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浅析养猪场废水危害及处理方法
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发表时间:2017-07-05 10:18

1.1养猪污水的来源

随着畜牧业的发展,畜产废水排放量日益增加,对农业生态环境和水体环境产生的负面影响也日益严重。养猪场污水主要是猪的排泄物(猪尿及部分猪粪)和猪舍冲洗水的混合物。据有关部门测算:1头猪日排泄粪尿按6kg计,年产粪尿达2.5t。一个千头猪场日排泄粪尿达6t,年排量达2500t。如果用水冲式清粪,1头猪日排污量约为30kg,年排污水达1万多t。污水中悬浮物、有机物及氨氮含量均较高,其中五日生化需氧量BOD5介于600~7000mg/L,化学需氧量COD浓度可达13000~17000mg/L。

1.2养猪污水的特点

养猪场污水排水量大、污染负荷高,有机物浓度高,固液混杂。而养猪行业的利润水平又低,因而要求污水处理工程投资低、运行费用低、处理效率高。因此,我们必须研究出投资少,运行成本低,管理方便,处理效果好的装置和相配套的发酵工艺,尽可能使污水处理后得到资源化利用,既消除污染,又化害为利,促进经济发展。 1.3养猪污水对环境的危害

目前,我国的养猪业集约化程度较低,养猪业带来的污染问题尚未引起广泛关注,而养猪业集约化比率增高,排泄物中含有的氮、磷及剩余饲料将导致单位面积土地上的排泄量显著增加。如果不加以重视,会给环境带来严重的后果。

养猪废水含有大量的氮和磷。如果氮和磷被排入水体,则容易导致水体富营养化,污染水体。以硝酸盐形式存在于水中的氮倘若被人饮用,则会对人体健康造成损害。而土壤中的养分过剩,则会使打破土地的生态平衡。排泄物中残留的抗生素等对人类健康的损害也引起了人类健康学家和畜牧业工作者的重视。规模化养猪场每天排放的污水量大、集中,并且污水中含有大量污染物,如残留的兽药以及大量的病原体等,因此如果污水不经过处理就排放于外界环境或直接农用,将会导致当地生态环境和农田的严重污染。

因为我国畜禽养殖企业长期以来只是片面追求经济效益,环保意识薄弱,对粪便污水处理方法落后,致使大量的粪便随冲洗水直接排放,甚至有的将粪便直接排入外界水环境中,严重污染了大江大河的水质。养猪场排放含粪尿的污水中的生化指标 高,其中COD值和BOD值远远超过国标。高浓度的有机污水排入江河湖泊中,造成水质不断恶化,其中污水中高浓度的氮、磷是造成水体富营养化的主要原因, 使水中的藻类过度生长,从而导致鱼类的大量死亡(Roland等,1993)严重威胁到了水产业的发展。畜禽粪便污水不仅污染到了地表水,至使地表水中的硝酸盐含量超出规定范围(50mg/L),而且其有毒、有害成分还容易进入到地下水中,严重污染地下水。一旦地下水被污染了,是极难治理恢复的,将会造成较持久性的污染。养猪场在污染周围环境的同时,也污染了自身的环境,严重地威胁了畜牧养殖业的自身可持续发展。

猪体内的微生物主要是包含在粪便内通过消化道排出体外,通过养猪场污物的排放进入外界环境中从而造成严重的微生物污染。如果对这些粪污不加以无害化处理,大量的有害病菌一旦进入环境,不但会直接威胁畜禽自身的生存,还会严重威胁到人体健康。

1.5养猪污水的处理方法

1.5.1物理处理方法

物理处理是指通过物理方面的重力或机械力作用使污水水质发生变化的处理过程。

物理处理方法有:格栅、沉淀、过滤等。物理方法主要是去除污水中较大的悬浮物和杂质、饲料残渣、猪毛猪尿及其它可以堵塞或磨损管道和水泵的物质,还有污水经化学处理的反应产物,污水生物处理后生成的活性污泥或生物膜【4】。

