處理養(yǎng)殖廢水方法范文

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處理養(yǎng)殖廢水方法

篇1

1.1臭氧氧化

臭氧是一種強有力的氧化劑,它對除分散染料以外的所有染料廢水都有脫色能力,能夠氧化分解染料分子的發(fā)色或助色基團,生成相對分子質(zhì)量較小的有機酸和醛類,從而達到去除色度的目的[1]。G.Ciardelli等[2]在實驗室中試規(guī)模處理紡織工業(yè)廢水的試驗中發(fā)現(xiàn),臭氧對廢水色度的去除率為95%~99%,雖然處理出水中CODCr去除率最高只有60%,但將出水回用于染色工藝效果令人滿意。張健俐等[3]用臭氧和活性炭組合工藝對淄博市某紡織企業(yè)的印染廢水進行深度處理,當(dāng)進水CODCr的質(zhì)量濃度為80~100mg/L時,出水CODCr的質(zhì)量濃度為6~10mg/L,可以滿足該廠冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。A.Bes-Pia等[4]將臭氧作為納濾的預(yù)處理工藝處理印染廢水的生化出水,試驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)臭氧投加量為4g/h,氧化時間為60min時,CODCr去除率達43%,納濾后電導(dǎo)率下降了65%以上,出水的各項指標(biāo)均達到回用標(biāo)準(zhǔn)。H.Sel觭uk等[5]考察了臭氧氧化對紡織染整廢水急性毒性、色度和溶解性CODCr的去除效果,在臭氧的質(zhì)量濃度為129~200mg/L時,廢水的急性毒性可降低80%~90%,色度去除率可達86%~96%,溶解性CODCr去除率可達33%~39%,總CODCr去除率可達57%~64%,處理后廢水的CODCr濃度低于排放標(biāo)準(zhǔn)。In-SoungChang等[6]用臭氧-膜過濾組合工藝處理數(shù)碼紡織印染廢水,以臭氧作為預(yù)處理工藝,處理之后的廢水經(jīng)過超濾-反滲透工藝處理后可以達到廢水排放和回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(韓國雙水質(zhì)供水系統(tǒng)水質(zhì)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn),CODCr的質(zhì)量濃度小于20mg/L,色度小于20度)。臭氧對于染料廢水的脫色效果十分明顯,但臭氧并不能完全破壞所有染料的分子結(jié)構(gòu)[7],因而對CODCr的去除效果比較差,較少被單獨采用,可在臭氧氧化后進行活性炭吸附或膜過濾。由于臭氧在水中的溶解度較低,所以如何更有效地將臭氧溶于水是該技術(shù)研究的熱點。另外,臭氧氧化產(chǎn)物毒性的研究和低成本臭氧發(fā)生器的開發(fā),也是該技術(shù)在推廣過程中需要解決的問題。

1.2Fenton氧化

Fenton試劑利用Fe2+作為H2O2的催化劑,生成具有強氧化性和反應(yīng)活性的•OH,形成的•OH通過電子轉(zhuǎn)移等途徑使水中有機物被氧化分解成為小分子,同時Fe2+被氧化成Fe3+,產(chǎn)生混凝沉淀,將大量有機物凝結(jié),從而去除。由于其極強的氧化能力,特別適合處理成分復(fù)雜(同時含有親水性和疏水性染料)的染料廢水。史紅香等[8]對Fenton試劑氧化處理印染廢水進行了研究,結(jié)果表明,在最佳條件下印染廢水的色度去除率達到99%,CODCr去除率達到91%,出水CODCr的質(zhì)量濃度達到61mg/L。顧曉揚等[9]研究了Fenton-曝氣生物濾池(BAF)組合工藝處理酸性玫瑰紅印染廢水,結(jié)果表明,F(xiàn)enton試劑預(yù)處理可去除色度和部分有機物,且可提高廢水的可生化性,再通過后續(xù)BAF工藝可去除大部分有機物,最終可使出水色度低于20度,CODCr的質(zhì)量濃度低于20mg/L,達到GB/T18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)。WangXiangying等[10]利用混凝-水解酸化-Fenton試劑氧化組合工藝處理牛仔服裝洗水廢水,CODCr、BOD5、SS和色度的去除率分別為95%、94%、97%和95%,出水可以達到GB4287—92《紡織染整工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。王利平等[11]采用Fenton法對某印染廢水處理廠二沉池出水進行深度處理,在最佳工藝條件下,對CODCr、TN、NH3-N、TP、色度的去除率分別為84%、27%、46%、75%和83%,出水水質(zhì)達到了DB32/1072—2007《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》的要求。FengF等[12]采用Fenton氧化-MBR組合工藝,對綜合印染廢水處理廠出水進行深度處理,經(jīng)過Fenton氧化后,廢水的TOC和色度平均去除率分別為39.3%和69.5%,氧化后的出水經(jīng)過MBR處理后可以達到GB/T18920—2002的要求。Fenton氧化技術(shù)具有快速高效、可產(chǎn)生絮凝、設(shè)備簡單、成本低、技術(shù)要求不高等優(yōu)點,在紡織工業(yè)廢水處理研究中應(yīng)用較多。Fenton氧化技術(shù)存在的問題:H2O2在運輸過程中分解,從而導(dǎo)致氧化效率降低;反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀物如處理不當(dāng),可能會導(dǎo)致二次污染。由于出水中常含有大量的鐵離子,因而鐵離子的固定化技術(shù)是今后Fenton氧化技術(shù)的重要發(fā)展方向。

1.3二氧化氯氧化

二氧化氯可以與許多直接染料和活性染料反應(yīng),在pH值小于或等于7時,二氧化氯的分解產(chǎn)物對染料的發(fā)色基團具有取代作用,并能與染料分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵進行加成,破壞染料的發(fā)色基團和助色基團,從而達到脫色的目的?;诙趸鹊倪@一性質(zhì),可將其用于處理印染廢水。林大建等[13]利用二氧化氯作為強氧化劑對漂染廢水中的有機物進行氧化分解,試驗結(jié)果表明,對CODCr的去除率大于78%,對色度的去除率大于95%,水的循環(huán)利用率可達72%。蘇玫舒等[14]研究了混凝-二氧化氯法對有機印染廢水的處理效果,結(jié)果表明,在最佳工藝條件下,CODCr、BOD5、色度的平均去除率分別達到88.3%、91.8%、94.5%,出水符合GB8978—1988《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。鄭志軍等[15]采用二氧化氯氧化-活性炭組合法處理印染廢水,最終使印染廢水的脫色率達到92.44%,處理后的廢水指標(biāo)符合GB4287—92的要求。曹向禹[16]采用二氧化氯催化氧化法對沉淀后的印染廢水進行處理,在最佳的反應(yīng)條件(二氧化氯投加量為100mg/L,催化劑投加量為1g/L,溶液pH值為6.5,反應(yīng)時間為45min)下,氧化后的廢水CODCr的質(zhì)量濃度小于120mg/L,色度小于或等于40倍。二氧化氯對于印染廢水中的染色助劑和洗滌劑等難降解物質(zhì)的去除效果較差,因此,二氧化氯氧化法的發(fā)展方向是與混凝、氣浮、吸附、過濾和生化法等組合,以滿足深度處理和回用標(biāo)準(zhǔn)。

1.4光催化氧化

光催化氧化大多采用光敏半導(dǎo)體TiO2為催化劑,以太陽光為潛在的輻射源,激發(fā)半導(dǎo)體催化劑而產(chǎn)生空穴和電子對,空穴與水、電子與溶解氧反應(yīng),分別產(chǎn)生•OH和O2-,二者都具有很強的氧化還原作用,可以催化水中有機物的氧化和降解反應(yīng)。當(dāng)應(yīng)用于紡織工業(yè)廢水處理時,廢水中的染料本身就是一種光敏化劑,在染料分子的協(xié)助下,催化劑可以被較長波長的光間接激發(fā),擴展了其應(yīng)用范圍[17-18]。N.N.deBrito-Pelegrini等[19]使用TiO2對經(jīng)過活性污泥法處理后的含有活性染料的印染廢水二級出水進行深度處理。在最佳反應(yīng)條件下,CODCr、BOD5、TOC和色度的去除率分別可達65%、40%、29.3%和92%。金亮基等[20]以鈦酸四丁酯為鈦源,Al2O3為載體對實際印染廢水進行光催化降解研究。結(jié)果表明,光催化處理染料廢水的最佳工藝條件為:pH值為4,催化劑投加量為6g/L,30W紫外燈光照1h,出水CODCr的質(zhì)量濃度為46mg/L左右,色度接近0,水質(zhì)達到印染廠回用標(biāo)準(zhǔn)。馮麗娜等[21]采用TiO2/活性炭負(fù)載體系對印染廢水的生化處理出水進行深度處理,試驗結(jié)果表明:在光照時間為30min,催化劑投加量為3g時,出水CODCr的質(zhì)量濃度為50mg/L,色度為2倍左右,可以達到印染行業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)。高永等[22]利用MBR-光催化氧化組合工藝處理某紡織園區(qū)綜合廢水,廢水經(jīng)MBR工藝處理后,大部分的CODCr、濁度和色度都被去除,出水的透光性大大提高,經(jīng)光催化氧化后,出水水質(zhì)可以達到GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)和CJ/T48—1999《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的生活雜用水要求。L.S.Roselin等[23]使用ZnO作為光催化劑處理印染廢水,試驗結(jié)果表明,在太陽光照射下,經(jīng)過2.5h光催化氧化處理,廢水中的污染物質(zhì)可以被完全去除,處理出水能夠回用于染色工序。光氧化法深度處理印染廢水脫色效果較高,但處理后TiO2難以回收且產(chǎn)生自由基的量子效率較低,設(shè)備投資和電耗還有待進一步改善。光催化技術(shù)未來的研究重點是廉價高活性催化劑的制備、分離回收及固定化,以及反應(yīng)器的設(shè)計、光能利用率的提高和與超聲波、微波等物理技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。

1.5光電催化氧化

由于光催化反應(yīng)中使用的催化劑二氧化鈦為粉末狀,在使用后很難從反應(yīng)體系中分離,光催化劑受到光照射后產(chǎn)生的電子-空穴對復(fù)合概率較大,光子利用效率較低,光催化活性不高。為了解決以上不足,將TiO2粉末固定在導(dǎo)電的金屬上,同時,將固定后的催化劑作為工作電極,采用外加恒電流或恒電位的方法迫使光致電子向?qū)﹄姌O方向移動,從而與光致空穴發(fā)生分離。這種方法稱為光電催化方法。光電催化技術(shù)能夠減少電子空穴對的復(fù)合幾率,提高光催化效率[24]。Y.S.Sohn等[25]使用TiO2納米管對含有甲基橙的廢水進行光電催化降解,在反應(yīng)30min內(nèi),即可將溶液中濃度為40μmol/L的甲基橙完全降解。M.G.Neelavannan等[26]以TiO2作為工作電極,對含有染料的紡織廢水進行光電催化降解研究,結(jié)果表明,經(jīng)過7h的光電催化氧化,可以去除廢水中90%的CODCr和全部的色度。卑圣金等[27]使用以負(fù)載改性納米TiO2的活性炭顆粒為填充電極的三維光電催化反應(yīng)裝置,對活性染料染色廢水進行原位光電脫色處理,脫色后的廢水可以回用于織物的活性染料染色中。陳智棟等[28]采用等體積浸漬法制備了膨脹石墨負(fù)載銳鈦礦型納米TiO2,以NaCl作為支持電解質(zhì),對主要成分為活性藍的印染廢水進行光電協(xié)同處理后,脫色率達到99.3%,CODCr降低約93.1%。目前對光電催化技術(shù)的研究方向是高活性、高穩(wěn)定光催化劑的制備,光電催化過程機理的深入研究以及新型反應(yīng)器的開發(fā)。

1.6濕式催化氧化

濕式催化氧化是在高溫、高壓下,利用氧化劑將廢水中的有機物氧化成無機物和水,從而達到去除污染物的目的。與常規(guī)方法相比,具有適用范圍廣,處理效率高,極少有二次污染,氧化速率快,可回收能量及有用物質(zhì)等特點。S.Kim等[29]使用交聯(lián)粘土作為載體,負(fù)載Al-Cu作為催化劑,在80℃常壓條件下對含有活性染料的廢水進行催化降解,在反應(yīng)時間為20min時,活性染料可以被完全去除。MaHongzhu等[30]采用固相化學(xué)反應(yīng)法制備了CuO-MoO3-P2O5催化劑,試驗結(jié)果表明,制備的催化劑對含有亞甲藍的染料廢水具有較高的催化活性,在低溫(35℃)常壓下反應(yīng)10min,亞甲藍的去除率為99.26%,且催化劑在使用3次之后仍保持較高的催化活性。A.Santos等[31]使用商業(yè)活性炭作為催化劑,對紡織廢水中發(fā)現(xiàn)的3種染料(橙黃G、亞甲藍和亮綠),在160℃,壓力16bar條件下,廢水在很短的停留時間內(nèi)就取得了完全脫色的效果。ZhangYang等[32]使用生物模板法制得了具有納米管結(jié)構(gòu)的多金屬氧酸鹽(Zn1.5PMo12O40)催化劑,該催化劑處理含有番紅花紅T的廢水,在室溫常壓下反應(yīng)40min,可以去除廢水中98%的色度和95%的CODCr,反應(yīng)后番紅花紅T被完全礦化為無機物(HCO3-、Cl-和NO3-等),TOC去除率為92%。BiXiaoyi等[33]以γ-Al2O3為載體,采用浸漬-沉淀法制備了CuOn-La2O3/γ-Al2O3催化劑,使用微波強化ClO2催化氧化處理含有活性艷黃染料的廢水,結(jié)果表明,在最佳工藝條件下,廢水脫色率可達92.24%。為染料廢水的處理提供了一種行之有效的新方法。濕式氧化一般要求在高溫高壓的條件下進行,設(shè)備費用大,系統(tǒng)的一次性投資高,僅適于小流量高濃度的廢水處理;且在氧化過程中可能會產(chǎn)生毒性較強的中間產(chǎn)物,在實際推廣應(yīng)用方面存在著一定的局限性。濕式氧化的發(fā)展趨勢是制備在溫和條件下具有較高催化活性的催化劑,解決催化劑的流失和失活問題。

