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畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理分析

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畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理分析

摘要:畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水相對較為復(fù)雜,因?yàn)槠洳粌H包括飼養(yǎng)設(shè)施的清潔沖洗廢水,而且也包括動物的排泄物糞尿等,如若不對廢水及時處理,其中的殘?jiān)蜁S著時間的推遲而出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng),造成更大的環(huán)境危害,甚至?xí)苯佑绊懙饺梭w自身的健康。同時,養(yǎng)殖廢水具有高固形物、高耗氧、高氨氮的特點(diǎn),其中的高濃度氨氮對微生物又具有一定的毒害作用,對污水處理工藝的運(yùn)行提出了較高要求。

關(guān)鍵詞:畜禽養(yǎng)殖業(yè);廢水處理;處理措施

引言

近年來,隨著社會的不斷發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高,肉類的需求量一直攀升,為了更好的生產(chǎn)肉類食品,養(yǎng)殖的規(guī)?;⒓s化程度也越來越高,隨著肺炎疫情的出現(xiàn),出現(xiàn)了多個進(jìn)口冷凍肉食品攜帶病毒的案例,再加上其他國際因素,我國提出的擴(kuò)大內(nèi)需和加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)的政策激勵,畜禽養(yǎng)殖業(yè)也已經(jīng)出現(xiàn)了投資加大的積極影響。相較于傳統(tǒng)的散養(yǎng)式畜禽養(yǎng)殖來說,集約化養(yǎng)殖所形成的效率以及質(zhì)量會更高。但與此同時,養(yǎng)殖場所形成的廢水量也在不斷擴(kuò)大,會對環(huán)境造成無法忽視的影響。

1我國畜禽養(yǎng)殖廢水污染及防治

作為全球最大的畜禽生產(chǎn)國,我國畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)體量,以及市場供給能力的顯著提升,不論是在推動國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,還是從整體上提升人民生活水平上發(fā)揮的積極作用都是不容忽視的。但在此過程中,不得不承認(rèn)的是,畜禽養(yǎng)殖帶來的污染問題也更加顯著。結(jié)合《第一次全國污染源普查公報(bào)》[1]來看,我國不論是畜禽養(yǎng)殖糞污上的排放量,還是化學(xué)需氧量的排放都非常高,在農(nóng)業(yè)污染源排放總量中占據(jù)的比例高達(dá)百分之九十六,且排放的畜禽養(yǎng)殖糞污,有大約一半都未給予有效處理、合理利用,給生態(tài)環(huán)境帶來的不利影響越來越大。畜禽養(yǎng)殖的污染隨著規(guī)?;B(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,體現(xiàn)在養(yǎng)殖廢水的處理方法不當(dāng),在早期是用分散養(yǎng)殖的經(jīng)驗(yàn)處理,后期又忽視了養(yǎng)殖廢水的資源屬性,單純用污染治理的思路進(jìn)行治理,不但效果不好,而且造成了極大的浪費(fèi)。

2畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水對環(huán)境的危害

2.1對水環(huán)境的影響

養(yǎng)殖業(yè)廢水中包含大量的動物排泄物,食物殘?jiān)捎谝?guī)?;B(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展,很多未完全消化的植物纖維、蛋白質(zhì)也進(jìn)入廢水,這類物質(zhì)在廢水中繼續(xù)分解,形成了養(yǎng)殖廢水高濃度且難降解的特點(diǎn)。同時,廢水也會攜帶一定的病原體、抗生素等對水體微生物有害的物質(zhì)。如果不通過合理的處理而直接排入水環(huán)境,必然會對納污水體和地下水造成污染。從養(yǎng)殖廢水的污染特點(diǎn)分析,由于廢水以有機(jī)污染和氨氮、總磷等污染物為主要特征,極易對納污水體形成富營養(yǎng)化污染,導(dǎo)致水體發(fā)臭水體有毒,破壞水生生物的生活系統(tǒng)。隨著地表水與地下水的交換,進(jìn)而對地下水水質(zhì)造成污染。在我國很多地區(qū),地下水還是主要的飲用水源。如若水中存在廢水病原體,長期飲用的話,對于人體自然也會造成危害。

