畜禽養殖專業化與規模化集中飼養方式,有利于提高飼養技術、 防疫能力和管理水平, 與傳統方式即農戶分散飼養相比,規模化飼養可大大提高生產效率和飼料轉換率,降低生產成本,增加經濟效益。但畜禽規模化飼養也造成糞尿過度集中和沖洗水大量增加,給生態環境帶來極大壓力。據國家環境保護總局對全國 23 個省(區)、 市規模化畜禽養殖業污染狀況調查表明, 畜禽糞便產生量為工業固體廢棄物產生量的 2 .4 倍,畜禽糞便化學需氧量(COD)遠遠超過我國工業廢水和生活污水化學需氧量排放量之和。許多地區畜禽養殖帶來的污染已經或正在成為當地環境主要污染源。目前畜禽養殖所帶來的嚴重污染已引起政府、 養殖場業主、 污染治理研究和設計者的重視,相繼開發了不同處理工藝,并建立了各式畜禽養殖污水處理工程,主要有還田模式、 自然處理模式和工業化處理模式。自貢市生豬養殖污水厭氧處理設備自貢市生豬養殖污水厭氧處理設備

工業化處理模式包括厭氧處理、 好氧處理以及厭氧 - 好氧處理等不同處理組合系統。對那些地處經濟發達的大城市近郊、 土地緊張且無足夠農田消納糞便污水或進行自然處理的規模較大養殖場, 采用工業化處理模式凈化處理畜禽糞便污水為宜。工業化處理模式主要優點一是占地少;二是適應性廣, 不受地理位置限制; 三是季節溫度變化的影響較小。其主要缺點一是投資大, 每萬頭豬場糞便污水處理投資約 120 萬～150 萬元; 二是能耗高, 每處理 1m3污水約耗電 2～4kW •h;三是運轉費用高, 每處理 1m3污水需運轉費 2 .0 元左右; 四是機械設備多,維護管理量大;五是需專門技術人員管理。韓國、 意大利和西班牙等國少部分養殖場應用該模式處理糞便污水,而日本則大量應用該模式, 美國亦開始該模式的研究與應用; 我國目前已有相當多的養殖場采用該模式處理糞便污水。畜禽養殖糞便污水厭氧處理工藝通常有*混合式厭氧反應器、 厭氧濾池、 厭氧擋板反應器、 厭氧復合反應器、 上流式厭氧污泥床和內循環厭氧反應器等。畜禽養殖糞便污水含有高濃度的懸浮物和NH+4- N,影響了高效厭氧反應器的效率。徐潔泉等對厭氧復合反應器、 上流式厭氧污泥床和厭氧擋板反應器處理豬糞過篩液運行性能試驗結果表明,幾種反應器的運行指標基本*,綜合比較厭氧復合反應器略優于上流式厭氧污泥床, 上流式厭氧污泥床略優于厭氧擋板反應器。且溫度對反應器性能的影響更大,發酵溫度 10℃段時化學需氧量負荷 1 .9～2 .3g / L •d,裝置平均產氣率 0 .32～0 .51L / L •d, 化學需氧量平均去除率 82 .2% ～91 .0% ; 發酵溫度 15℃段時負荷化學需氧量 2 .5～2 .6g / L•d, 裝置平均產 氣率 0 .57～0 .59L/ L •d;發酵溫度 25℃段時化學需氧量負荷 5 .5～5 .7g/ L •d, 裝置平均產氣率 1 .93～2 .01L/ L •d。好氧工藝早期主要采用活性污泥法、 接觸氧化法、 生物轉盤、 氧化溝和缺氧 - 好氧法等工藝, 這些工藝處理養殖場廢水脫 N 效果均差, 其中缺氧 - 好氧法雖能取得較好脫 N 效果,但需要污泥回流和高比例混合液回流,一般還需加堿。而采用間歇曝氣處理豬場廢水其有機物與 N、 P 去除效果較好, 此后以間隙曝氣為特點的序批式反應器廣泛應用于豬場廢水處理中, 且絕大多數獲得較好有機物與 N、 P 去除效果, 并建立了規模生產試驗裝置。由于養殖場廢水系高濃度有機廢水, 采用好氧處理工藝直接進行處理則需對廢水進行稀釋,或采用很長的水力停留時間(一般 6d 以上, 有的甚至長達 16d, 這都需建大型處理裝置, 投資大,能耗高, 運行費用昂貴,如意大利某生產性序批式反應器處理豬場廢水試驗運行費用高達 3 歐元/ m3 [ 29 ]。高濃度有機廢水采用厭氧 - 好氧聯合處理工藝是*的較經濟方法。目前采用厭氧 - 好氧工藝處理養殖場廢水尚少見報道,且已有的厭氧 - 好氧工藝處理養殖場廢水報道, 其處理效果均很差,主要是好氧后處理對厭氧消化液污染物去除效果差。Ng W .G .