1.7電化學(xué)處理

廢水電解處理法是應(yīng)用電解的基本原理,使廢水中污染物回收凈化的過程,包括直接電化學(xué)過程和間接電化學(xué)過程2個方面[34]。印染廢水中的染料分子的降解主要是通過間接氧化過程。電化學(xué)處理法包括電化學(xué)氧化還原、電凝聚電氣浮法、內(nèi)電解、電滲析等方法。E.N.Leshem等[35]采用電化學(xué)氧化法處理紡織廢水,并考察處理后的廢水回用于各工藝的效果,結(jié)果表明,處理后的廢水可以回用于深色染色工序和作為沖洗水,若回用于淺色染色工序,則需對染料濃度和助劑做調(diào)整。N.Mohan等[36]使用電化學(xué)法處理紡織廢水,在電解產(chǎn)生的強電極電勢物質(zhì)的氧化下,廢水中的CODCr大幅降低,處理后的廢水可以回用于染色工序。S.Raghu等[37]采用電解-離子交換聯(lián)合工藝處理紡織染料廢水,該工藝能夠高效地去除和降低廢水中的色度、CODCr、鐵離子、電導(dǎo)率、堿度和總?cè)芙夤腆w,經(jīng)過處理后的廢水水質(zhì)可以滿足紡織工業(yè)回用水標(biāo)準(zhǔn)。王寶宗等[38]采用內(nèi)電解法對經(jīng)過生化處理后仍不能達標(biāo)的印染廢水進行深度處理試驗,結(jié)果表明:廢水的色度去除率可達87.5%,CODCr的去除率也可達到50%~80%,處理后的出水完全達到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。劉勇健等[39]利用鐵炭微電解反應(yīng)器對印染廢水的深度處理進行了試驗研究,工藝對CODCr的去除率均達到70%以上,色度去除率為99%,鹽度達1000mg/L以下,硬度達220mg/L以下,出水水質(zhì)達到印染廢水的回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。電化學(xué)法能有效地破壞生物難降解有機物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),使污染物徹底降解,無二次污染,但電能及電極材料耗量大,氧化過程中會產(chǎn)生有機氯副產(chǎn)物,處置不當(dāng)會產(chǎn)生環(huán)境問題。電化學(xué)氧化法今后研究的核心內(nèi)容為新型電催化陽極、電化學(xué)反應(yīng)器和電化學(xué)氧化處理工藝的開發(fā)。

篇2

隨著我國養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展,各種大型養(yǎng)殖場大量涌現(xiàn),隨而造成越來越嚴(yán)重的養(yǎng)殖糞尿和廢水污染問題。開發(fā)經(jīng)濟高效的養(yǎng)殖廢水處理工藝技術(shù)已成為研究重點。目前,養(yǎng)殖廢水處理方法主要可分為物理處理法,化學(xué)處理法、生物處理法及混合處理法。

1.物理處理法

物理處理技術(shù)是目前研究最多、應(yīng)用最廣的工廠化處理技術(shù),常規(guī)的物理處理技術(shù)主要包括過濾、中和、吸附、沉淀、曝氣等處理方法, 是廢水處理工藝的重要組成部分, 主要去除養(yǎng)殖廢水中的懸浮物( tss) 和部分化學(xué)耗氧量( cod) 、bod, 但對可溶性有機物、無機物及總n、p 等的去除效果不佳。對于工廠化養(yǎng)殖廢水的外排和循環(huán)利用處理,機械過濾和泡沫分離技術(shù)處理效果較好。

1.1 機械過濾

物理過濾技術(shù)是去除廢水中懸浮態(tài)大顆粒最為快捷、經(jīng)濟的方法。常用過濾設(shè)備有機械過濾器、壓力過濾器、砂濾器等。在實際處理工程中,機械過濾器(微濾機)是應(yīng)用較多、過濾效果較好的方式。用砂濾器能很好地去除tss,但是去除n和p效果不佳。沸石—石英砂反應(yīng)器,兼有過濾和吸附功能,利用沸石的吸附作用,除去多種污染物。生物過濾器,采用在沸石上生長反硝化細(xì)菌,在一定水力停留時間下,對養(yǎng)殖廢水中懸浮物及廢水中n有良好去除效果。

1.2 泡沫分離技術(shù)

泡沫分離技術(shù)就是向水中通入氣體形成氣泡,利用氣泡吸附、濃縮水中表面活性物質(zhì)或疏水的微小懸浮物,通過上浮氣泡的吸附形成泡沫將水體中溶解性有機物及懸浮物去除的過程。泡沫分離技術(shù)不僅可以將蛋白質(zhì)等有機物在未被礦化成氨化物和其他有毒物質(zhì)前就已被去除,避免了有毒物質(zhì)在水體中積累,而且可向養(yǎng)殖水本文由收集整理體提供所必需的溶解氧。

2.化學(xué)處理法

2.1 臭氧處理技術(shù)

利用臭氧處理養(yǎng)殖廢水,臭氧可去除氨、氧化有機廢物和亞硝酸鹽以及總氨氮,可降低tss、cod、doc 和顏色,并能抑制病原微生物,具有很好的殺菌效果。由于臭氧具有迅速分解成氧的特性,所以處理后的水含有飽和溶解氧,特別適合工廠化養(yǎng)殖區(qū)對水質(zhì)的要求。

2.2 混凝沉淀技術(shù)

養(yǎng)殖廢水中含有大量的膠體物質(zhì)和固體懸浮物,采用適當(dāng)?shù)幕炷齽︷B(yǎng)殖廢水進行處理可以有效去除這兩種污染物。目前常用的混凝劑是生石灰,它可以使廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中和形成絮體,使絕大部分的固體懸浮物共沉淀下來,達到除去這兩種污染物的目的。生石灰用于養(yǎng)殖場污水處理,不僅可通過生成難溶性沉淀物的吸附作用去除有機物;生成溶解度最低的輕基磷灰石去除磷;高溫、高ph 滅菌;還可降低污水毒性。

2.3 吸附技術(shù)

吸附技術(shù)是常用的一種處理廢水的物理化學(xué)方法。吸附法的特點是它可以根據(jù)廢水中污染物種類的不同選擇不同的吸附劑,可以達到專門除去某種污染物的目的。研究表明,吸附技術(shù)對養(yǎng)殖廢水中氨氮、磷及重金屬離子cu2+、zn2+等具有較好吸附去除效果。

3.生物處理法

3.1 生物過濾技術(shù)

3.1.1 植物過濾

植物過濾是指通過大型水生植物藻類對污染物的吸收、降解和轉(zhuǎn)移等作用,達到減少或最終消除水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境污染, 使受損的水生生態(tài)系統(tǒng)得以恢復(fù)。養(yǎng)殖廢水中如此高的n、p 含量, 為藻類快速生長提供了充足的營養(yǎng)元素,大量的c、n 和p 被藻體吸收。

3.1.2 微生物過濾

微生物過濾技術(shù)以土壤自凈原理為依據(jù), 在污水灌溉的實踐基礎(chǔ)上, 經(jīng)較原始的間歇砂濾和接觸過濾技術(shù)而發(fā)展起來的微生物處理技術(shù)。微生物過濾技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要應(yīng)用于養(yǎng)殖環(huán)境的原位修復(fù)中, 主要處理底泥的有機污染和水體的富營養(yǎng)化問題。

3.1.3 動物過濾

主要依靠動物對有機污染物的吸收以及對浮游藻類的攝食作用來達到修復(fù)環(huán)境的目的。已有報道指出, 高密度放養(yǎng)河蟹的水域富營養(yǎng)化程度很明顯, 可通過投放足夠的濾食性貝類、某些棘皮動物等可去除養(yǎng)殖廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)。另外, 投養(yǎng)蚤類, 水蚤以藻類和有機腐屑為食, 能有效除去藻類, 水蚤又可作為魚類等水生動物的餌料被消耗;養(yǎng)殖田螺、河蚌, 用以削減底泥中的有機質(zhì)和營養(yǎng)鹽。

3.2 厭氧生物處理法

由于養(yǎng)殖業(yè)廢水屬于高有機物濃度、高n、p 含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水。厭氧處理過程不需要氧,不受傳氧能力的限制,具有較高的有機物負(fù)荷潛力,能使一些好氧微生物所不能降解的部分進行有機物降解,因此成為畜禽養(yǎng)殖場糞污處理中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。采用厭氧消化工藝可在較低的運行成本下有效地去除大量的可溶性有機物,cod 去除率達85%~90%,而且能殺死傳染病菌,有利于養(yǎng)殖場的防疫。單一的厭氧處理對cod有一定的去除,可氮、磷的去除并不理想,達不到排放標(biāo)準(zhǔn),需要與好氧處理相結(jié)合。目前常用于高濃度養(yǎng)殖廢水處理的方法主要有厭氧濾池( af) 法、升流式厭氧污泥床( uasb) 法、厭氧折流板反應(yīng)器( abr) 法等.

3.3 好氧生物處理法

好氧處理是利用好氧微生物處理養(yǎng)殖廢水的一種方法,其基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機物,同時合成自身細(xì)胞。在好氧處理中,可生物降解的有機物最終可被完全氧化為簡單的無機物。好氧處理包括天然好氧處理和人工好氧處理兩種??缮锝到獾挠袡C物可以通過好氧處理最終完全轉(zhuǎn)化為簡單的無機物。

3.3.1 天然好氧生物處理

天然好氧生物處理法是利用天然的水體和土壤中的微生物來凈化廢水的方法,主要有氧化塘(溝)、人工濕地凈化等。沼氣池排出的污水被引入氧化塘(溝),并在塘(溝)內(nèi)停留較長時間,用于進行水的儲存和進一步的生化處理。塘中種植了水生植物,如水葫蘆、蘆葦和姜花等,進行有機物的進一步降解,形成一個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。在復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中利用植物的氧化、分解作用降解廢水中的有機物和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。處理后的廢水可直接用于林木和農(nóng)田的灌溉,實現(xiàn)了水的資源化利用。氧化塘(溝)處理具有簡單、

經(jīng)濟、凈化效果好的特點,塘內(nèi)種植的水生植物可作飼料或綠肥。但是氧化塘(溝) 處理技術(shù)受場地、溫度、季節(jié)等自然條件的限制比較大。人工濕地凈化起作用的主要是植物、基質(zhì)和微生物。當(dāng)污水流入凈化池后,污水中比較大的顆粒會被植物的根和莖以及基質(zhì)表層阻擋,形成厚厚的像泥巴一樣的污垢。污水繼續(xù)向下滲透,由于植物根系的呼吸作用,可將大量的氧氣導(dǎo)入污水中,使好氧菌大量繁殖,從而將污水中的污染物吸收和降解。污水中的氧氣被好氧菌消耗完后,水流繼續(xù)向下滲透,經(jīng)厭氧菌的吸收、降解后,最終變成干凈的水排出池外。人工濕地凈化效果好、運行成本低、植物可收割利用,具有廣泛的應(yīng)用前景。

3.3.2 人工好氧生物處理

人工好氧生物處理是采取人工強化供氧以提高好氧微生物活力的廢水處理方法。該方法主要有活性污泥法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、序批式活性污泥法、厭氧/好氧、氧化溝法、間歇式排水延時曝氣、循環(huán)式活性污泥系統(tǒng)、間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法等。人工好氧生物處理凈化效果穩(wěn)定可靠、除臭效果好,但投資大、運行成本高。

3.4 混合生物技術(shù)

高濃度有機廢水采用厭氧—好氧聯(lián)合處理工藝是目前公認(rèn)的最經(jīng)濟、高效的方法. 目前采用厭氧—好氧工藝系統(tǒng)的處理實際養(yǎng)殖場廢水尚少見報道,且處理效果均不佳。

