养殖场污水处理

养殖场污水处理

养殖业是我国农村发展的重要产业。近些年来，随着养殖规模的不断扩大、饲养数量的急剧增加，使得大量的畜禽粪便污水成为污染源，这些养殖场产生的污染如得不到及时处理，必将对环境造成极大危害，造成生态环境恶化、畜禽产品品质下降并危及人体健康，养殖业污染治理技术的滞后将严重制约养殖业的可持续发展。

据《2000年全国规模化畜禽养殖业污染情况调查工作报告》显示，我国畜禽粪便产生量很大，1999年产生总量约为19亿吨，是工业固体废弃物的2.4倍，而且畜禽粪便COD排放量已达7118万吨，远远超过工业废水与生

（GB18596—2001）、活废水COD排放量之和。针对畜禽养殖污染，我国先后发布了《畜禽养殖业污染物排放标准》

《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81—2001）、《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY/T1222－2006）、《畜禽养殖污染防治管理办法》（国家环境保护总局令第9号）等文件。福建省也由福建省环境保护局和福建省农业厅联合出台了《福建省畜禽养殖污染防治管理办法实施细则》以控制畜禽养殖污染。

发达国家对养殖场污染物的治理主要采用源头控制的对策，因为即使在对农民有巨额补贴的欧洲国家，能够采用污水处理设备的畜禽养殖场也很少，为此畜禽场面源控制，主要通过制定畜禽场农田最低配置(指畜禽场饲养量必须与周边可蓄纳畜禽粪便的农田面积相匹配)、畜禽场化粪池容量、密封性等方面的规定进行。

在日本、欧洲大部分国家，强制要求单位面积的养殖畜禽数量，使畜禽养殖数量与地表的植物及自净能力相适应。借鉴国外的经验，我国在新建畜禽养殖场时，应进行合理的规划，以环境容量来控制养殖场的总量规模，调整养殖场布局，划定禁养区、限养区和适养区，同时应加强对新建场的严格审批制度，新建场一般都要设置隔离或绿化带，并执行新建项目的环境影响评价制度和污染治理设施建设的“三同时”(养殖场建设应与污染物的综合利用、处理与处置同时设计、同时施工和同时投入使用。)制度，还可以借鉴工业污染治理中的经验，从制定工艺标准、购买设备补贴以及提高水价等方面推行节水型畜牧生产工艺，从源头上控制集约化养殖场污水量。一方面注重研究的是采取动物营养性环保措施。张云影等研究显示，降低日粮蛋白质水平2%，可使生长肥育猪的氮排出量减少约20%。有关试验表明，降低生长猪日粮蛋白质浓度，可补充赖氨酸和苏氨酸，不会影响生长性能。选用含硫低的饲料原料，配制营养合理含硫量低的日粮，仔猪的总硫和硫酸盐的排泄量可以减少约30%，可带来猪舍硫化氢气体排放的减少。在减少磷的排泄方面，研究表明，每公斤饲粮添加l000酶单位的微生物植酸酶，可将约l/3的不可利用磷转化为可利用磷，减少无机磷的添加量，从而减少猪粪便磷排出对环境的污染。在环境保护方面，已证实多阶段饲喂法可提高饲料转化率70%，猪在肥育后期，采用二阶段饲喂比采用一阶段饲喂法的氮排泄量减少8.5%。饲喂阶段分得越细，不同营养水平日粮种类分得越多，越有利于减少氮的排泄。另一方面研究是从强化管理入手，推广畜禽养殖场清洁生产技术，采用科学的房舍结构、生产工艺，实现固体和液体、粪与尿、雨水和污水三分离，降低污水产生量和降低污水氨、氮浓度。通过对生产过程中主要产生污染的环节实行全程控制，达到控制和防治畜禽养殖可能对环境的污染。

养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体，将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。由于畜禽粪尿的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。对地表水的影响则主要表现为，大量有机物质进入水体后，有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭；当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡；废水中的大量悬浮物可使水体浑浊，降低水中藻类的光合作用，限制水生生物的正常活动，使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，从而进一步加剧水体底部缺氧，使水体同化能力降低；氮、磷可使水体富营养化，富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水生动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡；粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。

对农田及作物的影响

畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促进农作物的生长。但如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用，则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响，如引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积，虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、真菌、细菌等提供营养物质和适宜的环境，但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生；此外，大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性，而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长，而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放；大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害。

