研究養(yǎng)殖牲畜污水處理技術(shù)的選擇和模式論文
摘要：通過(guò)簡(jiǎn)要介紹規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)污水處理的常用方法， 為畜禽養(yǎng)殖污水處理技術(shù)的選擇與適宜污水處理模式的構(gòu)建提供參考。
關(guān)鍵詞：畜禽； 污水； 處理技術(shù)；
隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模化、集約化的發(fā)展， 在畜禽養(yǎng)殖成本降低及養(yǎng)殖效率提升的同時(shí)， 畜禽糞便排放密度亦逐漸增加， 畜禽養(yǎng)殖污染已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的最大來(lái)源之一[1].如何解決畜禽糞污對(duì)環(huán)境的污染是當(dāng)前畜牧業(yè)亟需解決的問(wèn)題；其中， 畜禽糞污水處理成本高、工藝復(fù)雜是影響畜禽糞污處理的因素之一；因此， 除需在養(yǎng)殖中進(jìn)行“減量化”生產(chǎn)外[2], 如何對(duì)畜禽養(yǎng)殖污水進(jìn)行無(wú)害化處理亦尤為關(guān)鍵；特別在畜禽養(yǎng)殖糞污的“達(dá)標(biāo)排放”模式中， 畜禽養(yǎng)殖污水處理方法及技術(shù)的選擇是決定畜禽糞污水處理成本及工藝的重要因素[3].因此， 本文簡(jiǎn)要介紹規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)污水處理的常用方法， 為畜禽養(yǎng)殖糞污的處理提供參考。
目前的污水處理技術(shù)主要分為物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)和自然處理技術(shù) （圖1） .
一般污水的處理工藝模式都由這四個(gè)技術(shù)單元依次或重復(fù)交叉組成， 同類(lèi)技術(shù)單元所采用的具體技術(shù)主要根據(jù)所處糞水處理階段需求進(jìn)行合理選擇[3].
1、物理技術(shù)
物理技術(shù)如格柵、篩網(wǎng)、固液分離、沉淀、過(guò)濾、氣浮及膜濃縮等為養(yǎng)殖污水處理的常見(jiàn)技術(shù)；物理技術(shù)一般放置于污水處理技術(shù)流程中的最前端， 如通過(guò)格柵、篩網(wǎng)、固液分離、沉淀等去除污水中的懸浮或固體物質(zhì)， 便于后續(xù)的處理。
其中， 氣浮法是向污水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生氣泡， 利用高度分散的微小泡黏附污水中密度小于或接近于水的微小顆粒污染物， 形成氣浮體， 從而上浮到水面， 以分離去除水中細(xì)小顆粒， 實(shí)現(xiàn)固液分離的一種方法；其可以有效降低水中某些污染物質(zhì)， 是具有物理處理功能， 同時(shí)又具有化學(xué)絮凝功能的一種方法[4].而膜濃縮分離技術(shù)是在20世紀(jì)初出現(xiàn)， 20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門(mén)分離新技術(shù)。膜的孔徑一般為微米級(jí)， 依據(jù)其孔徑的不同 （或稱(chēng)為截留分子量） , 可將膜分為微濾膜 （MF） 、超濾膜 （OF） 、納濾膜 （NF） 和反滲透膜 （RO） 等。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能。因此， 被廣泛用作養(yǎng)殖糞水的濃縮和生化處理法中污泥與出水的分離[5].
2、生物技術(shù)
生物技術(shù)是污水處理中常用技術(shù)， 主要依據(jù)微生物進(jìn)行污水的處理， 依據(jù)微生物的種類(lèi)主要分為好氧生物處理及厭氧生物處理技術(shù)。
2.1 好氧生物處理技術(shù)
好氧生物處理技術(shù)是利用好氧微生物 （包括兼性微生物） 在有氧氣存在的`條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物， 使其穩(wěn)定、無(wú)害化的處理方法。主要包括活性污泥法及生物膜法兩大類(lèi)。
活性污泥法是污水生物處理的一種方法。該法是在人工充氧條件下， 對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)， 形成活性污泥[6].利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用， 以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離， 大部分污泥再回流到曝氣池， 多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)的一種處理方法， 典型的活性污泥法是由初沉池、曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成， 其具體流程如圖2所示。
生物膜法是在充分供氧條件下， 利用生物膜進(jìn)行污水處理的一種方法[7].生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類(lèi)等組成的生態(tài)系統(tǒng)， 其附著的固體介質(zhì)稱(chēng)為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。在污水處理構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)置微生物生長(zhǎng)聚集的載體 （一般稱(chēng)填料） , 在充氧的條件下， 微生物在填料表面聚附著形成生物膜， 經(jīng)過(guò)充氧的污水以一定的流速流過(guò)填料時(shí)， 生物膜中的微生物吸收分解水中有機(jī)物， 使污水得到凈化， 同時(shí)微生物得到增殖， 生物膜隨之增厚。當(dāng)生物膜增長(zhǎng)到一定厚度時(shí)， 向生物膜內(nèi)部擴(kuò)散的氧受到限制， 其表面仍是好氧狀態(tài)， 而內(nèi)層則會(huì)呈缺氧甚至厭氧狀態(tài)， 并最終導(dǎo)致生物膜的脫落。隨后， 填料表面還會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)新的生物膜， 周而復(fù)始， 使污水得到凈化[7].