綜合處理法是指采用好氧、厭氧和生態(tài)處理技術(shù)相結(jié)合的一種養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)。楊麗芳,朱樹文等采用氨吹脫塔/絮凝沉淀池/abr 復(fù)合厭氧反應(yīng)器/cass 好氧反應(yīng)器/沸石過濾器聯(lián)合工藝處理養(yǎng)殖廢水后,各項出水指標(biāo)均優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb8978-1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。實踐證明,該工藝處理效果良好,具有很好的除磷脫氮效果。彭軍等選擇厭氧-兼氧組合式生物塘作為主體工藝,將上流式厭氧污泥床移植到兼性塘, 豬場廢水經(jīng)處理后,其bod、cod、nh3-n可分別從9000、14000、1200 降至20、60、65 mg·l-1,成功地解決了熱帶地區(qū)規(guī)?;i場污水污染負(fù)荷高和養(yǎng)豬行業(yè)利潤低的兩大難題。河南省某牧業(yè)有限公司采用水解酸化—uasb—接觸氧化—生物氧化塘—人工濕地組合工藝對其養(yǎng)豬場產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水進行處理。長期運行表明,出水一直穩(wěn)定達到并高于《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb5084-92),處理后的水全部用于附近農(nóng)田灌溉(每天平均200 m3),所產(chǎn)生的污泥用于附近農(nóng)田施肥。所產(chǎn)生沼氣(每天600 1tis)用于廠區(qū)發(fā)電機發(fā)電。

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(2)二級處理(生化處理)技術(shù)

以去除有機污染物、氮、磷以及病原微生物為主,常用方法為生物處理法、生化處理法、生態(tài)處理法。

(3)三級處理(深度處理)技術(shù)

以深度凈化為目的,進一步去除殘余的細(xì)小懸浮物、氮、磷、有機污染物等,并進行脫色、除臭、殺菌、消毒等處理,常用方法為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法。

三、農(nóng)業(yè)廢水處理工程技術(shù)分類的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)的選用必須綜合考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平、廢水來源及其處理后的用途。在我國,農(nóng)業(yè)廢水的來源主要包括農(nóng)村生活污水、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場廢水和農(nóng)田徑流水等三個方面,不同的廢水來源要求采用不同的處理技術(shù)和工藝,根據(jù)再生水的具體用途,來確定廢水處理的深度或水平。在進行農(nóng)業(yè)廢水處理工程設(shè)計和實施過程中,可以依據(jù)農(nóng)業(yè)廢水處理工程技術(shù)分類列表,選擇適宜的單項技術(shù)進行系統(tǒng)的技術(shù)集成、工藝流程設(shè)計和實施方案制定。

1、農(nóng)村生活污水

農(nóng)村生活污水是指人們?nèi)粘I钪挟a(chǎn)生的各種污水,如各種洗滌污水、廚房廢水和人畜糞便等,是農(nóng)業(yè)廢水的主要來源之一。農(nóng)村生活污水中的氮、磷、硫含量較高,且含有大量的營養(yǎng)鹽、細(xì)菌和病毒等,同時還具有間歇排放、排量少且分散的特征。因此,在進行農(nóng)村生活污水處理技術(shù)和工藝選擇時,要根據(jù)不同地區(qū)、不同經(jīng)濟水平、村莊所處區(qū)位、人口規(guī)模、聚集程度、地形地貌、排水特點及排放要求等情況,選擇適宜的單項技術(shù)和工藝方法進行系統(tǒng)集成。常用語農(nóng)村生活污水處理的單項技術(shù)主要由格柵、沉淀池、氧化溝、塔式生物濾池、生物接觸氧化池、人工濕地系統(tǒng)等。

2、規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場廢水

規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場廢水主要由尿液、殘余的糞便、飼料殘渣和沖洗水等組成,其中含有大量的氮、磷、懸浮物、致病菌、重金屬元素和抗生素殘留等,屬于高有機物濃度、高氮磷含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水,同時還具有強烈的惡臭氣味,是造成我國農(nóng)村地區(qū)水體、農(nóng)田以及生活環(huán)境污染的重要來源。因此,在進行養(yǎng)殖場廢水處理工程建設(shè)時,要根據(jù)養(yǎng)殖場的種類、規(guī)模、養(yǎng)殖方式、再生水利用途徑、周邊自然條件等情況,選擇對“三高”污染物具有一定針對性的處理技術(shù)和工藝。如厭氧技術(shù)是畜禽養(yǎng)殖場廢水處理過程中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù),它可以有效去除廢水中大量的可溶性有機污染物,殺死病原菌。養(yǎng)殖廢水的一般處理工藝是固液分離一厭氧消化一好氧處理,主要包括格柵、固液分離機、沉砂池、調(diào)節(jié)池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)等技術(shù)和工藝。養(yǎng)殖廢水處理后的出水可以用于圈舍沖洗水或者農(nóng)田安全灌溉,是緩解當(dāng)前農(nóng)村水資源緊缺的有效方法之一。

3、農(nóng)田徑流水

農(nóng)田徑流水(又叫農(nóng)田尾水)是指農(nóng)田中流出的地表徑流水,屬于農(nóng)田中的過剩水分,其來源主要有灌溉過剩水、降雨、地下水的補給等多種,其中含有大量氮、磷和營養(yǎng)鹽,個別灌區(qū)還含有大量的農(nóng)藥等。農(nóng)田徑流水的資源化處理和利用可以有效緩解灌區(qū)水資源浪費和地表、地下水體污染問題。根據(jù)農(nóng)田徑流水特殊的排放方式和污染物組分,可以采用自然生物處理技術(shù)和方法,如生態(tài)攔截型溝渠、人工濕地系統(tǒng)等。

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關(guān)鍵詞 營養(yǎng)元素;畜禽養(yǎng)殖;廢水污染物;相關(guān)性

中圖分類號 X713 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2009)13-0266-02

畜禽廢水污染物是指糞尿與沖洗水及其處理后排放廢水中含有的各種有毒有害物質(zhì),包括病原微生物、寄生蟲、有機物、無機元素、重金屬以及殘留農(nóng)藥與獸藥等。目前對畜禽養(yǎng)殖污染物研究較多,主要以有機污染及宏觀研究為主[1-3],飼料營養(yǎng)元素對畜禽養(yǎng)殖污染物的影響,僅局限于單一元素的遷移變化[4-6];但營養(yǎng)元素與養(yǎng)殖廢水污染物因子間相關(guān)關(guān)系及其互作影響未見研究報道。本研究重點對規(guī)模養(yǎng)殖場飼料與廢水中有機物、無機元素(添加元素)和重金屬元素(限制元素)進行了檢測與分析評價,探索相關(guān)關(guān)系與互作影響,篩選主要影響因子,為有效監(jiān)控與治理養(yǎng)殖廢水污染物提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 取樣方案

按奶牛、豬、禽規(guī)模養(yǎng)殖場分類各10個,并按存欄量轉(zhuǎn)換豬單位(按產(chǎn)污量折算1頭奶牛=5頭豬,50羽禽=1頭豬),在800~100 000頭范圍內(nèi)隨機確定取樣點。取飼料和廢水樣品各30份。飼料樣品按飼料種類等分取樣1kg;廢水(包括尿混合廢水及處理廢水)取排放口廢水為主,無排放口的取沉淀待外運廢水,分3次混合取樣5L。

1.2 檢測參數(shù)

飼料檢測水分(LW)、粗灰分(LA)、總氮(LTN)、總磷(LTP)、銅(LCu)、鐵(LFe)、錳(LMn)、鎂(LMg)、砷(LAs)、汞(LHg)、鉛(LPb)、鉻(LCr)、鎘(LCd);廢水檢測總氮(WTN)、氨氮(WAN)、總磷(WTP)、化學(xué)耗氧量(CODcr)、生化耗氧量(BOD5)、銅(WCu)、鐵(WFe)、錳(WMn)、鋅(WZn)、鎂(WMg)、砷(WAs)、汞(WHg)、鉛(WPb)、鉻(WCr)、鎘(WCd)。

1.3 檢測方法

飼料參數(shù)采用飼料標(biāo)準(zhǔn)檢測方法,養(yǎng)殖廢水采用水質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)方法,其中測定重金屬采用微波消解方法對樣品進行前處理。

1.4 數(shù)據(jù)處理

監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS軟件進行分析處理。按污染物性質(zhì)及飼料添加類型分為有機物、添加元素和限制元素3個類別。通過回歸分析選擇最多2個營養(yǎng)元素與1個廢水污染物建立線性模型(Model)。

1.5 分類評價

應(yīng)用概率相加原理,建立線性概率因子評價方法,按線性模型(Model)中營養(yǎng)元素(Li)與相應(yīng)污染物類別中污染物種類(Yj)的比值計為該營養(yǎng)元素的因子概率(Pi=Li/Yj);再將各類別該因子概率累加(Pt=∑Pi),并計算其概率比重(Pp=Pt/∑Pt),設(shè)定線性概率因子評價標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)Pp

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)元素與廢水污染物的相關(guān)性

在15個線性模型中,有9個為高度線性關(guān)系(1.0>R>0.7,PR>0.5,PR>0,P=0.093),占7.67%。廢水磷(WP)、BOD5和鉛(WPb)與營養(yǎng)元素間不存在線性關(guān)系。按廢水污染物元素類別分析,5個有機物中氮(WN)為高度線性關(guān)系,占20%;氨氮(WAN)為中度線性關(guān)系,占20%;CODcr為低度線性關(guān)系,占20%;磷(WP)與BOD5為非線性關(guān)系,占40%。6個添加元素中銅(WCu)、鐵(WFe)、砷(WAs)、鋅(WZn)、鎂(WMg)均為高度線性關(guān)系,占83.33%;錳(WMn)為中度線性關(guān)系,占16.67%。4個限制元素中,鉻(WCr)與鎘(WCd)為高度線性關(guān)系,占50%;汞(WHg)為中度線性關(guān)系,占25%;鉛(WPb)無線性關(guān)系,占25%。按對應(yīng)因子分,僅砷(WAs)、鎂(WMg)具有對應(yīng)因子關(guān)系,其他均為非對應(yīng)因子關(guān)系。

2.2 線性概率因子評價

根據(jù)飼料間與廢水中有機物、添加元素、限制元素中出現(xiàn)的各營養(yǎng)元素因子概率比重,按設(shè)定的線性概率因子評價標(biāo)準(zhǔn)得出飼料水分(LW)、灰分(LA)、氨氮(LAN)、鉛(LPb)、鎘(LCd)5個小概率因子,概率比重(Pp)小計為0.11;磷(LP)、鐵(LFe)、鎂(LMg)、汞(LHg)、鉻(LCr)5個中概率因子,小計為0.32;氮(LN)、銅(LCu)、砷(LAs)、錳(LMn)4個主要概率因子,小計為0.57。

3 結(jié)論與討論

研究發(fā)現(xiàn),養(yǎng)殖廢水污染物受營養(yǎng)元素不同程度的影響,其中添加元素類污染物受營養(yǎng)元素影響最大,限制元素次之,有機物最小。表明養(yǎng)殖廢水污染物主要受飼料添加元素影響,印證了添加元素畜禽消化吸收率低,而糞尿含量卻很高的觀點[7]。而且與糞便中添加元素釋放向水體遷移的規(guī)律相吻合[8]。檢測結(jié)果表明,廢水污染物氮、銅、鐵、砷、鋅、鎂、鉻、鎘與營養(yǎng)元素存在高度線性關(guān)系(R>0.7,PR>0.5,P

線性概率因子評價結(jié)果表明,影響廢水污染物的營養(yǎng)元素中,水分、灰分、氨氮、鉛、鎘為小概率因子,磷、鐵、鎂、汞、鉻為中概率因子,氮、銅、砷、錳為主要概率因子。各類因子概率比重分別為0.11、0.32、0.57,主要概率因子以添加元素為主,與上述結(jié)論相一致。因此,飼料中氮、銅、砷、錳是影響廢水污染物的重要參數(shù)。

4 參考文獻

[1] 黃愛霞,鄒曉庭.集約化畜禽養(yǎng)殖污染的現(xiàn)狀及解決方法[J].甘肅畜牧獸醫(yī),2006,187(2):42-44.

[2] 李曉涓,楊麗娟.畜禽養(yǎng)殖污染是不容忽視的新的環(huán)境問題[J].環(huán)境保護科學(xué),2005,32(129):56-57.

[3] 熊慧欣,趙秀蘭,徐軼群.規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染的防治[J].家畜生態(tài),2004,24(4):249-251.

[4] 張利癢,紀(jì)海燕.飼料安全與環(huán)境污染治理[J].環(huán)境保護,2007(1):65-68.

[5] 石軍,孫德文,陳安國.減少畜禽養(yǎng)殖污染的營養(yǎng)學(xué)途徑[J].糧油食品科技,2002,10(3):33-34.

[6] TIM LUNDEEN.Modification to diet could reduce ordo[J].Feedstuff,2007(9):10-11.

[7] 徐偉樸,陳同斌,劉俊良,等.規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖對環(huán)境的污染及防治策略[J].環(huán)境科學(xué),2004,25(6S):105-108.