2.2對農(nóng)田及作物的影響

利用養(yǎng)殖廢物作為種植業(yè)的肥料來源,是數(shù)千年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成功經(jīng)驗(yàn),但隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,特別是集約化養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的廢水、糞、尿等廢物量較大的情況下,如果不能采取一定的預(yù)處理措施,廢水中的氮,磷,鉀等多種化學(xué)成分在過量輸入農(nóng)田的情況下,則不但不能轉(zhuǎn)換成肥料被植物吸收,而且會直接變成破壞農(nóng)田的有害物質(zhì),造成農(nóng)田鹽分蓄積形成板結(jié)。除此之外,廢水直接為一些昆蟲或病毒提供優(yōu)渥的生長環(huán)境,導(dǎo)致病蟲害問題的出現(xiàn),直接影響農(nóng)作物的生產(chǎn)質(zhì)量。并且,很多養(yǎng)殖場會應(yīng)用專業(yè)的獸藥,殘余藥品會直接處理到廢水中。如果這部分廢水被用于農(nóng)田,進(jìn)而進(jìn)入人類的食物鏈,所造成的后果無法估算。

3畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理的措施

由于養(yǎng)殖廢水具有廢水量大,固形物含量高且可生化性較好的特點(diǎn),污水處理工藝也隨著環(huán)保政策的改變進(jìn)行了多次調(diào)整,總體來講,其工藝包括兩大部分:預(yù)處理和后續(xù)處理,其中后續(xù)處理經(jīng)歷了直接還田利用、生化處理、綜合利用等變化。

3.1廢水預(yù)處理

在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的廢水中,包含大量的動物排泄物以及飼料殘?jiān)?,所以整體廢水的懸浮物濃度相對較高。雖然懸浮物濃度與化學(xué)需氧量等污染物之間具有直接的聯(lián)系。但養(yǎng)殖廢水中的懸浮物以動物排泄物和未充分消化的飼料為主,如不進(jìn)行預(yù)處理,在廢水處理過程不但大大延長廢水停留時間,而且其中的氮、磷元素又增加了廢水處理成本,進(jìn)而影響到后續(xù)的處理結(jié)果。所以在對廢水進(jìn)行處理時,對其中的懸浮物單獨(dú)通過固液分離預(yù)處理,將廢水內(nèi)部的懸浮物分離,從根本上降低廢水污染物負(fù)荷。常規(guī)的預(yù)處理工藝,主要是通過固液分離和沼氣池,將廢水中的固形物和難降解的物質(zhì)盡可能去除,并進(jìn)行一定的沼氣利用。從經(jīng)濟(jì)投入方面考慮,固液分離裝置大多采用多級豎流式沉淀池。固液分離的固形物和沼渣采用堆肥的方式進(jìn)一步處理和利用。采用多級沉淀進(jìn)行固液分離預(yù)處理,不但有效去除廢水中不溶性的固形物,而且可將其中的氮、磷元素去除40%左右,大大降低后續(xù)生化處理壓力。根據(jù)實(shí)測,經(jīng)過固液分離和沼氣池處理后,出水的水質(zhì)情況見表1。利用固液分離和沼氣系統(tǒng)處理后,項(xiàng)目廢水中污染物濃度大大降低,而且沼氣池厭氧反應(yīng)過程中,產(chǎn)酸過程的厭氧顆粒污泥通過在顆粒污泥厭氧微生物的吸附作用,可以破壞菌體細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu),直接殺死糞大腸菌、蛔蟲卵等生物,因此,沼氣池裝置出水中,糞大腸菌群和蛔蟲卵即可低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2后續(xù)處理