采用序批式反應器工藝處理豬場廢水厭氧消化液其NH+4- N 去除率僅 68 .7%。徐潔泉等
采用接觸氧化法處理豬場廢水厭氧消化液其出水化學需氧量 > 500mg/ L, NH+4-N > 200mg/ L。Jung Jeng Su 等采用序批式反應器工藝處理豬場廢水厭氧消化液得出同樣結果, 總凱氏N 去除率僅42 .4%～71 .1% ,化學需氧量去除率僅 10%～40%。楊虹等試驗發現間歇曝氣處理豬場廢水厭氧消化液其NH 3 - N 去除率 < 60% , 出水中NH+4- N 濃度為 600mg/ L 左右, Liao C .M .等 [ 32 ] 采用間歇曝氣處理豬場廢水厭氧消化液其總 N 去除率達 30% , NH+4- N 去除率為 40%。一些研究者針對厭氧消化液處理效果差的問題,研究提出改進方法一是加堿,改善了NH+4- N 去除效果,但對總 N 去除無效果。二是加C 源,主要添加葡萄糖、 甲醇 [ 26 ] 和乙酸, 這些方法雖取得較好處理效果, 但需增添裝置投資, 工作強度和運行費用亦大幅增加。厭氧 - 加原水 - 間歇曝氣(簡稱 Anarwia 工藝)是由我國研制開發的畜禽養殖污水處理新工藝, 即將大部分畜禽養殖廢水進行厭氧消化后,出水再與小部分未經厭氧消化的養殖廢水混合, 然后采用間歇曝氣序批式反應器處理混合水,該 Anarwia 工藝處理效果與序批式反應器直接處理工藝相同, 但其水力停留時間、 工程投資、 剩余污泥量、 需氧量同比分別降低 38 .6%、 11 .8%、 16 .4%和 95 .9% , 并能回收沼氣。若不計沼氣收益,Anarwia 工藝處理費用比序批式反應器工藝低 47 .5% ; 若計沼氣收益則 Anarwia 工藝處理費用僅有序批式反應器工藝的 9 .1% ,說明 Anarwia 工藝頗具優勢,并已成功應用于畜禽養殖污水處理工程,且處理效果良好。現階段我國規模化養殖場大多建在距離大城市較遠的地區,飼養規模不大。因此糞便污水處理應優先考慮還田利用模式,剩余的再采用自然處理模式,即采用還田與自然處理相結合的綜合利用處理模式,在前 2 種模式無條件實施時,再考慮工業化處理模式。但隨著社會經濟的發展,用于消納或處理糞便污水土地將越來越少,加之還田與自然處理模式均帶來二次污染,工業化處理模式必將受到更廣泛關注,并成為今后的研究重點。無論采用何種處理模式,綜合利用優先、 減量化、 資源化、 無害化和運行費用低廉化應是畜禽養殖污水處理的首要原則。