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【關(guān)鍵詞】 生豬養(yǎng)殖 污染 種養(yǎng)結(jié)合

1前言

近年來,隨著經(jīng)濟的持續(xù)、穩(wěn)定增長和人民生活水平的不斷提高,養(yǎng)豬業(yè)也得到了快速的發(fā)展,昔日農(nóng)村房前屋后的零散養(yǎng)殖已被規(guī)模化的養(yǎng)豬場所取代。生豬養(yǎng)殖的興旺增加了養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟收入,在一定程度上促進了地方經(jīng)濟的發(fā)展。然而,養(yǎng)殖戶對養(yǎng)豬場所產(chǎn)生的污水及糞便未能進行妥善的處理與利用,養(yǎng)豬場所排放的污水在一些地方已成為區(qū)域的主要污染源,污染的范圍在擴大已波及大江流域。有資料顯示,列入福建省四大水系的九龍江、汀江,養(yǎng)殖業(yè)的污染負(fù)荷比已高居首位。因此,治理、控制養(yǎng)豬場的污染自然也就成為保護環(huán)境的重要任務(wù),養(yǎng)豬業(yè)所帶來的環(huán)境污染問題已引起各級政府、相關(guān)部門和社會各界的普遍關(guān)注。本文在分析生豬養(yǎng)殖污染物產(chǎn)生情況的基礎(chǔ)上,對沼氣池的功效、種養(yǎng)結(jié)合的推行與局限以及豬糞作為有機肥原料可行性等問題進行了較為詳細(xì)的探討,目的在于為解決區(qū)域環(huán)境問題提供更為實用的污染防治技術(shù)。

2 生豬養(yǎng)殖污染產(chǎn)生情況分析

生豬養(yǎng)殖的主要污染來源于生豬排放的糞便及尿液。糞便作為固形物常被分離出來,而尿液則與豬圈沖洗水一起形成養(yǎng)豬場的污水。

2.1污水產(chǎn)生情況

經(jīng)過對10家養(yǎng)豬場產(chǎn)生污水的監(jiān)測,以及對養(yǎng)豬場各類生豬平均重量的估算,可以得出單位重量豬只的污染排放系數(shù),具體見表1。

每50kg重量的豬只,每天產(chǎn)生的污染物的量分SS163.68g、COD116.86g、NH3-N6.60g、TP1.07g。

調(diào)查監(jiān)測的10家養(yǎng)豬場母豬、仔豬和菜豬的比例為

1:2.03:7.12。母豬的平均重量取150kg,仔豬的平均重量10kg,菜豬的平均重量取60kg,豬場的平均污水產(chǎn)生量為15kg/d.頭。所監(jiān)測的污水為豬糞經(jīng)人工鏟起后的豬圈出水。

查閱相關(guān)資料可以得出不同體重豬只的換算系數(shù)。詳見表2。

根據(jù)表2的換算系數(shù),就可算出不同體重豬只換算成50kg豬只的數(shù)量,然后再按表1的排污系數(shù)就能計算出所排污染物的數(shù)量。

例如:確定100頭80kg豬的日產(chǎn)污量。

首先80kg重量的豬100頭可換算成50kg重量的豬117頭,即:

100(頭)×1.17=117(頭)

然后計算產(chǎn)污量,即:

SS=163.68×117=19150.5(g)

COD=116.86×117=13672.62(g)

NH3-N=6.60×117=772.20(g)

TP=1.07×117=125.19(g)

2.2豬糞產(chǎn)生量

不同體重的豬產(chǎn)生的糞便量也不盡相同,據(jù)調(diào)查體重為50kg的豬只每天產(chǎn)生的糞便量在1.25~1.30kg之間,相應(yīng)豬糞的BOD5量為136~141g/d.頭。

其它體重的豬只的糞便產(chǎn)生量及其BOD5產(chǎn)生量也可按表2中的換算系數(shù)計算得出。

3沼氣池是養(yǎng)殖廢水處理的關(guān)鍵

從生豬養(yǎng)殖的污染分析可以看出,每50kg重量的豬仔,每天產(chǎn)生的污染物的量分別為SS163.68g、COD116.86g、NH3-N6.60g、TP1.07g,廢水排放量為15kg/d.頭。如何有效地降低養(yǎng)殖廢水的污染物,沼氣池是養(yǎng)殖廢水處理的關(guān)鍵。

選定某種養(yǎng)有限公司的一排5個100m3的沼氣池作為研究對象。根據(jù)該公司原有的排水體系,前兩個沼氣池(200m3)作為母豬圈廢水處理池,按每頭母豬重量150kg計算,母豬圈的存欄總數(shù)為330頭,母豬飼料用量為3.78kg/頭,則單位體積沼氣池的負(fù)荷為247.5kg豬排放的污染物,單位體積沼氣池的飼料負(fù)荷為6.24kg;后三個沼氣池(300m3)作為菜豬圈廢水處理池,按每頭菜豬重量60kg計算,菜豬圈的存欄總數(shù)為710頭,菜豬飼料用量為3.78kg/頭,則單位體積沼氣池的負(fù)荷為142kg豬排放的污染物,單位體積沼氣池的飼料負(fù)荷為8.95kg。

沼氣池按照設(shè)定的污染負(fù)荷運行1個月以上,根據(jù)豬圈沖洗時間,取沼氣池前池不同時段混合水樣作為沼氣池進水水質(zhì),取并列幾個沼氣池出水混合樣作為沼氣池出水水質(zhì),進行分析,分析結(jié)果見表3。

從研究結(jié)果可以看出,單位體積沼氣池的負(fù)荷為2.5~3.0只平均體重(以50kg為標(biāo)準(zhǔn))豬仔的排污量,與單位體積的沼氣池的飼料負(fù)荷沒有一定規(guī)律的必然關(guān)系;沼氣池出水的pH值基本在中性略偏堿,可以作為植物的灌溉用水,不會因為堿性太強,使土壤板結(jié);沼氣池對COD和BOD具有較高的去除效率,一般可以達到60%~75%;沼氣池對NH3-N、TP不具備去除能力。由于實驗人力、物力的限制,對氣溫對沼氣池的處理效率影響未進行進一步的研究。

因此,生豬養(yǎng)殖業(yè)污染控制中,監(jiān)督養(yǎng)殖戶按照指導(dǎo)的2.5~3.0頭/m3建設(shè)沼氣池是十分關(guān)鍵的,能有效地降低廢水中的COD、BOD、SS,同時,為了提高沼氣池的去除效率,可以通過設(shè)置前池、定期清除沼氣池中的沼渣、選擇合理的沼氣池池型等手段。

4 利用豬糞生產(chǎn)有機肥體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟理念

循環(huán)經(jīng)濟是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心,以“減量化、再利用、資源化”為原則,以低消耗、低排放、高效率為基本特征,符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式,是對“大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長模式的根本變革[1]。為了減輕經(jīng)濟增長對資源供給的壓力,必須大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,實現(xiàn)資源的高效利用和循環(huán)利用。

從養(yǎng)殖業(yè)的情況看,各種養(yǎng)均產(chǎn)生大量的糞便,其中不僅含有大量的營養(yǎng)元素,也含有大量有機質(zhì),其中,生豬從仔豬出生到生豬出欄平均日產(chǎn)濕糞2~2.5kg,均值2.3kg,牛日產(chǎn)糞12.73kg,奶牛日產(chǎn)糞22.5kg,羊日產(chǎn)糞1.3kg,其它畜、禽的產(chǎn)糞量各不相同,但總產(chǎn)生量也是很可觀的。以新羅區(qū)為例,2005年出欄生豬約120~140萬頭,年產(chǎn)生豬糞49.68~57.96×104t,從豬糞回收情況來看,目前主要的回收利用渠道是蔬菜、水果種植中直接經(jīng)發(fā)酵后回田,如果按每畝果園、蔬菜地年消耗濕糞2~2.5t計算,其中考慮豬糞可回收率80%,約需20萬畝果園及菜地才能消耗掉新羅區(qū)全年產(chǎn)生的豬糞。而新羅區(qū)2004年非糧作物播種面積為197785畝,耕地面積22.7967萬畝,由于其它有機肥料施用面積占了約一半,還有一部分施用無機肥,因此,實際上無法消納養(yǎng)豬產(chǎn)生的豬糞。

從目前生豬豬糞利用方式看,利用豬糞加工有機肥是一個比較好的方法,生產(chǎn)一噸有機肥約需消耗2.2t濕豬糞,以每噸銷售價格650元計算,其提供的稅利價值約為50~150元,從企業(yè)經(jīng)營情況看,目前的豬糞收集范圍在15~20km,通常不超過25km,這與運輸費用有直接的關(guān)系,因此,實際上一個有機肥廠收集范圍在2~3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍,無法擴大。

從規(guī)模效益看,豬糞有機肥企業(yè)的合理規(guī)模在5000~20000t/a,最小不小于2000t/a,從目前收集的豬糞情況看,豬糞采用圈內(nèi)直接收集的方法約可回收80%,而干、濕分離機由于去除了大量的有機質(zhì)、氮源等可溶性肥料,只剩干渣,可利用效果較差,收集效率通常也只有50%左右,因此,從污染物減排和資源回收利用角度出發(fā),還是采用干清糞工藝比較合適。從經(jīng)濟角度出發(fā),目前的豬糞回收價格為20~25元/m3,合15~20元/t,以一個年出欄2000頭生豬的豬場為例,采用干清糞工藝,年出售豬糞可獲利9936~1.3248元,可支付1~2名工人的工資。

從肥料效果看,目前的有機肥包括活菌有機肥和滅活(菌)有機肥兩種,雖然從其有效肥料中有機質(zhì)、N、P、K等的含量比例來看,基本上是一樣的,但由于活菌有機肥改變了土壤微生物結(jié)構(gòu),增加了有益菌數(shù)量,對植物更為有利,樹體更健康,不易得病,有利于生產(chǎn)有機產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品。

從鮮豬糞有效肥料成分比例看,有機質(zhì)∶N∶P∶K為18.28∶0.55∶0.56∶0.35,其中鉀的比例較低,在產(chǎn)品中通常要求有機質(zhì)∶N∶P∶K的比例在20∶1.1∶1.15∶1.1左右,而且,由于鮮豬糞中含水份達到68%,豬糞尿中含水份85%,因此,需適當(dāng)添加泥炭土、煙未、污泥、煤灰等填充劑,并通過曬干等方式保持豬糞有機肥細(xì)菌活性,降低水分,而通過烘干生產(chǎn)的有機肥則生產(chǎn)的是滅活(菌)有機肥,對土壤改善效果較差。

從新羅區(qū)目前情況看,一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)出欄量在5~15萬頭生豬,按50%豬場豬糞用于生產(chǎn)有機肥,回收率為80%計算,可回收鮮豬糞10350~31050t/a,可生產(chǎn)有機肥4704~14114t/a。因此,2~3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)通??梢越ㄔO(shè)一個5000~20000t/a的豬糞有機肥廠。其規(guī)模和治理效果是比較合理的。不僅可為企業(yè)創(chuàng)造利稅25~300萬元,還可為養(yǎng)殖戶增收10~40萬元,而且減少排放有機質(zhì)914~3656t/a,減少N排放27.5~110t/a,P排放量28~112t/a??捎行p輕河道有機質(zhì)污染,防止河水富營養(yǎng)化,取得環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的雙豐收。

從現(xiàn)有實施情況看,利用豬糞生產(chǎn)有機肥不僅走的是循環(huán)經(jīng)濟的路,有效變廢為寶,也可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。但目前在實施過程中也存在一些相關(guān)的問題,其主要是企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不同,產(chǎn)品實用效果不同,因此,造成豬糞有機肥推廣較難,因此,必須通過政府扶持一部分品牌效益好、管理優(yōu)質(zhì)的企業(yè)發(fā)展聯(lián)鎖企業(yè),擴大品牌效應(yīng),形成社會認(rèn)知,以有效處理生豬養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的豬糞問題,為生豬養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

5 種養(yǎng)結(jié)合模式是生豬養(yǎng)殖污染治理的最終途徑

沼氣池能有效地降低生豬養(yǎng)殖廢水中的COD、BOD、SS,但沼氣池出水中的COD、BOD、SS仍然無法達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)的濃度限值,且沼氣池對NH3-N、TP基本上不具備去除能力。 我們嘗試用工業(yè)廢水處理方法中的二級生物處理法來處理沼氣池出水,養(yǎng)殖廢水的BOD/COD的比值平均在0.5左右,因此,該廢水可生化性較好,從曝氣生化處理效率研究可以證實,采用生化處理工藝能有效地降解廢水中的有機物。在暫不考慮處理成本的前提下,通過足夠時間的充氧曝氣,經(jīng)過處理后廢水中的COD和BOD可以達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001)的要求,但由于生豬養(yǎng)殖廢水中較高的NH3-N、TP,無法達到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此,采用生化處理方法處理生豬養(yǎng)殖廢水首先在技術(shù)上存在問題,充分利用廢水中的NH3-N、TP,發(fā)展種養(yǎng)結(jié)合模式是生豬養(yǎng)殖污染治理的最終模式。

