、养殖废水的处理,COD去除率高且占地少。但厌氧处理出水不能达标,若反应器不密闭常有臭味产生,因此厌氧出水需进一步处理,常采用好氧处理技术。

(2)好氧处理法。常见的畜禽养殖废水好氧处理技术包括SBR、SBBR、生物膜法、生物滤池、MBBR、MBR及A/O法等。

序批式活性污泥法(SBR)有良好的脱碳、脱氮效果,COD和NH3-N去除率均达到90%以上,它可实现自动化控制,占地面积少,有多种变型工艺,如ICEAS工艺、CAST工艺、DAT-IAT工艺等,是畜禽养殖废水处理的常用工艺;序批式生物膜反应器(SBBR)反应器具有生物量高,占地少,脱碳、脱氮效果好等优点;

好氧颗粒污泥沉降性能好,生物量高,能承受高有机负荷,脱碳、脱氮效果较好,适用于畜禽养殖废水的处理,但在理论和实际应用中的具体工艺技术需要进一步研究;生物滤池需要选择适宜的填料,脱氮效果较好;MBBR工艺是一种新型高效的污水处理方法,兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点;

MBR具有较长的污泥龄和较高的污泥浓度,脱碳、脱氮效果较好,但如何减缓膜污染仍是MBR发展和实现工程应用的瓶颈,研究表明:投加适宜的载体,以及培养颗粒污泥都是减缓MBR膜污染的有效途径;A/O法工艺流程简单、装置少、不需要外加碳源,技术成熟。

以上各种好氧工艺对COD、NH3-N等均有较高的去除率,在实践中要充分考虑各自的适用条件,如SBR、SBBR具有占地小的特点,适合用地紧张情况下高浓度有机废水的处理;膜法技术中膜的污染是个难点,需要经常清洗、更换,投资和运行费用较高,中小型养殖场不易承受。

(3)厌氧(缺氧)-好氧联合处理技术。

单独的厌氧或好氧处理无法实现畜禽养殖废水的达标外排,结合它们各自的优势,大多数畜禽养殖场采用厌氧(缺氧)-好氧联合处理工艺。

厌氧-好氧联合处理法既克服了好氧处理能耗大和占地面积大的不足,又克服了厌氧处理达不到要求的缺陷,具有投资少、运行费用低、净化效果好、能源环境综合效益高等优点,特别适合于规模化畜禽养殖场污水的处理。

3结语

畜禽养殖废水污染控制是目前环保行业关注的重点,应从“防”、“治”两方面着手,关闭小型养殖场,建立集约化、规模化畜禽养殖场,建成有效、经济的畜禽养殖场废水处理系统,加大政策的推行和实施力度,促进高效低耗的厌氧-好氧组合处理技术的应用,为解决畜禽养殖废水污染提供有效可行的途径。

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