2.2 厭氧生物處理技術(shù)
厭氧生物處理技術(shù)是污水處理中常用的一種方法， 是在厭氧條件下， 兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過(guò)程， 又稱(chēng)為厭氧消化處理技術(shù)。畜禽糞水有機(jī)物濃度高， 且碳、氮比例適中， 厭氧處理產(chǎn)氣性能較穩(wěn)定。因此， 畜禽糞便厭氧處理工程常為沼氣工程， 以便將畜禽糞便污染治理與能源開(kāi)發(fā)結(jié)合[8].
廢水厭氧生物處理 （沼氣發(fā)酵） 工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧活性污泥法包括傳統(tǒng)消化池， 如水壓式沼氣池、完全混合式厭氧反應(yīng)器 （CSTR） 、厭氧接觸工藝 （AC） 、厭氧擋板反應(yīng)器 （ABR） 、升流式厭氧污泥床 （UASB） 等；厭氧生物膜法包括厭氧生物濾池 （AF） 、厭氧流化床 （AFBR） 和厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)等[9].
2.3 厭氧-好氧組合處理技術(shù)
厭氧生物處理工藝能直接處理高濃度有機(jī)廢水， 且污泥量產(chǎn)量低， 耗能低， 運(yùn)行成本低， 但該處理技術(shù)使出水得有機(jī)物濃度高， 氮磷去除效果差， 不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。好氧生物處理工藝可使出水有機(jī)物濃度低， 氮磷去除效果較好， 但投資能耗高、運(yùn)行費(fèi)用高[9].因此， 將厭氧、好氧生物處理工藝組合技術(shù)可降低處理成本同時(shí)， 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。采用該組合可以充分利用厭氧、兼性厭氧、好氧微生物的代謝活動(dòng)分解廢水中的有機(jī)污染物， 將有機(jī)物、氮和磷等作為微生物的營(yíng)養(yǎng)被微生物利用， 最終分解為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物或合成細(xì)胞物質(zhì)而作為污泥由水中分離， 從而使廢水得到凈化[9].其常見(jiàn)技術(shù)流程如圖3所示。
3、化學(xué)技術(shù)
化學(xué)處理技術(shù)也是污水處理中常用技術(shù)， 如絮凝、電解、消毒等。但化學(xué)處理中， 有些技術(shù)成本較高， 因此需要在后續(xù)較清潔的污水中處理， 如消毒技術(shù)， 有時(shí)添加消毒劑或臭氧等對(duì)出水中仍有可能存在較多的病原微生物進(jìn)行殺滅。電解技術(shù)是利用電化學(xué)在電極反應(yīng)過(guò)程中直接或間接產(chǎn)生大量氧化能力極強(qiáng)的羥基自由基， 以達(dá)到分解有機(jī)物目的的一種方法， 電解法對(duì)于糞水中難以生物降解的有機(jī)物具有很強(qiáng)的氧化去除能力。因此， 被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖糞水好氧處理后的深度處理及消毒[10].
4、自然處理技術(shù)
自然處理技術(shù)中常見(jiàn)的是人工濕地和氧化塘系統(tǒng)。人工濕地系統(tǒng)是模仿自然生態(tài)系統(tǒng)中的濕地， 主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用， 對(duì)污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。植物是人工濕地的重要組成部分， 通常選取蘆葦、茭白、美人蕉等作為濕地植物， 具有良好的景觀和生態(tài)效應(yīng)[11].
自然處理中， 常用的另一種方法是氧化塘；氧化塘是一種利用天然凈化能力對(duì)污水進(jìn)行處理的構(gòu)筑物的總稱(chēng)。通常是將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚?建成池塘， 并設(shè)置圍堤和防滲層， 依靠塘內(nèi)生長(zhǎng)的微生物來(lái)處理污水；主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機(jī)污染物。氧化塘污水處理系統(tǒng)具有基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)和維修簡(jiǎn)單、便于操作、能有效去除污水中的有機(jī)物和病原體、無(wú)需污泥處理等優(yōu)點(diǎn)。按照塘內(nèi)微生物的類(lèi)型和供氧方式來(lái)劃分， 氧化塘可以分為厭氧塘、兼性塘、好氧塘、曝氣塘[11].
5、小結(jié)
對(duì)于大型規(guī)模化畜牧場(chǎng)， 達(dá)標(biāo)排放模式可以解決種養(yǎng)結(jié)合模式所需的土地緊缺問(wèn)題， 而畜牧業(yè)的“微利潤(rùn)”要求污水在達(dá)標(biāo)排放同時(shí)， 必須盡可能的節(jié)約污水處理成本， 簡(jiǎn)化污水處理工藝。因此， 選擇合理的畜禽養(yǎng)殖污水處理技術(shù)尤為關(guān)鍵。
污水處理技術(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)污水的成分及特點(diǎn)， 在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、資源成本的前提下， 根據(jù)糞水處理階段的技術(shù)需求， 對(duì)各物理、化學(xué)、生物及自然處理技術(shù)進(jìn)行技術(shù)選擇， 進(jìn)而構(gòu)建適宜的污水處理模式。
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