篇6

【關(guān)鍵詞】循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng);生物膜;掛膜;實驗

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)以其自身諸多的優(yōu)勢,在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)獲得了廣泛應(yīng)用。然而,在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)會產(chǎn)生出大量帶有污染物的廢水,這極不利于環(huán)保。針對這一問題,業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者進行了相關(guān)研究,一些專家提出可以通過生物膜法對養(yǎng)殖廢水進行處理,這種方法最大的特點是成本較低,且處理效果較好,非常適合淡水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)。借此本文就循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中自然微生物生物膜形成過程實驗展開研究。

1.淡水循環(huán)水養(yǎng)殖污水處理的必要性

循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要應(yīng)用于魚、蝦、蟹、貝類的養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中,相比較傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式而言,該系統(tǒng)不僅可以減少對水資源、土地資源的占用,而且還能夠滿足高密度集約化的養(yǎng)殖需求,有利于大幅度提高水產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟效益。但是,在高密度的水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中,養(yǎng)殖生物產(chǎn)生的殘骸、殘餌以及代謝產(chǎn)物會給養(yǎng)殖水體帶來嚴(yán)重污染,成為了養(yǎng)殖水體的污染源。如果將氮、磷含量過高的養(yǎng)殖廢水直接排入周圍水體中,則會導(dǎo)致周圍水體富營養(yǎng)化,對水源及周邊環(huán)境造成污染。同時,養(yǎng)殖水體的污染會造成水質(zhì)下降,提高水體氨氮和亞硝酸鹽的含量,降低水體中的溶解氧,進而對養(yǎng)殖生物的生長產(chǎn)生毒害作用,甚至?xí)?dǎo)致大批養(yǎng)殖生物死亡,帶來重大經(jīng)濟損失。在傳統(tǒng)的水污染控制方式中,常使用沉淀、過濾、換水等物化處理技術(shù),其成本較高且污染控制效果不明顯。而循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)可利用微生物處理技術(shù)實現(xiàn)水體的循環(huán)利用,減少污泥產(chǎn)生量,使養(yǎng)殖廢水得到原位修復(fù)。由于微生物處理技術(shù)中的生物膜法具備處理成本小、管理方便等優(yōu)勢,所以已經(jīng)成為養(yǎng)殖廢水處理的重要技術(shù)措施之一。為了滿足實際應(yīng)用的要求,有必要對生物膜的形成過程進行研究,鑒于此,下面本文通過實驗的方法對循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中,生物膜的形成過程進行論述。

2.淡水循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中的生物掛膜實驗研究

2.1實驗器材

本次實驗在天津錦堂農(nóng)業(yè)科技有限公司水產(chǎn)養(yǎng)殖試驗車間內(nèi)完成,共建立了三套完全相同循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),實驗裝置主要由以下幾個部分組成:生物濾池、配水池、溫度控制器、氣泵、水泵、流量計等。三套實驗裝置分別對應(yīng)的組號為1#、2#、3#,選用的填料為天然植物(竹子)和聚烯烴類兩種填料。實驗中使用的硝化菌劑是由中科院微生物研究所開發(fā)的,養(yǎng)殖廢水的成分如下:NaHCO3、NH4Cl、Na2HPO4、KH2PO4等。

2.2實驗過程

在實驗開始階段,首先進行曝氣,隨后提高循環(huán)水流速,并在此基礎(chǔ)上進行人工掛膜;經(jīng)過5天時間的掛膜啟動之后,維持1小時左右的系統(tǒng)水力,并利用溫控器將水溫控制在25攝氏度左右,同時保持DO在5mg/L以上;三套實驗裝置全部經(jīng)過同樣的掛膜啟動之后,開始正式實驗。實驗過程中,對三套裝置分別加入氨氮質(zhì)量濃度為25、5以及5mg/L的養(yǎng)殖廢水,然后進行循環(huán)運轉(zhuǎn),于每日上午進行換水,并從濾池出口取開始水樣,循環(huán)12小時后再取結(jié)束水樣,之后對水樣中所含的氨氮質(zhì)量濃度進行測定,以此作為表征生物膜活性的主要指標(biāo);從第2天開始,每隔四天取一次生物膜樣本,共取樣8次,同時,在第2、4、6、8、10、12、15、18、21、24、28、32、36天時,取水樣。對水質(zhì)指標(biāo)的監(jiān)測依據(jù)國家現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求進行,對生物膜的質(zhì)量監(jiān)測,采用濾膜烘干法進行側(cè)定。

2.3結(jié)果與討論

(1)濃度變化分析。生物膜質(zhì)量濃度的變化曲線如圖1所示。

圖1生物膜質(zhì)量濃度變化曲線

在1#、2#、3#實驗組中,在經(jīng)過初始適應(yīng)期之后,附著微生物開始不斷增加,一直到實驗后期,附著微生物的增長速度變慢,逐步達到相對穩(wěn)定的速度。1#實驗組在實驗30d后,附著生物膜的質(zhì)量濃度達到最大值,而后開始降低,這是生物膜的生長周期,此時一部分附著生物膜脫落,由此說明30d為1#實驗組生物膜的增長周期。而2#、3#實驗組在相同時段的附著生物膜質(zhì)量濃度沒有達到最大值,造成這種現(xiàn)象的原因在于模擬廢水質(zhì)量濃度偏低,從而延緩了生物膜的增長速度,使生物膜的生長周期較之1#實驗組相比有所延長;1#與2#實驗組的填料相同,但2#實驗組的模擬廢水氨氮質(zhì)量濃度較低,使該組的生物膜質(zhì)量濃度也較低,延緩了生物膜的增長速度。這說明氨氮質(zhì)量濃度對生物膜的形成過程有著顯著影響,氨氮質(zhì)量濃度越高,越有利于促進生物膜形成和增長,進而促使生物膜形成與代謝周期明顯縮短;2#與3#實驗組的質(zhì)量濃度相同,但是載體填料不同,通過實驗可以看出,采用天然植物載體填料的實驗組附著生物膜的速度較快,在實驗初期已經(jīng)附著一定量的生物膜,即便是到了后期其生物膜的增長速度也較快。由此可以得出以下結(jié)論,即天然植物載體填料比聚烯烴類塑料填料更能促進生物膜附著的增長速度。

(2)氨氮去除率。運用12h 氨氮的百分去除率來表示生物濾池的氨氮去除特性,其實驗結(jié)果如圖2所示。

圖2氨氮去除率變化曲線

在1#、2#、3#實驗組中,隨著實驗進程的不斷推進,氨氮的百分去除率會隨之增加,當(dāng)分別達到最大值并維持一段時間之后開始下降。尤其對于1#實驗組而言,在實驗30d之后,氨氮百分去除率會驟然下降,而后又開始恢復(fù),并出現(xiàn)一定程度的提高。該實驗組中氨氮去除率的變化與附著生物膜質(zhì)量濃度的變化基本吻合,而氨氮百分去除率的驟然下降與部分生物膜脫落有著直接關(guān)系,在經(jīng)過短期調(diào)整后,生物膜增長速度得到了穩(wěn)定,使得生物濾池的氨氮去除能力也隨之恢復(fù)。在1#、2#、3#實驗組中,其氨氮去除情況存在著明顯差異,1#實驗組明顯高于2#、3#實驗組的氨氮去除率,但是當(dāng)實驗進入穩(wěn)定狀況后,三組實驗的氨氮去除效率相差不多。同時,在實驗前18d,天然植物載體填料實驗組的氨氮去除率明顯高于聚烯烴類塑料填料實驗組,高出約10%,這與實驗初期附著微生物的程度有著直接關(guān)系,也驗證了氨氮去除百分率隨著生物膜質(zhì)量濃度的變化而變化。

3.結(jié)論與建議

綜上所述,在循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中,污(下轉(zhuǎn)第346頁)(上接第232頁)水處理是非重要的環(huán)節(jié)之一,處理效率的高低直接關(guān)系到養(yǎng)殖效益。為了提高污水處理效果,可以采用生物膜法,本文重點對生物膜的形成過程進行了研究。結(jié)果表明,以天然植物作為填料能夠進一步促進生物膜的增長速度。為此,建議在實際養(yǎng)殖中,可以采用天然植物作為生物掛膜的填料,這樣不但有助于提高成膜速度,而且還能增強污水處理效果。由于生物掛膜具有階段性和周期性的特點。所以,在成膜之后,需要采取相應(yīng)的措施對生物膜進行維護,目前比較常用的方法為反沖洗法,沖洗的時間可依據(jù)成膜周期進行確定。在反沖洗的過程中,還應(yīng)當(dāng)對水力負(fù)荷進行控制,這是因為大部分養(yǎng)殖廢水全部都是低濃度水,適當(dāng)?shù)乃ω?fù)荷有助于提高微生物與底物的接觸幾率,從而確保微生物不會被沖脫。[科]

【參考文獻】

[1]趙倩.水質(zhì)調(diào)控對生物濾器生物膜培養(yǎng)的影響研究[D].中國海洋大學(xué),2013.

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[3]李華龍.循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要氨氮降解微生物的初步研究[D].中國海洋大學(xué),2013.

篇7

關(guān)鍵詞:畜禽養(yǎng)殖業(yè);污染物;排放方式;防治措施;環(huán)境污染 文獻標(biāo)識碼:A

中圖分類號:X713 文章編號:1009-2374(2015)35-0086-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.35.042

一個國家人均對畜禽產(chǎn)品的消耗量,被看作是這個國家的發(fā)達程度和衡量人民生活水平的重要標(biāo)志之一。近年來,為滿足人民對生活水平不斷提高的需求,畜禽規(guī)?;B(yǎng)殖已成為我國目前養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主流。然而,由于歷史的各種原因,我國在畜禽規(guī)?;B(yǎng)殖場建設(shè)過程中沒能做到全面推廣“干清糞”及“雨污分流”新工藝和要求,隨之帶來了畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放方式的多樣性,排放方式種類有干糞類、濕糞類和污水類等,使之帶來的環(huán)境污染對人、畜健康造成了影響,養(yǎng)殖生產(chǎn)與環(huán)境污染的矛盾日顯突出。據(jù)我國《第一次全國污染源普查公報》顯示:在農(nóng)業(yè)源中,畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的COD、氨氮總量分別為1268.26萬噸和71.73萬噸,占整個農(nóng)業(yè)源排放COD、氨氮總量的95.8%和78.1%,在全國排放COD、氨氮總量中所占比例分別達到了41.9%和41.5%。我國《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》2014年1月1日起已經(jīng)正式施行,如何有效解決好養(yǎng)殖生產(chǎn)與環(huán)境污染這一矛盾,筆者通過對長期實際工作的總結(jié)認(rèn)為:要就畜禽養(yǎng)殖業(yè)不同的污染物排放方式采取不同的有效防治措施及處理工藝技術(shù),才能達到畜禽廢棄物的無害化處理、資源化利用、減量化排放要求,實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

1 養(yǎng)殖業(yè)污染物排放方式的形成

1.1 干糞類排放方式

本文將畜禽養(yǎng)殖業(yè)以干糞形式排放污染物的方式稱為干糞類排放方式。目前,畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物有三種途徑形成干糞類排放方式:一是采取“干清糞”工藝清理分離出來的畜禽干糞;二是通過對水沖糞、水泡糞濕法清糞工藝的養(yǎng)殖場濕糞采用篩濾、離心、過濾、浮除、沉降、沉淀、絮凝等固液分離技術(shù)進行處理后清理分離出來的畜禽干糞;三是通過對養(yǎng)殖場污水處理后所產(chǎn)生的糞渣。

1.2 濕糞類排放方式

本文將畜禽養(yǎng)殖業(yè)以濕糞形式排放污染物的方式稱為濕糞類排放方式。目前,畜禽養(yǎng)殖業(yè)濕糞類排放污染物方式有兩種途徑:一種是水沖糞濕法清糞工藝產(chǎn)生畜禽濕糞;另一種是水泡糞濕法清糞工藝產(chǎn)生畜禽濕糞。

1.3 污水類排放方式

本文將畜禽養(yǎng)殖業(yè)以污水形式排放污染物的方式稱為污水類排放方式。目前,畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水類排放污染物方式源于三種途徑:一是來源于采用水沖糞清糞工藝的畜禽養(yǎng)殖業(yè)直接排放含畜禽糞的污水;二是來源于水沖糞、水泡糞濕法清糞工藝的養(yǎng)殖場通過對排放的污染物進行固液分離處理之后含畜禽尿糞的污水;三是來源于養(yǎng)殖場沖洗畜禽室舍的污水。

