畜禽養(yǎng)殖污水處理分析(一)
2021-11-01 來自: 環(huán)保水圈 瀏覽次數(shù):1052
畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化集中飼養(yǎng)方式,有利于提高飼養(yǎng)技術(shù)、防疫能力和管理水平,與傳統(tǒng)方式即農(nóng)戶分散飼養(yǎng)相比,規(guī)模化飼養(yǎng)可大大提高生產(chǎn)效率和飼料轉(zhuǎn)換率,降低生產(chǎn)成本,增加經(jīng)濟(jì)效益。但畜禽規(guī)模化飼養(yǎng)也造成糞尿過度集中和沖洗水大量增加,給生態(tài)環(huán)境帶來壓力。據(jù)環(huán)境保護(hù)總局對(duì)全國(guó) 23 個(gè)省(區(qū))、 市規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染狀況調(diào)查表明,畜禽糞便產(chǎn)生量為工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4 倍,畜禽糞便化學(xué)需氧量(COD)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國(guó)工業(yè)廢水和生活污水化學(xué)需氧量排放量之和。許多地區(qū)畜禽養(yǎng)殖帶來的污染已經(jīng)或正在成為當(dāng)?shù)丨h(huán)境主要污染源。目前畜禽養(yǎng)殖所帶來的嚴(yán)重污染已引起政府、養(yǎng)殖場(chǎng)業(yè)主、污染治理研究和設(shè)計(jì)者的重視,相繼開發(fā)了不同處理工藝,并建立了各式養(yǎng)殖廢水處理工程,主要有還田模式、自然處理模式和工業(yè)化處理模式。目前畜禽養(yǎng)殖廢水處理常的用有還田模式、自然處理模式、工業(yè)化處理模式。
一、還田模式
還田模式是畜禽養(yǎng)殖廢水處理中早期的模式。畜禽糞便污水還田作肥料為傳統(tǒng)而經(jīng)濟(jì)有效的處置方法,可使畜禽糞尿不排往外界環(huán)境,達(dá)到污染物零排放。既可有效處置污染物,又能將其中有用的營(yíng)養(yǎng)成分循環(huán)于土壤 - 植物生態(tài)系統(tǒng)中,家庭分散戶養(yǎng)畜禽糞便污水處理均采用該法。該模式適用于遠(yuǎn)離城市、 土地寬廣且有足夠農(nóng)田消納糞便污水的經(jīng)濟(jì)落后地區(qū),特別是種植常年需施肥作物的地區(qū),要求養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模較小。
還田模式主要優(yōu)點(diǎn)一是污染物零排放、實(shí)現(xiàn)資源化,可減少化肥施用量,提高土壤肥力;投資省,不耗能,毋需專人管理,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等。其存在的主要問題一是需要大量土地利用糞便污水,每萬頭豬場(chǎng)至少需 7hm土地消納糞便污水,故其受條件所限而適應(yīng)性弱;
二是雨季及非用肥季節(jié)考慮糞便污水或沼液的出路;
三是存在著傳播畜禽疾病和人畜共患病的危險(xiǎn);
四是不合理的施用方式或連續(xù)過量施用會(huì)導(dǎo)致 NO-3 、P 及重金屬沉積,成為地表水和地下水污染源之一;
五是惡臭以及降解過程所產(chǎn)生的氨、硫化氫等有害氣體釋放對(duì)大氣環(huán)境構(gòu)成污染威脅。
經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的美國(guó)約百分之九十的養(yǎng)殖場(chǎng)采用還田方法處理畜禽廢棄物。鑒于畜禽糞尿污染的嚴(yán)重性和處理難度,英國(guó)和其他歐洲已開始改變飼養(yǎng)工藝,由水沖式清洗糞尿回歸到傳統(tǒng)的稻草或作物秸稈鋪墊吸收糞尿,然后制肥還田。日本曲徑探尋 10 多年后,于 20 世紀(jì) 70 年代始又大力推廣糞便污水還田。說明還田模式仍有較強(qiáng)的生命力。我國(guó)上海地區(qū)在治理畜禽養(yǎng)殖污染過程中,經(jīng)過近 10 年的達(dá)標(biāo)治理實(shí)踐,又回到還田利用的綜合處理模式中。美國(guó)糞便污水還田前一般未經(jīng)專門厭氧消化裝置厭氧發(fā)酵,而是貯存后直接灌田。由于擔(dān)心傳播畜禽疾病和人畜共患病,畜禽糞便廢水經(jīng)過生物處理之后再適度應(yīng)用于農(nóng)田已成為新趨勢(shì)。