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摘要：随着我国经济的快速发展，养殖行业发展迅速，规模化养殖场和密集养殖区越来越多，畜禽养殖产生的废水因具有高COD、高氮磷等特点，对于废水的处理逐步规范，工程化的废水处理工艺不仅投资运行成本高，且对废水中的氮磷等营养物质加以回收利用，需要针对不同的养殖规模、场周边环境特点来综合选择废水的处理工程模式。
关键词：废水处理；去除率；工程应用
引言
我国畜禽养殖业发展迅速，规模庞大，且畜禽养殖废水具有CODCr，NH3-N，SS等特点，它既是污染源，也是宝贵的资源，按照减量化、无害化、资源化利用的处理原则，以环境质量为基准，结合实际特点，对畜禽养殖废水合理规划、综合管理。
1畜禽养殖废水的特点以及对环境的影响
畜禽养殖过程中会产生大量的粪便和废水，其中养猪场产生的废水最多，一个万头养猪场一年会产生粪尿等排泄量3万吨，其中1.3万吨粪，1.7万吨尿。养殖废水具有典型的高CODcr（化学耗氧量）、高NH3-N、高SS（悬浮物）“三高”特征，以某市为例，2016年全市生猪饲养量约101.13万头，如果都采用水冲粪方式冲洗猪舍，按每头每天平均用水量35-40L计算，每年将产生1292-1476万吨的废水，另一方面，畜禽养殖废水的处理首先应考虑种养结合，做到资源化利用最大化。
2畜禽养殖废水处理方法研究及工程应用
2.1好氧生物处理法
好氧生物处理法主要包括活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、序批式活性污泥（SBR）、A/O及氧化沟等。好氧生物处理法对畜禽养殖废水的处理效果好，BOD5去除率高，污水净化彻底，由于需要曝气，能耗较大，产生的污泥量大，对运行标准和操作条件要求高。
2.2厌氧-好氧组合工艺
单独的厌氧或者好氧处理无法实现畜禽养殖废水的达标排放，目前无论是试验研究还是工程应用，均采用厌氧-好氧为主体的组合工艺。从研发的角度出发，针对ABR-MABR耦合工艺对畜禽养殖废水的同步启动进行研究发现：CODCr平均去除率可达89%，NH3-N去除率可达60％以上。采用UASB-SBBR组合工艺对畜禽养殖废水进行处理，COD的平均去除率达97.3%，NH3-N的去除率为97.4%，并实现了以短程硝化反硝化为主的生物脱氮。采用升流式厌氧滤床（AUBF）-MBR反应器处理养猪场废水，其COD和NH3-N的平均去除率为91%和60%。从工程应用的角度出发，EGSB-生物接触氧化法MBR组合工艺被用来处理广州某规模化养殖场，废水水量为100m3/d，稳定运行后COD和NH3-N去除率高，分别达到96.16%和91.97%，该项目一次性投资133万元，运行成本总计2.43元/m3，该工艺的建设成本和运行成本均偏高。而使用水解酸化-中温UASB-生物接触氧化-人工湿地工艺处理江西某规模化养猪场养殖废水，水量为400m3/d，一次性投资360万元，运行成本为0.85元/m3，该组合工艺虽然行成本低，但占地面积大。某市环境保护科学研究所采用UASB生物接触氧化-氧化塘工艺处理排水量150m3/d的养殖废水，经过1年多的运行，COD去除率达96.8%，BOD5去除率达96.2%，NH3-N去除率达85.6%，该项目一次性投资47万元，运行成本总计0.6元/m3，该工艺相对来说投资建设成本均能接受，但占地面积大。上述组合处理工艺出水水质均能达到排放标准。
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2.3悬浮物的去除
废水中SS的去除主要靠沉淀、过滤作用。废水中的无机颗粒和大颗粒有机物靠自然沉淀作用就可以去除，小颗粒有机物靠微生物的降解作用去除，而小颗粒有机物（包括尺寸大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮凝体的吸附、网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀去除。废水池出水中悬浮物浓度涉及到出水SS指标，因为组成出水悬浮物的主要是活性污泥絮凝体，其本身的有机成分很高，因此对出水的CODcr、五日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）等指标也有直接影响，所以控制出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。为了降低出水中的悬浮物浓度，需要在工程中采用适当的措施，可采用适当的污泥负荷值以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用较小的二次沉淀池的表面负荷，采用较低的出水堰负荷，充分利用活性污泥悬浮层的吸附、网捕作用等。
2.4物化-生物组合工艺
尽管好氧生物工艺能在某种程度上弥补了厌氧工艺的缺陷，对有机物、氮、磷等有较高的去除率，但生物处理技术受水质水量的影响非常大，且对重金属、抗生素等的去除有限。随着畜禽养殖规模的不断扩大，畜禽养殖废水处理工艺也朝着综合处理工艺（物化-生物相结合）的方向发展。从理论的角度出发，可采用UASB+A/O+Fenton综合处理方法处理生猪养殖废水，根据该工艺在畜禽废水处理中的应用结果来看，出水效果稳定达标，经济效益较好，具有推广价值。采用“调节池+气浮池+ABR+CASS+湿地处理系统+生态塘”处理畜禽养殖废水，处理效果良好，预计运行成本约为1.17元/m3。上述理论工艺出水水质均能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。
2.5磷的去除
废水中的总磷包括：正磷酸盐、有机磷、聚磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐，其中主要以正磷酸盐、有机磷、聚磷酸盐为主，除磷方法有生物除磷法和化学除磷法。生物除磷分为三步：①厌氧区：生物除磷菌获得挥发性脂肪酸（VFAs），并将其运送到细胞内，通化成胞内碳能源存储物聚羟基丁酸/聚羟基戊酸，所需的能量来自于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解，并导致磷酸盐向体外释放。②好氧区：细菌以聚磷的形式存贮超出生长需求的磷量，通过PHB/PHV的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量以聚磷酸高能键的形式捕捉存贮，磷酸盐从溶液相中去除；合成新的贮磷菌细胞，产生富磷污泥。③剩余污泥排放：通过剩余污泥的排放，将磷从生物除磷系统除去。好氧吸收磷的前提条件是混合液必须经过磷的厌氧释放，在有效磷释放过程中，磷的厌氧释放可使微生物的好氧吸收磷的能力大大提高。好氧吸收磷的速度跟厌氧释放磷速度有关，厌氧段放磷速度大，磷释放量大，合成的PHB就多，那么在好氧段时分解PHB而合成的聚磷酸盐速度就较大，所以表现出的好氧吸收磷的速度也就大。
结语
畜禽养殖废水处理，需要结合养殖场类型、清粪工艺、水量、当地环境指标、及资源化利用等综合选择,并详细分析该模式的投资、日常运行费用和操作规程，选择多组合工艺模式，实现畜禽养殖废水处理的目的。
参考文献
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论文作者:赵赛东
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第09期
论文发表时间:2019/7/23
标签：废水论文; 畜禽论文; 工艺论文; 污泥论文; 生物论文; 磷酸盐论文; 废水处理论文; 《工程管理前沿》2019年第09期论文;