(1)還田處理。還田處理養(yǎng)殖廢水無疑是最經(jīng)濟(jì)的,養(yǎng)殖廢水中動物排泄的糞尿較多,施用農(nóng)田可以有效增加農(nóng)田土地的養(yǎng)分,打造完整的植物生態(tài)系統(tǒng)[2]。并且,這些廢棄物的有效應(yīng)用也可降低對外界環(huán)境的消極影響,促使整體資源達(dá)到最大化的利用效率,促進(jìn)農(nóng)業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的良性發(fā)展循環(huán),能夠?qū)崿F(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)效益。但隨著養(yǎng)殖規(guī)模的集約化程度越高,還田處理存在很多不利的因素。養(yǎng)殖廢水的還田利用,不但受農(nóng)灌期或施肥期的限制,需要考慮雨季和非施肥季節(jié)的儲存問題。而且養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物分解較慢,需要通過大量的土地利用和輪流使用,實(shí)現(xiàn)廢物的充分利用。根據(jù)了解,目前廣東部分地區(qū)出臺的控制要求,提出了按照每頭豬至少2.5畝的林地作為消納用地,但隨著集約化養(yǎng)殖規(guī)模越來越大,這種依靠土地規(guī)模解決養(yǎng)殖廢水污染問題的方法無法適應(yīng)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。不規(guī)范的還田利用,廢水中的氮元素與土壤中的金屬形成硝酸鹽沉淀,直接影響到土壤的質(zhì)量,在雨季又使大量的有機(jī)物隨著雨水的沖刷,形成了大面積的農(nóng)業(yè)面源污染。(2)生化處理。為了解決養(yǎng)殖廢水污染問題,各地在2000年前后,逐漸轉(zhuǎn)向借鑒工業(yè)廢水的工藝,對畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理。從各地的實(shí)踐來看,工藝路線基本為厭氧+好氧,又由于考慮對氮、磷的去除,增加了生物濾池或人工濕地等工序[3]。結(jié)合深圳光明農(nóng)場育種中心對養(yǎng)殖廢水的治理經(jīng)驗(yàn),兩級生化處理后的水質(zhì)情況,見表2。養(yǎng)殖廢水的可生化性較好,經(jīng)過生化處理能滿足農(nóng)灌用水指標(biāo),仍達(dá)不到排放要求。在不具備魚塘和農(nóng)灌利用的區(qū)域,又提出了深度處理的要求[4]。但深度處理采用曝氣生物濾池等能夠脫氮除磷等工藝,一般的廢水處理費(fèi)用約在3~4元左右,一家3萬頭規(guī)模的養(yǎng)豬場,其年運(yùn)行費(fèi)用約在100萬元左右,已經(jīng)無利可圖。用污染治理的手段對待養(yǎng)殖廢水,不僅效果差費(fèi)用高、最終也達(dá)不到環(huán)保要求,而且使得本是肥料資源的糞水成了污染物。這種加大企業(yè)投入?yún)s不能解決環(huán)境污染問題的做法,造成了大量的小型養(yǎng)殖企業(yè)停產(chǎn)倒閉,造成了肉類食品價(jià)格急劇上漲,影響到了人民的生活。(3)綜合利用。2017年2月,中共中央、國務(wù)院將畜禽養(yǎng)殖污染防治工作列入中央一號文件,強(qiáng)調(diào)要充分重視起農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn),聯(lián)系實(shí)際情況,采取有效措施集中處理畜禽糞便;2017年6月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》(國辦發(fā)〔2017〕48號),強(qiáng)調(diào)要整合現(xiàn)有技術(shù)措施,努力實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的資源化利用。2019年9月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、生態(tài)環(huán)境部共同組織了關(guān)于怎樣對畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)劃定和管理做出進(jìn)一步規(guī)范。以此來逐漸構(gòu)建出可以體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展理念的種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)新格局,實(shí)現(xiàn)糞污資源的有效利用,是保障我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展所不可忽視的一個現(xiàn)實(shí)問題。解決養(yǎng)殖廢水污染的前提在于區(qū)域農(nóng)業(yè)種植的基礎(chǔ),目前最大的問題是養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的分離,規(guī)模化集約化的養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展與零散的種植業(yè)無法形成相匹配的消納能力。養(yǎng)殖廢水等廢棄物通過規(guī)?;B(yǎng)殖和堆肥技術(shù),可以迅速形成液肥、復(fù)合肥等多種肥料的生產(chǎn)加工能力,可以大大緩解我國農(nóng)田化肥施用量過高,土壤肥力減退的困境。但目前種植業(yè)目前尚未形成集約化生產(chǎn)規(guī)模,而且養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)之間也無有效的溝通渠道,雖然許多養(yǎng)殖企業(yè)投資建設(shè)了配套的肥料生產(chǎn)系統(tǒng),但生產(chǎn)出的產(chǎn)品不一定滿足區(qū)域的種植業(yè)要求,產(chǎn)品銷售不暢形成了場內(nèi)堆置,加上存放過程太長又損失了肥效,最終會影響到養(yǎng)殖企業(yè)生產(chǎn)肥料。

結(jié)語

綜合以上,養(yǎng)殖廢水處理不但是養(yǎng)殖企業(yè)的環(huán)保治理問題,而且與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土壤生態(tài)修復(fù)有聯(lián)系,隨著信息化技術(shù)的推廣,大區(qū)域、多行業(yè)聯(lián)合發(fā)展是解決這個問題的關(guān)鍵。建議政府相關(guān)部門應(yīng)進(jìn)行多部門聯(lián)合,以資源綜合利用為主線,把養(yǎng)殖業(yè)的肥料加工與種植業(yè)肥料需求之間建立起順暢的信息通道,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以種定養(yǎng)、以種定肥,通過區(qū)域的種植業(yè)規(guī)模、需求確定養(yǎng)殖業(yè)的肥料生產(chǎn)規(guī)模和種類,力求最大程度的將養(yǎng)殖廢水和肥料通過資源化利用的手段消除其污染,滿足我國可持續(xù)發(fā)展理念。

參考文獻(xiàn)

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作者:徐社力 單位:廣州通普環(huán)保工程有限公司