矿物元素和重金属污染

一方面，在畜禽饲料中大量添加的无机磷约75%为植酸磷，由于植酸磷不能被动物吸收利用而直接排出体外，引起污染。另一方面，各饲料厂和养殖场均普遍采用高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂，由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低易随粪便排出体外进入环境，已成为我国的一大环境公害。

残留兽药的污染

在畜禽养殖过程中，为了防治畜禽的多发性疾病，常在饲料中添加抗菌素和其他药物，这些药物随饲料进入动物消化道后，短时间内进入动物血液循环，最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外，只有极少部分的药物和抗菌素残留在动物体内。大量研究表明，大多数饲料用抗菌素都有残留，只是残留量大小不同。随着科技水平的不断提高，人们发现抗生素作为饲料添加剂使用，对养殖环境已造成了严重的负面后果。首先，使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生并不断向环境中排放；其次，畜禽不断向环境中排泄这些抗生素或其代谢产物，使环境中的耐药病原菌与变异病原菌不断产生。这两者反过来又刺激生产者增加用药剂量、更新药物品种，这就造成了“药物污染环境→耐药或变异病原菌产生→加大用药剂量→环境被进一步污染”的恶

性循环。另外，畜禽产品中药物残留进入环境后，可能转化为环境激素或环境激素的前体物，从而直接破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

微生物污染

畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外，通过养殖场废物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。如果对这些粪污不进行无害化处理，大量的有害病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康。

畜禽养殖业废水处理的基本方法与步骤

国内外对规模化畜禽场粪水的处理方法主要有综合利用和处理达标排放两大类。综合利用是生物质能多层次利用、建设生态农业和保证农业可持续发展的好途径。但是，目前由于我国畜禽场饲养管理方式落后，加上综合利用前厌氧处理的不到位，常使畜禽粪水在综合利用的过程中产生许多问题，如废水产生量大、成分复杂、处理后污染物浓度仍很高、所用稀释水量多和受季节灌溉影响等。对于处理达标排放的来讲，虽然国内外所用的工艺流程大致相同，即固液分离-厌氧消化-好氧处理。但是，对于我国处于微利经营的养殖行业来讲，建设该类粪污处理设施所需的投资太大、运行费用过高。有畜禽养殖业废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。因此，探寻设施投资少、运行费用低和处理高效的养殖业粪污处理方法，已成为解决养殖业污染的关键所在。

固液分离

无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理，都必须首先进行固液分离，这是一道必不可少的工艺环节，其重要性及意义主要在于：首先，一般养殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高，最高可达160000mg/L，相应的有机物含量也很高，通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低；其次，通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节，防止设备的堵塞损坏等。此外，在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性，减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，降低设施投资并提高COD的去除效率。固液分离技术一般包括：筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。目前，我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备，其设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。

厌氧处理

由于养殖业废水属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水。因此厌氧技术成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术。对于养殖场这种高浓度的有机废水，采用厌氧消化工艺可在较低的运行成本下有效地去除大量的可溶性有机物，COD去除率达85%～90%，而且能杀死传染病菌，有利于养殖场的防疫。如果直接采用好氧工艺处理固液分离后的养殖业废水，虽然一次性投资可节省20%，但由于其消耗的动力大，电力流水消耗是厌氧处理的10倍之多，因此长期的运行费用将给养殖场带来沉重的经济负担。

目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多，其中较为常用的有以下几种：厌氧滤器（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、复合厌氧反应器（UASB＋AF）、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（USR）等。近年来，厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中，到2002年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到2000余处，是世界上拥有沼气装置数量最多的国家之一。虽然，在我国的沼气工程建设中也不乏失败的例子，工程建设成功率仅为85%，但这一技术不失为解决畜禽粪便污水的无害化和资源化问题的最有效的技术方案。畜禽粪便和养殖场产生的废水是有价值的资源，经过厌氧消化处理既可以实现无害化，同时还可以回收沼气和有机肥料，因此建设沼气工程将是中小型养殖场粪便污水治理的最佳选择。