2 不同的污染物排放方式采取不同的防治措施

畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的干糞、濕糞及污水中都含有大量污染物,如BOD5、CODCr、氨氮、磷、重金屬,還有殘留的獸藥以及大量的病原體等,如不經(jīng)過處理直接排放,將會造成水體、大氣、土壤的嚴(yán)重污染,因為,一是養(yǎng)殖業(yè)排放的污染物屬于含病原體多的高濃度的有機污染物,過多的有機物質(zhì)進入水體后,其有機物分解將會消耗水中大量的溶解氧,使水體發(fā)臭,導(dǎo)致水生生物死亡,過多的氮和磷還會使水體富營養(yǎng)化;二是畜禽養(yǎng)殖排放的污染物在厭氧情況下會產(chǎn)生大量的NH3、H2S等惡臭氣體,這些惡臭氣體將影響和危害畜禽養(yǎng)殖人員及周邊居民的身體健康;三是畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的污染物中含有過多的氮、磷、鉀等養(yǎng)分,未經(jīng)處理就直接、連續(xù)、過量施用,會給土壤及農(nóng)作物的生長造成不良的影響,具體表現(xiàn)為使農(nóng)作物減產(chǎn)、推遲農(nóng)作物成熟期、影響后續(xù)農(nóng)作物的種植等,所以有必要采取有效的防治措施及處理工藝技術(shù)對其排放的污染物進行科學(xué)的處理。

2.1 干糞類排放方式采用的防治措施及處理工藝

根據(jù)畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的干糞類污染物中含大量的氮、磷、鉀等養(yǎng)分實際情況,怎樣對其進行“無害化處理、資源化利用”是筆者必須考慮的首要問題。目前,國內(nèi)外對畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的干糞類污染物進行無害化處理后生產(chǎn)有機肥料已有非常成熟的工藝。例如:位于新余市的江西一鳴生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司10000m2標(biāo)準(zhǔn)化蛋雞養(yǎng)殖場2014年底建成,其干糞類污染物經(jīng)過生物發(fā)酵無害化處理后生產(chǎn)有機肥料處理工藝技術(shù)的實施運行效果非常成功。其具體工藝流程如圖1所示:

江西一鳴生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司10000m2標(biāo)準(zhǔn)化蛋雞養(yǎng)殖場產(chǎn)生的雞糞采用自動清糞機設(shè)備,干糞清理自動化,雞舍清理出的雞糞由專用車輛運至有機肥廠進行處理,雞糞在運送至堆肥廠后,與鋸末和秸稈等填充料進行一定比例的預(yù)混,其中雞糞75%、填充料25%,同時加入少量的發(fā)酵液,之后進行自動化的翻料,經(jīng)過一段時間的生物發(fā)酵堆肥處理。產(chǎn)生的有機肥一部分就近出售至珊娜果園農(nóng)用處理,其余出售給市內(nèi)農(nóng)業(yè)種殖業(yè),環(huán)境及經(jīng)濟效益明顯。

2.2 濕糞類排放方式采用的防治措施及處理工藝

無論采用什么綜合措施進行處理畜禽養(yǎng)殖場濕糞類污染物,都必須首先進行固液分離。采用篩網(wǎng)式、臥式離心機、壓濾機等設(shè)備處理都可以完成濕糞類污染物的固液分離,固液分離之后的干糞采用前面2.1的防治措施及處理工藝技術(shù)進行無害化處理后生產(chǎn)有機肥料,達到“資源化利用”目的;固液分離之后的廢水可采用“厭氧+氧化塘處理技術(shù)”和“厭氧+好氧池處理技術(shù)”兩種防治措施及處理工藝技術(shù)進行處理。

2.3 污水類排放方式采用的防治措施及處理工藝

根據(jù)目前國內(nèi)外畜禽養(yǎng)殖場污水成熟的處理技術(shù)來看,處理工藝的前端工序都必須進行固液分離。采用篩網(wǎng)式、臥式離心機、壓濾機等設(shè)備處理都可以完成廢水的固液分離工作,固液分離之后的糞渣采用前面2.1的防治措施及處理工藝技術(shù)進行無害化處理后生產(chǎn)有機肥料;同前面2.2一樣,固液分離之后的廢水可采用下列兩種防治措施及處理工藝技術(shù)進行處理:

2.3.1 厭氧+氧化塘處理技術(shù)。厭氧處理具有造價低、占地少、能量需求低的特點,還可以產(chǎn)生沼氣,而且處理過程不需要氧,不受傳氧能力的限制等,因而對有機物具有較高的負(fù)荷潛力,能使一些好氧微生物所不能降解的有機物部分得到降解。厭氧常用的方法有完全混合式厭氧消化器、厭氧接觸反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床、厭氧流化床、升流式固體反應(yīng)器等。

氧化塘處理法是利用天然水體、土壤和生物的物理、化學(xué)與生物的綜合作用來凈化污水。這類方法投資省、工藝簡單、動力消耗少,但凈化功能受自然條件的制約。氧化塘處理法是自然處理法的一種主要模式。厭氧+氧化塘處理技術(shù)處理畜禽養(yǎng)殖場廢水的具體工藝流程見圖2:

2.3.2 厭氧+好氧池處理技術(shù)。好氧池處理技術(shù)的基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機物,同時合成自身細(xì)胞。在好氧池中處理污水,水中可生物降解的有機物最終可被完全氧化為簡單的無機物。

厭氧+好氧池處理技術(shù)處理畜禽養(yǎng)殖場廢水的具體工藝流程見圖3:

以上兩種處理技術(shù)都采用了厭氧工藝,因為從治理技術(shù)來看,要在實現(xiàn)去除CODCr、BOD5的同時,還要達到脫氮除磷的效果,不可缺少厭氧工藝。

3 對污染源的防治措施及管理對策

3.1 科學(xué)制定畜禽養(yǎng)殖發(fā)展及污染防治規(guī)劃

為了畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及減少對環(huán)境的影響,合理制定畜禽養(yǎng)殖發(fā)展及污染防治規(guī)劃,合理劃定禁、限、可養(yǎng)區(qū),限期對禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場進行全面清退,不得新建任何形式的畜禽養(yǎng)殖場;對限、可養(yǎng)區(qū)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場嚴(yán)格規(guī)范畜禽養(yǎng)殖行為。

3.2 嚴(yán)把行業(yè)準(zhǔn)入關(guān)

落實以村委為單位的網(wǎng)格化監(jiān)管模式,新上規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場應(yīng)先征得當(dāng)?shù)剜l(xiāng)(鎮(zhèn))人民政府同意,然后向畜牧獸醫(yī)、土地規(guī)劃、環(huán)保、林業(yè)等相關(guān)部門辦理審批手續(xù),方可建設(shè),對未批先建且對環(huán)境影響較大、投訴較多的養(yǎng)殖企業(yè),應(yīng)從重從嚴(yán)處罰,讓各養(yǎng)殖業(yè)違法成本遠(yuǎn)高于守法成本。

3.3 積極推廣生態(tài)養(yǎng)殖模式和清潔養(yǎng)殖技術(shù)

積極使“干清糞”及“雨污分流”工藝技術(shù)在規(guī)?;B(yǎng)殖場得到全面推廣,從源頭減少污染物的產(chǎn)生,要求養(yǎng)殖場建設(shè)雨污分流管道、糞渣儲存場及污水處理設(shè)施,鼓勵對糞渣、污水進行農(nóng)業(yè)利用或污水達標(biāo)排放。

3.4 加大治污的投入

一是加大宣傳力度,讓各養(yǎng)殖業(yè)主了解未合理處置的畜禽養(yǎng)殖糞污對環(huán)境的影響,明確各養(yǎng)殖業(yè)主為第一治污責(zé)任人;二是各級政府負(fù)責(zé)各轄區(qū)內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量,積極爭取國家資金或依靠大型養(yǎng)殖企業(yè)或引進社會資金,在密集散養(yǎng)區(qū)建設(shè)集中式糞污沼氣工程或有機肥加工廠;三是地方政府要常年設(shè)立畜禽養(yǎng)殖污染治理專項資金,用于獎勵通過合格驗收達標(biāo)排放的養(yǎng)殖場或研發(fā)出投資少、易操作的適合養(yǎng)殖場的污染治理技術(shù);四是推廣有機肥的使用,對生產(chǎn)有機肥的企業(yè)及使用有機肥的種植者給予獎勵。

3.5 嚴(yán)格考核機制,落實工作責(zé)任

一是明確責(zé)任主體,細(xì)化部門工作職責(zé),嚴(yán)格考核機制,把工作落到實處;二是制定統(tǒng)一的操作性強的管理辦法,明確養(yǎng)殖承載力、農(nóng)田施用量、畜禽糞污儲存等主要指標(biāo);三是實行網(wǎng)格化監(jiān)督管理,將日常監(jiān)督管理工作重心下移,落實到以村委為單位的監(jiān)督管理網(wǎng)格。

總之,只要結(jié)合實際,運用技術(shù)、法制、行政、政策等手段,通過節(jié)能減排與末端處理相結(jié)合,大力推行“干清糞”及“干濕分離與雨污分流”的清潔化生產(chǎn)方式和生態(tài)化養(yǎng)殖技術(shù),就能有效地解決好養(yǎng)殖生產(chǎn)與環(huán)境污染的之間的矛盾,實現(xiàn)畜禽廢棄物“無害化處理、資源化利用、減量化排放”的目標(biāo),從而促進畜禽養(yǎng)殖業(yè)的健康、和諧發(fā)展。

參考文獻

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篇8

關(guān)鍵詞:豬場廢水 好氧處理 SBR

中圖分類號:X713 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)06(a)-0098-02

畜禽養(yǎng)殖場廢棄物,特別是規(guī)?;i場糞污已是我國許多地區(qū)的主要污染來源。盡管豬場廢水可以還田利用或者采用自然處理系統(tǒng)進行處理,在工業(yè)化處理模式中,好氧工藝直接處理豬場廢水,投資及運行費用均很高;而采用厭氧一好氧進行處理,厭氧消化液好氧后處理是一大難題。本文提出運用pH調(diào)節(jié)(混凝)―曝氣吹脫(脫氨)―沉淀―SBR(sequencing batch reactor)工藝處理養(yǎng)豬廢水ABR出水,使得出水CODCr和NH3-N均能達標(biāo),具有重要的現(xiàn)實意義。

1 試驗材料與方法

1.1 廢水水質(zhì)

試驗所用廢水取自福建省福州市福清豐澤養(yǎng)豬場,試驗的廢水取自沉淀調(diào)節(jié)池出水,然后經(jīng)過前端ABR厭氧處理出水,其水質(zhì)參數(shù)見表1所示。

1.2 廢水水質(zhì)分析方法

pH采用玻璃電極法測定,而CODcr采用重鉻酸鉀法測定,NH3-N采用納氏試劑光度法,NO-2―N采用N一(1-萘基)-乙二胺光度法;NO-3―N采用酚二磺酸光度法;DO采用膜電極法;SS采用重量法。以上分析方法均參考《水和廢水監(jiān)測分析方法》。

1.3 實驗系統(tǒng)

實驗系統(tǒng)包括:(1)原水箱(存儲豬場ABR出水)(2)混凝pH調(diào)節(jié)池,(3)曝氣吹脫池,(4)沉淀池,(5)SBR反應(yīng)器。污水依次經(jīng)過上述設(shè)備進行處理。

2 ABR出水直接SBR處理結(jié)果與分析

2.1 SBR對ABR厭氧消化液COD去除效果

圖1對豬場廢水ABR厭氧消化液的COD去除情況在采用SBR工藝直接處理厭氧消化液的過程中,從外觀看,曝氣階段泡沫很多,沉淀后,反應(yīng)器內(nèi)上清液渾濁、呈黃色。從圖1可知,在試驗的前15 d,COD去除效果尚可,去除率為30%~60%,出水COD濃度在400~600 mg/L之間。隨著試驗的進行,出水COD濃度逐漸增加至1000 mg/L以上,并有繼續(xù)增加的趨勢。至試驗后期,COD去除率降至10%左右。當(dāng)進水COD濃度較低時,COD去除率甚至為負(fù)數(shù),因為這時積累在反應(yīng)器中的COD濃度比進水高。

2.2 SBR對ABR厭氧消化液NH3―N的去除效果

從圖2可知,當(dāng)SBR直接處理豬場廢水厭氧消化液時,NH3―N的去除效果優(yōu)于COD,去除率基本上在70%以上,最高可達95%。但NH3―N去除率也呈下降趨勢,盡管進水NH3―N相對比較穩(wěn)定,出水NH3―N則持續(xù)上升。到試驗后期,NH3―N去除率降至70%左右,出水NH3―N達到200 mg/L以上。

2.3 pH的變化處理效果的影響

針對SBR處理豬場廢水厭氧消化液效果差的問題,跟蹤監(jiān)測了一個運行周期NH3-N、NO2-N、NO3-N、pH變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在曝氣結(jié)束后,其pH降至5.5以下。NH3-N去除效果差的主要原因是硝化過程導(dǎo)致pH降至6.0以下,影響了微生物生長代謝以及基質(zhì)有效性。另外,pH值對降解有機物的異養(yǎng)細(xì)菌也產(chǎn)生比較嚴(yán)重的抑制。因此,在SBR處理豬場廢水厭氧消化液的過程中,曝氣階段的低pH(6.0左右)顯然是COD去除效率不高的主要原因;另硝化細(xì)菌絮凝性較差,很難沉淀,則是導(dǎo)致出水COD高的另一個原因。