1.5.2化学处理方法

化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。

化学处理方法有:混凝、消毒、中和等。污水化学处理对象有:污水中溶解性的有害物质,如酸碱性有机物、和各种有机溶剂等。

1.5.3生物处理方法

生物处理是微生物在酶的催化作用下,利用微生物的新陈代谢功能,对污水中的污染物质进行分解和转化。

(1)厌氧生物处理技术:

厌氧生物处理时在没有分子氧及化合态氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。【5】

1水解酸化池

水解酸化池主要包括以下几个部分:

①池体

一般为矩形或圆形,水解酸化池的经济高度一般为4~6m之间,另外,可以对水解酸化池进行分格,分格后,每一单元尺寸减少,可提高配水的均匀性,同时有利于维护和检修。

②配水系统

常用的配水方式有:一管一孔布水、一管多孔配水方式、分枝式配水方式。

③出水收集装置

水解酸化池的出水可以采用设于池水表面三角出水堰进行收集。


【5】

水解酸化池可将大分子物质转化为小分子物质,将环状结构转化为链状结构,进一步提高了废水的BOD/COD比,增加了废水的可生化性,为后续的消毒处理创造了良好的环境。污水经过水解反应后可提高其生化性能,降低污水pH值,减少污泥产量,为后续好氧生物处理创造有利条件。

2升流式厌氧污泥床反应器(UASB)

上升式厌氧污泥床反应器是由荷兰的Lettinga教授等在1972年研制,于1977年开发的。由于在反应器内可以培养出大量厌氧颗粒污泥,使反应器的负荷很大。对一般的高浓度有机污水,当水温在30℃左右时,负荷可达10-20KgCOD/(m3·d)。

UASB法与其它厌氧反应器相比,具有一系列的优点:(1)污泥床内生物量多;(2)容积负荷率高,污水在反应器内的水力停留时间短,因此所需池容大大减小;(3)设备简单,操作方便,无需设污泥回流装置,不需填充填料,也不需要设置机械搅拌装置,造价相对便宜,便于管理而且不存在堵塞问题。

3厌氧生物滤池

厌氧生物滤池是密封的水池,池内放置填料。微生物附着生长在填料上,平均停留时间可长达100d左右。滤料可采用拳状石质滤料,如碎石、卵石等,粒径在40mm左右,也可以采用塑料填料。塑料填料具有较高的孔隙率,质量也轻,但是价格较贵。

1活性污泥法

性污泥法是目前污水处理中应用最广泛的好氧生物处理技术,也是一项极具发展前景的污水处理技术。近几十年以来,对其生物反应和净化机理的研究取得了长足的发展,工艺流程渐渐成熟、合理。活性污泥法适用于大规模、较高浓度的污水处理。

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。

1) 氧化沟工艺

氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的,而是加以护坡处理的土沟渠,是间歇进水间歇曝气的,从这一点上来说,氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。

氧化沟的技术特点:氧化沟利用连续环式反应池(Cintinuous Loop Reator,简称CLR)作生物反应池,混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环,氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池中的物质传递水平速度,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。   

2生物膜法

生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以达到净化污水的目的。

2)生物流化床

生物流化床是指为提高生物膜法的处理效率,以砂(或无烟煤、活性炭等)作填料并作为生物膜载体,废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态,从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供养,并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。构筑物中填料的表面积超过3300m2/m3填料,填料上生长的生物膜很少脱落,可省去二次沉淀池。床中混合液悬浮固体浓度达8000-40000mg/L,氧的利用率超过90%,根据半生产性试验结果,当空床停留时间为16-45分钟时BOD和氮的去除率均大于90%,此时填料粒径为1mm,膨胀率为100%,BOD负荷16.6kg(BOD5)/( m3·d)。生物硫化床工艺效率高、占地少、投资省,在美、日等国已用于污水硝化、脱氮等深度处理和污水二级处理及其他含酚、制药等工业废水处理。

3)生物接触氧化法

生物接触氧化法是以附着在载体(俗称填料)上的生物膜为主,净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法,兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下,不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理,都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。


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