好氧处理是指利用好氧微生物处理养殖废水的一种工艺。好氧生物处理法可分为天然好氧处理和人工好氧处理两大类。

天然好氧生物处理法是利用天然的水体和土壤中的微生物来净化废水的方法，亦称自然生物处理法，主要有水体净化和土壤净化两种。前者主要有氧化塘（好氧塘、兼性塘、厌氧塘）和养殖塘等；后者主要有土地处理（慢速渗滤、快速法滤、地面漫流）和人工湿地等。自然生物处理法不仅基建费用低，动力消耗少，该法对难生化降解的有机物、氮磷等营养物和细菌的去除率也高于常规的二级处理，部分可达到三级处理的效果。此外，在一定条件下，该法配合污水灌溉可实现污水资源化利用。该法的缺点主要是占地面积大和处理效果易受季节影响等。但如果养殖场规模小且附近有废弃的沟塘和滩涂可供利用时，应尽量选择该方法以节约投资和处理费用。人工好氧生物处理是采取人工强化供氧以提高好氧微生物活力的废水处理方法。该方法主要有活性污泥法、

生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、序批式活性污泥法（SBR）、厌氧/好氧（A/O）及氧化沟法等。就处理效果来讲，接触氧化法和生物转盘的处理效果要好于活性污泥法，虽然生物滤池的处理效果也很好，但易于出现滤池堵塞现象。氧化沟、SBR和A/O工艺均属于改进的活性污泥法。氧化沟出水水质好、产生泥量少，也可对污水进行脱氮处理，但其处理的BOD负荷小、占地面积大、运行费用高。SBR法自动化控制程度高，能够对污水进行深度处理，但其缺点是BOD负荷较小，一次性投资也大。A/O体是一种兼有去除BOD和脱氮双重作用的活性污泥处理工艺，其投资虽然偏大，但经该法处理后的水易于达标排放。因此对于那些养殖规模大、废水产生量多且有较强经济能力的养殖场可选择A/O法，而对于中等规模的养殖场可选择接触氧化和生物转盘等好氧处理工艺。

畜禽养殖污水一般处理方法

据估算，1头猪的日粪尿排放量约为6公斤，若采用水冲式清粪，1头猪的日污水排放量约为30公斤，1个万头猪场年粪尿排放量将达到2.2万吨，年排放污水量就达10万多吨。养殖场污水具有排放量大、负荷大、固液混杂、有机质浓度高、含氮量特高、碳氮比失调、处理难度大等特点，若不经过处理即排放，必将对周边环境造成很大的污染。

目前我国很多规模化养殖场所采用的畜禽粪便、污水的处理和利用的技术路线已逐步发展为能源生态型和能源环保型两种模式[1]。

能源生态型

“能源生态型”处理利用工艺是指畜禽养殖场污水经厌氧消化处理后作为农田肥料利用的处理利用工艺[2]。该模式具有工程投资少、运行费用低、投资回收期较短、可获得沼气、工艺简单、管理和操作方便等优点，但其工艺处理单元的效率不高，处理后的污染物浓度仍很高，且要求周围有足够的农田来消纳厌氧发酵后的沼液、沼渣，养殖业与种植业的规模要配套。

能源环保型

“能源环保型”处理利用工艺是指畜禽养殖场的畜禽污水处理后达标排放或以回用为最终目标的处理工艺[2]。

该模式具有工艺处理单元效率高、工程规范化、管理及操作自动化水平高、沼气回收与污水达标、环境治理结合得较好、适用范围广等优点，但对管理、操作技术的要求高，工程投资较大，运行费用相对较高，大大增加了养猪的成本。1个万头猪场的污水处理工程投资一般需要80万～100万元，运行费用约10万元/年。巨额的粪便污水处理投资和运转费用，使本来就微利的畜禽养殖企业（农户）难以承受。

新型畜禽养殖污染治理方法—洛东生物发酵舍零排放养猪技术

概述

洛东生物发酵舍零排放养猪技术是指将洛东酵素长期添加在猪的饲料中，在猪的消化道内形成益生菌的强势菌群，并在猪栖息的生物发酵床内形成益生菌的强势菌群，从猪的体内和体外环境中双重阻断病原菌的侵入，从而增强猪的免疫力，减少猪只疾病的发生[3]。

猪只排泄出来的益生菌和生物发酵舍垫料中的益生菌所产生的多种酶类，将猪排泄物中的蛋白质、碳水化合物、脂肪等有机质进行有效分解并作为垫料中益生菌代谢所需营养（C、N）消化。垫料中心温度较高可将尿液中的水分蒸发，从而实现养猪零排放。