3 pH調(diào)節(jié)―曝氣吹脫―沉淀―SBR處理結(jié)果與分析

3.1 加藥曝氣沉淀處理結(jié)果與分析

混凝沉淀過程中,上清液CODCr的去除率與Ca(OH)2的投加量成正相關(guān),即增加Ca(OH)2的投加量可明顯提高CODCr的去除率。在水溫20 ℃的條件下,氨的脫除與水樣pH值呈正相關(guān),而水樣的pH由Ca(OH)2投加量決定,當(dāng)Ca(OH)2的投加量從500 mg/L增加至5500 mg/L時,水樣的pH 值由8.15增加至10.15。經(jīng)反復(fù)試驗,確定Ca(OH)2的投加量在3000~6000 mg/L之間,可保證pH在9.5以上。曝氣吹脫池的曝氣強度為氣水比一般為1000∶1,曝氣時間為0.5 h。

經(jīng)過一段時間的運行,在水質(zhì)穩(wěn)定后進行監(jiān)測,其數(shù)據(jù)如表2所示。從表2中可以看出,COD的去除率基本控制在15%~35%之間,波動比較大,但是出水COD值比較穩(wěn)定,基本在1500~1800 mg/l之間。氨氮的去除率比較穩(wěn)定,在60%左右,出水的氨氮可以降到150~200 mg/l之間。后面的營養(yǎng)比基本可以使好氧微生物生長,因此后面好氧處理提供了必要的條件。

3.2 SBR處理工藝的結(jié)果與分析

活性污泥濃度4500~5500 mg/L,進水NH4+―N濃度在250 mg/L以下,容積負(fù)荷1-2kgCODCr/(m3?d),污泥負(fù)荷在0.15~0.17 kgCODCr/(kgMLSS?d)。整個SBR曝氣池水力停留時間為32 h。通過連續(xù)運行分析,SBR曝氣池水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表3。

從表3可以看出CODcr的去除率一般在70~80%之間,得到的出水濃度在400~mg/l左右,達到了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放標(biāo)準(zhǔn),處理效果良好。氨氮的去除率在65~75%之間,出水的氨氮在50~60 mg/l之間,去除率高,達到了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的排放標(biāo)準(zhǔn)。如果后面進一步進行氧化塘等生物處理,水質(zhì)可以進一步提高。

4 結(jié)語

(1)SBR直接處理ABR出水,COD去除效果尚可,去除率為30%~60%,NH3―N的去除效果優(yōu)于COD,去除率基本上在70%以上,最高可達95%,但是均無法達標(biāo)排放。

(2)pH調(diào)節(jié)―曝氣吹脫―沉淀―SBR處理ABR出水,出水的COD可以在400 mg/l以下,NH4+―N可以在80 mg/l以下,可達標(biāo)排放,但是石灰用量較大。

參考文獻

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篇9

關(guān)鍵詞:畜牧業(yè)面源污染 產(chǎn)生原因 危害 治理對策

改革開放以來,我國畜牧業(yè)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,但隨之帶來的畜禽糞便污水的排放大量增加,由于糞便利用率的低下和排放的不規(guī)范不達標(biāo),環(huán)境污染問題相當(dāng)嚴(yán)重。畜牧業(yè)面源污染具有污染源分散、分布廣泛、成因復(fù)雜且潛伏周期長等特點,對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,許多國家已將畜禽污染的管理作為環(huán)境保護的重要內(nèi)容,制定法律、法規(guī),嚴(yán)加控制和管理。2001年3月原國家環(huán)境保護總局了《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》,把畜牧業(yè)污染防治正式納入環(huán)境保護規(guī)劃。目前,我國大中型畜禽場畜禽糞、尿年流失率達50%以上,致使畜禽場周圍環(huán)境惡化,群眾反映強烈,已經(jīng)成為阻礙畜牧業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要因素。因此,要加強畜牧業(yè)面源污染防治,注重對環(huán)境的保護,減輕畜牧業(yè)生產(chǎn)活動對環(huán)境的危害。

一、畜牧業(yè)面源污染的產(chǎn)生原因

據(jù)2007年底統(tǒng)計,全國大中型畜禽養(yǎng)殖場達1.4萬多個,加上農(nóng)村小規(guī)模飼養(yǎng)戶,禽畜糞便及沖洗污水產(chǎn)生量巨大,年排放量達1 800億t以上,且基本上難以做到達標(biāo)排放,與工業(yè)廢水、生活污水并列水環(huán)境污染的三大源頭之一。畜禽養(yǎng)殖污染產(chǎn)生的主要原因:一是畜牧業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。過去我國畜禽養(yǎng)殖是以分散戶養(yǎng)、小規(guī)模經(jīng)營為主,產(chǎn)生的糞尿總量不多,也能被耕地消化。隨著人們對畜產(chǎn)品的需求量增加,推動畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大,生產(chǎn)集約化程度不斷提高,畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物越來越多,逐步形成了污染問題。二是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上化肥取代農(nóng)家肥比例增加。畜禽糞尿等農(nóng)家肥與化肥比較,有體積大、用量多、裝運不便等突出問題,加上化肥來源已相當(dāng)方便,很多耕地大量施用化學(xué)肥料,造成畜禽糞便沒有了應(yīng)用出路,從“利”變?yōu)椤昂Α?成為了污染源。三是畜牧業(yè)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)屬微利行業(yè),無力投入更多資金進行污染治理。與工業(yè)等其他行業(yè)不同,畜禽養(yǎng)殖業(yè)從總體上看利潤率不高,而污染又相當(dāng)嚴(yán)重,污染治理成本過高。此外,很多養(yǎng)殖戶不了解有關(guān)環(huán)保法律法規(guī)和清潔生產(chǎn)技術(shù)。四是城市周邊地區(qū)被清理的部分規(guī)模養(yǎng)殖場向農(nóng)村遷移,進一步加劇了農(nóng)村畜牧業(yè)污染問題。近年來,一些大中城市陸續(xù)出臺相關(guān)畜禽養(yǎng)殖污染防治管理實施辦法,全面清理城市周邊養(yǎng)殖場,實行嚴(yán)格的禁養(yǎng)政策,畜牧業(yè)生產(chǎn)重心將向農(nóng)村轉(zhuǎn)移,污染也必然會向農(nóng)村轉(zhuǎn)移。

二、養(yǎng)殖業(yè)污染的主要危害

一是污染水體。養(yǎng)殖場未經(jīng)處理的污水中含有大量的污染物質(zhì),直接排放到江河湖泊、魚塘中,使氮、磷含量

高,造成水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化,對有機物污染敏感的水生生物逐漸死亡。有毒、有害成分進入地下水,可使地下水溶氧量減少,水體中有毒成分增多,嚴(yán)重時使水體發(fā)黑、變臭,造成持久性的有機污染;使原有水體喪失使用功能,極難治理和恢復(fù)。二是污染空氣。畜禽養(yǎng)殖過程會產(chǎn)生大量的氨、硫化物、甲烷等氣體,惡臭難聞,引發(fā)養(yǎng)殖場與周圍群眾關(guān)系緊張,甚至產(chǎn)生社會矛盾。三是傳播病菌。畜禽廢棄物中可能含有病原微生物、寄生蟲卵以及滋生的蚊蠅,可成為人、畜傳染病的傳染源。

三、治理對策

1.切實加強對畜牧業(yè)面源污染防治的領(lǐng)導(dǎo)

各級政府要將畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展規(guī)劃納入經(jīng)濟社會發(fā)展規(guī)劃,根據(jù)環(huán)境容量條件科學(xué)制定畜牧業(yè)發(fā)展計劃。在具體工作中,實行綜合利用優(yōu)先,資源化、無害化和減量化的原則,依法綜合防治畜禽養(yǎng)殖污染問題。各級財政應(yīng)安排治理污染專項資金,以促進和推動整治工作開展。通過多種途徑,削減污染物排放總量,減少處理和利用難度,降低處理成本,為提高資源化水平創(chuàng)造條件。加大環(huán)保法律、法規(guī)宣傳,吸取發(fā)展過程中存在的先污染后防治的教訓(xùn),將畜牧業(yè)生態(tài)保護納入環(huán)境管理工作的主要內(nèi)容,提高全社會畜產(chǎn)品安全和環(huán)保意識。通過科技進步,推廣高效、實用、價廉的治理技術(shù),實現(xiàn)畜牧業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護的“雙贏”。

2.抓好污染源頭控制

一是劃定禁養(yǎng)限養(yǎng)區(qū)。禁限養(yǎng)區(qū)范圍內(nèi)不再審批新建畜禽養(yǎng)殖項目。二是改建、擴建、新建畜禽養(yǎng)殖場。嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境影響評價和環(huán)保“三同時”制度。規(guī)劃可養(yǎng)殖區(qū)域應(yīng)有總體建設(shè)規(guī)劃,并進行區(qū)域環(huán)境影響評估,提出用地規(guī)模、區(qū)域布局、治理模式、載畜量、環(huán)境目標(biāo)等控制性要求,防止產(chǎn)生新的集中污染。今后凡新建場選址上要符合動物防疫條件和環(huán)保要求,并要配套消納污染物土地或畜禽養(yǎng)殖場污染防治設(shè)施,與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時使用。三是種植與養(yǎng)殖有機結(jié)合。養(yǎng)殖場從平原片區(qū)向山地轉(zhuǎn)移,按照配套的山地面積確定養(yǎng)殖規(guī)模,采取干濕分離措施和沼氣治理措施等,將廢渣、廢液用于作物施肥,利用植物(作物)全部吸收有機污染物,達到廢水零排放的標(biāo)準(zhǔn)。

3.推廣畜牧業(yè)污染治理模式,加強對現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖場的監(jiān)督管理

引導(dǎo)散戶向規(guī)?;D(zhuǎn)化,規(guī)范處理措施,提高經(jīng)濟效益,降低排污量。應(yīng)用飼用酶制劑等高效、無毒副作用和環(huán)保型的飼料添加劑,提高飼料的消化率和利用率,減少畜禽排泄物中氮、磷的排泄量。對畜禽糞便進行技術(shù)處理,提高畜禽糞便作為農(nóng)業(yè)肥料的利用率。因地制宜,采用混凝—脫氨—好氧生化、沼氣池—生物塘、生物活性酶配套處理工藝[1-2]等方法處理養(yǎng)殖業(yè)廢水,使之達標(biāo)排放。禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖場按照法律法規(guī)的要求予以關(guān)停,不再開展養(yǎng)殖活動,原有養(yǎng)殖場及配套設(shè)施拆除或改作他用。其他規(guī)模養(yǎng)殖場要結(jié)合實際,配套建設(shè)干濕分離機、沼氣池、沉淀池、生化塘(機械曝氣或自然氧化)、魚塘等足夠容量的物理和生化治理設(shè)施,減少或不排放污染物質(zhì)[3-4]。要加強對畜牧業(yè)環(huán)境污染的監(jiān)測,開展畜禽污染現(xiàn)狀的調(diào)查,科學(xué)地掌握畜牧業(yè)環(huán)境污染情況,為畜牧業(yè)生態(tài)保護提供依據(jù)。

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關(guān)鍵詞:關(guān)農(nóng)村水污染 處理技術(shù) 探討

隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展,農(nóng)村地區(qū)生活水平不斷提高,城鎮(zhèn)化進程也不斷推進,與此同時,農(nóng)村生活污水的排放量也不斷增加。雖然城市的污水處理率逐年上升,而農(nóng)村近幾十年在污水處理方面的進展較慢[1]。在城市污水處理率越來越高的情況下,農(nóng)村污水在整個水環(huán)境中占的比重越來越大,因此農(nóng)村污水處理確實是一個急需解決的問題。農(nóng)村污水是指農(nóng)村地區(qū)居民在生活和生產(chǎn)過程中形成的污水,具體包括生產(chǎn)污水和生活污水兩方面,生活污水是指居民生活過程中廁所排放污水、洗浴、洗衣服和廚房污水等,生產(chǎn)污水是指畜禽養(yǎng)殖業(yè)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的高濃度有機廢水,以及農(nóng)田徑流水表現(xiàn)為降雨形成的非點源污染[2]。

一、農(nóng)村水污染現(xiàn)狀

1.農(nóng)村生活污水

農(nóng)村生活污水量較小,分布較分散,涉及范圍廣、隨機性也較強,變化幅度較大。污水中主要是生活廢料和人的排泄物,一般不含有毒物質(zhì),往往含有較高的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì),還有大量的細(xì)菌、病毒和寄生蟲卵。大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大,農(nóng)村生活污水的水質(zhì)相對于呈現(xiàn)多元化的城市污水水質(zhì)而言,水質(zhì)比較穩(wěn)定。

農(nóng)村生活污水一般呈粗放型排放。建設(shè)部的《村莊人居環(huán)境現(xiàn)狀與問題》調(diào)查報告[3],對我國具有代表性的9省43個縣47個村莊的入村入戶調(diào)查顯示,96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng),生活污水隨意排放。89%的村莊將垃圾堆放在房前屋后、坑邊路旁甚至水源地、泄洪道、村內(nèi)外池塘,無人負(fù)責(zé)垃圾收集與處理。由于大量生活廢水未經(jīng)處理排人各種水體,大量農(nóng)村人口飲用不衛(wèi)生水,對人們的身體健康造成了很大的危害。

