一、 畜禽養殖業的污染現狀

　　畜禽養殖業是我國農業和農村經濟的重要組成部分,但隨著畜禽養殖業大力發展也給環境帶來了嚴重的污染問題, 這不僅影響了農村經濟的可持續發展, 而且還危及生態環境安全,現環境污染 已成為人們普遍關注的問題。畜禽養殖場產生的糞便和污水造成地表水、 地下水、 土壤和環境空氣的嚴重污染, 直接影響著人們的身體健康和生活質量。畜禽養殖場未經處理的污水中含有大量污染物質, 其污染負荷很高, 各類畜禽糞尿排泄系數見表 1 。這種高濃度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。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, 甚至喪失其使用功能, 同時危及周邊生活用水水質。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 , 造成減產和死亡。

　　為控制畜禽養殖業產生的廢水、 廢渣和惡臭對環境的污染, 國家環境保護總局發布了《 畜禽養殖業污染物排放標準》 , 著手治理畜禽養殖場和養殖區的污染難題。這一標準旨在鼓勵生態養殖, 推動畜禽養殖業可持續健康發展; 促進畜禽場在廢棄物處理過程中考慮資源化利用, 減少末端污染物處理量。畜禽養殖業污染物排放標準見表 2 。

　　二、畜禽養殖廢水的預處理

　　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。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。 沉淀法是在重力作用下將重于水的懸浮物從水中分離出來的處理工藝, 是廢水處理中應用最廣的方法之一。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。篩網是篩濾所用的設施, 廢水從篩網中的縫隙流過, 而固體部分則憑機械或其本身的重量, 截流下來, 或推移到篩網的邊緣排出。常用的畜禽糞便固液分離篩網有固定篩、振動篩和轉動篩。此外, 還有常用的機械過濾設備如自動轉鼓過濾機、轉輥壓濾機、 離心盤式分離機等。

　　三、 畜禽養殖廢水的主要處理技術

　　3.1 自然處理法

　　自然處理法時畜禽養殖廢水處理技術最傳統的方法。自然處理法是利用天然水體、土壤和生物的物理、 化學與生物的綜合作用來凈化污水。其凈化機理主要包括過濾、 截留、 沉淀、 物理和化學吸附、 化學分解、 生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生態系統中物種共生、 物質循環再生原理、 結構與功能協調原則, 分層多級截留、 儲藏、 利用和轉化營養物質機制等。這類方法投資省、 工藝簡單、 動力消耗少 , 但凈化功能受自然條件的制約。 自然處理的主要模式有氧化塘、 土壤處理法、 人工濕地處理法等。氧化塘又稱為生物穩定塘 , 是一種利用天然或人工整修的池塘進行污水生物處理的構筑物。 其對污水的凈化過程和天然水體的自凈過程很相似 , 污水在塘內停留時間長 , 有機污染物通過水中微生物的代謝活動而被降解 , 溶解氧則由藻類通過光合作用和塘面的復氧作用提供 , 亦可通過人工曝氣法提供。作為環境工程構筑物 , 氧化塘主要用來降低水體的有機污染物 ,提高溶解氧的含量 , 并適當去除水中的氮和磷 , 減輕水體富營養化的程度。土壤處理法不同于季節性的污水灌溉, 是常年性的污水處理方法。 將污水施于土地上, 利用土壤 - 微生物 - 植物組成的生態系統對廢水中的污染物進行一系列物理的、 化學的和生物凈化過程, 使廢水的水質得到凈化, 并通過系統的營養物質和水分的循環利用,使綠色植物生長繁殖, 從而實現廢水的資源化、 無害化和穩定化。人工濕地可通過沉淀、 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去除廢水中的懸浮物、 有機物、 氮、 磷和重金屬等。 近年來, 人工濕地的研究越來越受到重視, 葉勇等利用紅樹植物木欖和秋茄處理牲畜廢水營養鹽 N 、 P , 結果表明兩種植物對N 、 P 的去除效果較好 。廖新俤 , 駱世明分別以香根草和風車草為植被 , 建立人工濕地 , 隨季節不同 , 對污染物的去除率不同 , COD Cr 去除率可達 90% 以上 , BOD 5可達 80% 以上。由于自然處理法投資少 , 運行費用低 , 在有足夠土地可利用的條件下 , 它是一種較為經濟的處理方法 , 特別適宜于小型畜禽養殖場的廢水處理。

　　3.2 厭氧處理技術

　　20 世紀 50 年代出現了厭氧接觸法 (anaerobiccontact process) 工 藝 , 此 后 隨 著 厭 氧 濾 器 A F(anaerobic filter) 和上流式厭氧污泥床 UASB (Upflowanaerobic sludge bed) 的發明, 推動了以提高污泥濃度和改善廢水與污泥混合效果為基礎的一系列高負荷厭氧反應器的發展 , 并逐步應用于禽畜污水處理中。厭氧處理特點是造價低, 占地少, 能量需求低, 還可以產生沼氣 ; 而且處理過程不需要氧 , 不受傳氧能力的限制 , 因而具有較高的有機物負荷潛力 , 能使一些好氧微生物所不能降解的部分進行有機物降解。常用的方法有 : 完全混合式厭氧消化器、 厭氧接觸反應器、 厭氧濾池、 上流式厭氧污泥床、 厭氧流化床、 升流式固體反應器等。 鄧良偉、 陳鉻銘用內循環厭氧反應器( IC ) 工藝處理豬場廢水 , 其 TP 去除率達53.8% ,COD 去除率達 80.3% ,BOD 5 去除率達 95.8% ,SS 去除率達 78% , 沼氣產氣率達 1.5～ 3 m 3 · d -1 。 張國治等選用小球藻、 顫藻等藻類 , 采用懸浮藻類法和固定藻類法兩種工藝 , 對豬糞厭氧廢液進行凈化處理, 也取得了較好的效果。目前國內養殖場廢水處理主要采用的是上流式厭氧污泥床及升流式固體反應器工藝。 近年來 , 學者對各種厭氧反應器研究較多 , 認為新型超高效厭氧反應器處理豬場污水有機污染物有廣闊的前景。