德國(guó)等歐洲則將畜禽糞便污水經(jīng)過中溫或高溫厭氧消化后再進(jìn)行還田利用,以達(dá)到殺滅寄生蟲卵和病原菌的目的。我國(guó)一般采用厭氧消化后再還田利用,可避免有機(jī)物濃度過高而引起的作物爛根和燒苗,同時(shí)經(jīng)過厭氧發(fā)酵可回收能源CH 4 ,減少溫室氣體排放,且能殺滅部分寄生蟲卵和病原微生物。國(guó)外對(duì)畜禽糞便污水還田利用的研究主要側(cè)重于評(píng)估以及減少風(fēng)險(xiǎn)的措施。我國(guó)該方面研究則主要著眼于畜禽糞便污水厭氧消化液(沼液)的正面影響即改良土壤及增產(chǎn)效果,而對(duì)其副作用即長(zhǎng)期施用所產(chǎn)生的危害尚未引起足夠重視。
二、自然處理模式
自然處理模式主要采用氧化塘、土地處理系統(tǒng)或人工濕地等自然處理系統(tǒng)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)糞便污水進(jìn)行處理,適用于距城市較遠(yuǎn)、氣溫較高且土地寬廣有灘涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然處理系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū),要求養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模中等。
自然處理模式主要優(yōu)點(diǎn)一是投資較省,能耗少,運(yùn)行管理費(fèi)用低;
二是污泥量少,不需要復(fù)雜的污泥處理系統(tǒng);
三是地下式厭氧處理系統(tǒng)厭氧部分建于地下,基本無臭味;
四是便于管理,對(duì)周圍環(huán)境影響小且無噪音;
五是可回收能源 CH 4 。
其主要缺點(diǎn)一是土地占用量較大;
二是處理效果易受季節(jié)溫度變化的影響;
三是建于地下的厭氧系統(tǒng)出泥困難,且維修不便;
四是有污染地下水的可能。
該模式在美國(guó)、澳大利亞和東南亞一些應(yīng)用較多,且國(guó)外一般未經(jīng)厭氧處理而直接進(jìn)入氧化塘處理畜禽糞便污水,往往采用多級(jí)厭氧塘、兼性塘、好氧塘與水生植物塘,污水停留時(shí)間長(zhǎng)(水力停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 600d) ,占地面積大,多數(shù)情況下氧化塘只作為人工濕地的預(yù)處理單元。歐洲及美國(guó)較多采用人工濕地處理畜禽養(yǎng)殖廢水,美國(guó)自然資源保護(hù)服務(wù)組織(NRCS)編制了養(yǎng)殖廢水處理指南,建議人工濕地生化需氧量(BOD 5 )負(fù)荷為 73kg / h㎡ ·d,水力停留時(shí)間至少 12d。墨西哥灣項(xiàng)目(GMP)調(diào)查收集了 68 處共 135 個(gè)中試和生產(chǎn)規(guī)模的濕地處理系統(tǒng)約 1300 個(gè)運(yùn)行數(shù)據(jù),并建立了養(yǎng)殖廢水濕地處理數(shù)據(jù)庫(kù),發(fā)現(xiàn)污染物平均去除效率生化需氧量(BOD 5 )為百分之六十五,總懸浮物百分之五十三。人工濕地存在的主要問題是堵塞,而引起堵塞的主要原因是懸浮物,微生物生長(zhǎng)的影響卻很小。避免堵塞的方法主要有加強(qiáng)預(yù)處理、交替進(jìn)水和濕地床輪替休息,近年還發(fā)展了“潮汐流”以及反粒級(jí)(上大下小)等避免堵塞。我國(guó)南方地區(qū)如江西、福建和廣東等省也多應(yīng)用自然處理模式,但大多采用厭氧預(yù)處理后再進(jìn)入氧化塘進(jìn)行處理,厭氧處理系統(tǒng)分地上式和地下式,氧化塘為多級(jí)塘串聯(lián)。我國(guó)在人工濕地處理養(yǎng)殖廢水方面進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用,主要著眼于植物篩選和處理效果的考察,而在氧化塘以及人工濕地處理養(yǎng)殖廢水設(shè)計(jì)中,一般參照氧化塘或人工濕地處理其他污水的資料作為設(shè)計(jì)依據(jù)或者隨意設(shè)計(jì),但針對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水,其氧化塘、人工濕地究竟需要多大面積,出水才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),季節(jié)溫度變化對(duì)自然處理系統(tǒng)效果的影響等方面尚缺乏深入研究和規(guī)范可依。