2.畜禽養(yǎng)殖廢水

近年來,農(nóng)村的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速,農(nóng)民依靠養(yǎng)殖技術(shù)收獲了較大的經(jīng)濟效益。但是在規(guī)模化養(yǎng)殖畜禽過程中,農(nóng)民們很少考慮廢水的處理措施,而是直接把廢水排放到溝渠中,這些廢水又隨溝渠匯入河中,擴大了污染區(qū)域,尤其是水生生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,造成了藻華爆發(fā)、雜草叢生,魚類死亡[5]。有調(diào)查數(shù)據(jù)表明,養(yǎng)殖一頭牛產(chǎn)生并排放的廢水超過22個人生活產(chǎn)生的廢水,養(yǎng)殖1頭豬產(chǎn)生的污水相當(dāng)于7個人生活產(chǎn)生的廢水;北京近郊禽畜養(yǎng)殖廠排放的有機物污染,相當(dāng)于全市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污水和生活廢水中所含的有機污染物的2~3倍。這些有機物未經(jīng)處理,滲入地下或進入地表水,使水環(huán)境中硝態(tài)氮的硬度和細(xì)菌總數(shù)超標(biāo),嚴(yán)重威脅著居民飲用水的安全。

3.農(nóng)田徑流排水

我國是世界上最大的農(nóng)藥、化肥使用國?;?、農(nóng)藥的使用是我國提高土地產(chǎn)出的重要途徑,而這種“現(xiàn)代化”的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也是農(nóng)業(yè)污染最為重要的來源?;?、農(nóng)藥使用量的不斷增加,形成了農(nóng)村新的污染物,造成土壤板結(jié)、土地質(zhì)量下降,農(nóng)業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)低劣,同時,農(nóng)田徑流排水形成的非點源污染,是我國河流、湖泊污染的重要來源之一。

農(nóng)業(yè)非點源污染主要是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中, 溶解的或固體的污染物(農(nóng)田中的土粒、氮素、磷素等營養(yǎng)物質(zhì), 農(nóng)藥、鹽類、致病菌、重金屬等有機或無機污染物)從非特定的地域, 在雨水的沖擊和淋溶作用下, 通過農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏等方式, 使大量污染物進入受納水體(如河流、湖泊、水庫等) 等所引起的水體污染。我國化肥的利用率很低,其中氮肥的利用率為30~35%,磷肥為10~20%,鉀肥35~50%。到2005 年,東部湖泊的污染負(fù)荷輸入量中,農(nóng)業(yè)非點源污染負(fù)荷入湖量已超過50%;大理洱海流域非點源氮、磷污染負(fù)荷分別占流域污染負(fù)荷的97.1%和92.5%;滇池外海流域的污染負(fù)荷中,來自農(nóng)業(yè)非點源污染的總氮、總磷和化學(xué)需氧量分別占污染總負(fù)荷的60~70%、50~60%和30~40%。

二、農(nóng)村水污染處理技術(shù)

針對上述幾種不同的農(nóng)村水污染狀況,國內(nèi)外研究者們開發(fā)了許多功能各異的處理技術(shù)和方法,農(nóng)村污水處理技術(shù)選擇時應(yīng)重點考慮以下因素:一是實現(xiàn)污水達標(biāo)處理與當(dāng)?shù)貙嶋H情況相結(jié)合。針對農(nóng)村地區(qū)各方面條件,探索因地制宜的農(nóng)村污水收集處理方式,既解決當(dāng)前村莊污水達標(biāo)處理排放問題,又充分考慮節(jié)約水資源、保護水環(huán)境,這是確定農(nóng)村地區(qū)污水處理方式首先應(yīng)考慮的因素。二是處理技術(shù)經(jīng)濟適用。農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇要量力而行,充分考慮到我國廣大農(nóng)村地區(qū)財力狀況相差較大、農(nóng)民實際經(jīng)濟承受能力高低不同,在水處理工程建造資金、運行維護管理費用等方面要深入的開展擇優(yōu)論證工作。三運行操作便捷,日常維護管理簡單。針對農(nóng)村從業(yè)人員技術(shù)水平和管理水平較低的現(xiàn)狀,污水處理技術(shù)選擇應(yīng)特別注重選用簡便易行、運行穩(wěn)定、維護管理方便,利用當(dāng)?shù)丶夹g(shù)水平和管理能力就能夠滿足正常運行需要的處理技術(shù)。

1.人工濕地技術(shù)

人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的與沼澤地類似的地面,他利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化作用。濕地系統(tǒng)是在一定長寬比及底面坡度的洼地中,由土壤和填料(如礫石等)混合結(jié)構(gòu)的填料床組成,并在床體表面種植處理性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀及具有經(jīng)濟價值的水生植物,形成一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境。污水進入濕地后,通過土壤的滲濾作用以及其中培植的水生植物和微生物的綜合生態(tài)效應(yīng),達到凈化污水與改善生態(tài)環(huán)境的目的。

土壤、水生植物和微生物是人工構(gòu)筑濕地的主要組成部分,對污水凈化起到協(xié)同作用。污水的pH和溶解氧對濕地功能的發(fā)揮及凈化效果有重要影響。人工濕地系統(tǒng)可有效去除污水中的SS、BOD5、N、P、重金屬以及病原體等。人工濕地技術(shù)具有高效處理N、P含量高的污水,投資運行及維護費用低,適用面廣,耐沖擊負(fù)荷強等優(yōu)點。

2.穩(wěn)定塘污水處理技術(shù)

穩(wěn)定塘是一種利用天然凈化能力的生物處理構(gòu)筑物的總稱,主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機污染物。穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)具有基建投資和運轉(zhuǎn)費用低、維護和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機物和病原體等優(yōu)點。在我國,特別是在缺水干旱的地區(qū),是實施污水資源化利用的有效方法[6]。

近年來,節(jié)省占地、提高處理效率是穩(wěn)定塘研究的主要目的?,F(xiàn)在發(fā)展了很多高效新型塘,在這些塘中,有的是通過改善塘型,對天然塘型進行精確修整、分隔組合,使之更加符合高效反應(yīng)器的合理構(gòu)造,有的引入了人工強化技術(shù),通過改善微生物生存環(huán)境和利用生物的綜合效應(yīng),提高穩(wěn)定塘的有機負(fù)荷,減少污水停留時間。如在穩(wěn)定塘內(nèi)填置人工制造的、附著生長介質(zhì)( 填料) , 增加塘內(nèi)微生物數(shù)量,提高對有機物的氧化率。

3.畜禽污水處理技術(shù)

目前,對禽畜廢水的處理方法主要包括厭氧處理法、好氧處理法和混合處理法[5]。一好氧法。好氧處理的基本原理是利用微生物在好氧條件下分解有機物,同時合成自身細(xì)胞。在好氧處理中可生物降解的有機物最終可被完全氧化為簡單的無機物。二厭氧法。厭氧處理特點是造價低,占地少,能量需求低,還可以產(chǎn)生沼氣,而且處理過程不需要氧,不受傳氧能力的限制,因而具有較高的有機物負(fù)荷潛力,能使一些好氧微生物所不能降解的部分進行有機物降解。三厭氧好氧混合處理法。厭氧法、好氧法用于處理畜禽養(yǎng)殖廢水各有優(yōu)缺點和適用范圍,為了取長補短,獲得良好穩(wěn)定的出水水質(zhì),實際應(yīng)用中加入其他處理單元。混合處理就是根據(jù)畜禽廢水的多少和具體情況,設(shè)計出由厭氧和好氧或以它們?yōu)橹黧w并結(jié)合其他處理方法進行優(yōu)化的組合共同處理畜禽廢水。這種方式能以較低的處理成本,取得較好的效果。

4.科學(xué)施肥、施藥技術(shù)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品的過量、不當(dāng)施用是農(nóng)業(yè)非點源污染的主要來源,其通過淋溶、滲漏作用對土壤、水體造成巨大危害,直接威脅到人類和其他生物的健康。合理施用化肥可以有效地減少污染來源。氮磷鉀肥混施可以減少營養(yǎng)元素的滲漏損失量;配施有機肥可以有效降低營養(yǎng)元素的淋失,減少元素從土壤中滲漏損失的數(shù)量;有機肥經(jīng)過氧化分解處理后也可以降低營養(yǎng)元素的淋失率,因此,施用有機肥能明顯提高土壤有機質(zhì)的含量,并隨施用量的增加而呈上升的趨勢。因而,科學(xué)施肥提倡有機、無機肥料配合施用。農(nóng)藥的化學(xué)特性是影響農(nóng)藥滲漏的最重要的因素,在生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用被土壤吸附力強、降解快、半衰期短的農(nóng)藥,減少對土壤和地下水的污染風(fēng)險。在農(nóng)藥施用時應(yīng)盡量減少直接施到土壤表面。

在解決過量施肥導(dǎo)致的污染威脅方面,測土施肥、變量施肥、配方施肥等技術(shù)的研究已較為成熟,實現(xiàn)了因地制宜地根據(jù)每個網(wǎng)格的農(nóng)田土壤特征和農(nóng)作物生長狀況進行施肥用藥,包括施肥的時間、方式、肥料的種類、施肥比例等都實現(xiàn)精細(xì)操作。

5.緩沖帶防治技術(shù)

緩沖帶是指利用永久性植被攔截污染物或有害物質(zhì)的條帶狀、受保護的土地。緩沖帶能有效過濾從農(nóng)田流失的沉積物、營養(yǎng)物質(zhì)和殺蟲劑,能夠通過泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收等作用對地表徑流起到阻滯作用,調(diào)節(jié)入河洪峰流量,同時有效減少地表和地下徑流中固體顆粒的養(yǎng)分含量,對農(nóng)業(yè)非點源污染的擴散起到緩沖和調(diào)節(jié)的作用。緩沖帶在控制非點源污染的同時,還可以增加生物多樣性和植被覆蓋率,提高鄰近水域溶解氧含量,從而改善區(qū)域環(huán)境。緩沖帶可分為緩沖濕地、緩沖林帶和緩沖草地帶。緩沖帶的防污治污效果取決于其規(guī)模、位置、植被、水文條件和土壤類型等因素,因此,在緩沖帶的設(shè)計中應(yīng)綜合考慮這些因素。此外,緩沖帶成熟后才能發(fā)揮營養(yǎng)物運移功能,從種植到成熟的時間間隔問題也不容忽視。國外在非點源污染治理中將緩沖濕地、緩沖林帶和緩沖草地帶有機結(jié)合起來,以增強防治效果。

三、結(jié)論

目前我國農(nóng)村污水治理的基礎(chǔ)和經(jīng)驗不足,應(yīng)積極探索開發(fā)先進的農(nóng)村污水處理技術(shù)方法,結(jié)合我國農(nóng)村的實際情況,采取有針對性的水污染防治措施。

1.制定靈活的農(nóng)村污水治理政策

因地制宜,結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件、城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、污水收集系統(tǒng)的實際情況,推行適當(dāng)?shù)奈鬯幚砟J胶凸芾砟J?。我國地域遼闊,村落分散,地理環(huán)境各異,且農(nóng)村地區(qū)自身財力有限,缺乏污水處理專業(yè)人員,因此應(yīng)結(jié)合這些特點及當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的實際情況,選擇合理的污水處理方式。分散式污水處理裝置具有布局靈活、施工簡單、管理方便、出水水質(zhì)有保障等特點,是解決農(nóng)村分散式污水處理的有效途徑之一。同時要注重污水處理系統(tǒng)的監(jiān)控、保養(yǎng)和維護機制,根據(jù)實際情況,明確責(zé)任,確保污水處理系統(tǒng)長期有效的運行。

2.建立健全農(nóng)村污水治理的市場機制和管理機制,積極發(fā)揮政府、非政府組織和企業(yè)等多種力量的作用

充分發(fā)揮各級政府的領(lǐng)導(dǎo)、管理和監(jiān)督作用,鼓勵非政府組織和私人企業(yè)等社會力量進入污水設(shè)施建設(shè)、保養(yǎng)和維護行業(yè),培育農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)和運行的市場機制,鼓勵企業(yè)和民間資金投資于村鎮(zhèn)污水處理建設(shè),充分調(diào)動社會力量為農(nóng)村污水治理服務(wù)。

3.建立有效的資金保障制度,拓寬農(nóng)村污水治理的融資渠道

參照滾動基金的運營模式,保障農(nóng)村污水治理設(shè)施建設(shè)和運行的資金需求;推行農(nóng)村污水治理的優(yōu)惠政策,如利益優(yōu)惠、稅收優(yōu)惠等,鼓勵和引導(dǎo)各種社會力量和資金投入農(nóng)村污水治理。

參考文獻

[1]王德永,張麗娟,陳明. 農(nóng)村生活污水處理模式研究[J].生態(tài)農(nóng)林,2010,9(225),37-40.

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[4]何小蓮,李俊峰,何新林,范文波.穩(wěn)定塘污水處理技術(shù)的研究進展[J].水資源與水工程學(xué)報,2007,18(5),75-78.