该技术是日本洛东化成工业株式会社在20世纪60年代研制成功，于1977年获得日本政府颁发的生产许可证、推广使用证和出口许可证。该技术在日本已使用三十多年，推广使用面积占日本养殖总量的60%以上。2005年4月，福建省环保局从日本引进该技术，并进行了较大规模的测试，获取了大量试验数据：即猪的疾病减少、死亡率降低、日增重和饲料转化率提高10%左右、猪肉品质改善并达到食品标准，能实现真正意义上的养猪零排放。该技术于2007年12月28日通过福建省环保局组织的专家组评审，并被中国环境保护产业协会列为2008年度国家重点环境保护实用技术（A类），在全国范围内推广应用。

工艺流程（见下图）

技术特点

（1）养猪场实现零排放

用洛东生物发酵舍养猪技术不需要冲洗猪栏，猪饲养在洛东生物发酵舍垫料上，排出的粪尿在猪舍内经洛东酵素中的微生物完全发酵并被迅速降解、消化，洛东生物发酵舍使用的垫料一般可连续使用3年，由于发酵后的垫料有较好的散落性，又是十分优质的有机肥，对土壤改造有良好的作用，3年后的垫料可分期装包出售。因此，采用洛东生物发酵舍养猪技术能实现猪场真正意义上的污染零排放。

（2）全面提高猪场清洁卫生水平

洛东生物发酵舍的猪粪尿在短时间内可被迅速降解、消化，猪舍内没有臭味，不需要冲洗栏舍，没有排污水沟，苍蝇及蚊虫均无产卵孵化的条件。因此，全面采用洛东生物发酵舍技术的猪场几乎没有臭味、苍蝇和蚊虫，猪场及猪场周边的水土不会被污染而发臭，猪场的整体清洁卫生水平全面提高。

（3）提高饲料的利用率

由于饲料中加入了洛东酵素，肠道内的微生物产生有机酸，可降低猪肠道内的pH值，增强肠道的蠕动和分泌，促进饲料的消化吸收; 益生菌群在肠道内的生长繁殖，会产生大量的消化酶，从而提高了饲料的转化，促进了猪的生长，可节约饲料8％～12％。

（4）有效减少疾病的发生和蔓延，降低药品投入，提高猪肉品质

虽然洛东酵素不能治病，但洛东生物发酵舍已经形成了以有益菌为强势菌的生物圈。猪舍中的病原菌得以有效抑制，通过蚊蝇传播的疾病也大大减少。抗生素药物的使用将大为降低，且猪可以在垫料床上自由走动，运动量增加，有效地保证了生猪的健康生长。一般情况下，一头育肥猪可节约药物成本35元左右，同时又能提高猪肉品质。

（5）提高劳动生产率，降低成本消耗

洛东生物发酵舍养猪技术采用自由采食、自动饮水，不需要清除猪粪和圈内清扫，可节省大量用工。如在育肥阶段，一般1个工人可饲养1000头猪左右，可减少人工成本50%以上。由于不需要用水冲洗猪舍，猪场用水量将下降70％～90％。在产房和保育舍使用洛东生物发酵舍养猪技术，垫料的保温效果十分明显，基本可不用

其它采暖设备，与长期使用保温灯相比，可节电70％左右。

（6）降低固定资产的投入

使用洛东生物发酵舍养猪技术，要求猪舍四面通透，安装卷帘，平时能良好换气通风，夏季能强行负压通风换气，垫料、猪群能方便进出。相对传统标准化猪场建设，它不需要猪舍四面建墙、安装窗户，也不需要建漏缝地板、圈舍冲洗设施、场内排污管线、沼气池和曝气池等处理设施。因此，新建一个自繁自养、年产1万头生猪的猪场，可节约固定资产投资20%以上。

结论

传统养殖模式需要大量的水冲洗猪舍，对于淡水资源紧缺的中国而言是沉重的负担。并且由于饲料中的氮、磷吸收率较低，大量的氮、磷会随着排泄物排出体外，并随着污水排放到环境中，在土壤中累积或流入水体，将会导致水体富营养化，并造成鱼类的大量死亡。

实践证明，生物发酵舍零排放养猪技术是一种无污染的有机农业技术，可以有效解决养猪粪尿带来的污染问题，投资成本低，易于掌握，既解决了养殖污水治理设施的占地和投资成本过大的问题，同时也降低了建设成本，而且建猪舍所需的垫料原材料就地可取，3 年后垫料可以作为优质的生物有机肥料出售，经济效益和环保效益显著。同时，该技术在日本有着几十年的成功应用实例，是一项可以推广应用的实用新技术，可以进一步因地制宜地扩大试点，并逐步总结经验在全国推广。