畜禽养殖废水处理技术的应用与研究探讨

发表时间:2021/4/28   来源:《工程管理前沿》2021年第3期   作者:李绍蕾 王成刚
[导读] 在畜禽养殖过程中会产生一种高浓度的有机废水,
        李绍蕾  王成刚
        山东本源环境科技有限公司 山东省 250100
        摘要:在畜禽养殖过程中会产生一种高浓度的有机废水,并且经常会向外进行较为集中和大量的排放,由于其中的有机污染物具有非常高的浓度和刺激性气味,因此对自然环境和人们的正常生活造成了很大的影响和困扰。文章论述了畜禽养殖废水的特点与危害,并对畜禽养殖废水处理技术进行了分析和探讨,以尽可能的满足畜禽养殖的要求。
        关键词:规模化;畜禽养殖;废水处理技术
        引言
        畜禽养殖产生的粪污中含有大量的农药、氮、磷、钾等多种残留物质,如果处理不当就会造成严重的水体污染和土壤污染。畜禽养殖废水中的有毒物质会在水流和渗透作用的影响下对地表水、地下水层以及深层土壤造成污染。因此人们一定要提高对畜禽养殖废水处理工作的重视程度,做好规模化畜禽养殖的废水处理工作,为环境保护工作提供有力支持和帮助。
        1.畜禽养殖废水的特点与危害
        我国的畜禽养殖业具有规模化的特点,但是随着畜禽养殖业的发展和扩大,其废水处理也逐渐的成为人们关注的热点。废水中含有大量的有机物,如果将这些废水排放到户外就会造成水体富营养化的情况,水中的生物就会因为供氧不足而出现缺氧死亡的现象,尸体腐烂引发进一步的水体发臭发黑,进而使得污染形势难以得到很好的控制和管理。与此同时,废水中含有大量的有毒有害物质会逐渐的渗透到地下水层和土壤中,造成大面的污染。此外,废水中含有的病原体微生物会引发严重疫病,对人类、牲畜以及家禽的生命健康产生威胁,最终造成难以估计的经济损失。
        2.规模化畜禽养殖废水处理技术
        2.1自然处理技术
        自然处理模式的原理是借助氧化塘、土地处理系统等实现对畜禽养殖废水的快速、有效处理,此方法主要在一些林地、荒地等远离城市、气候温度较高、土地面积较大的区域使用,进而完成对废水的自然处理过程。在一些经济水平较低和养殖规模一般的地区中,使用自然处理模式能够有效降低资金成本的投入和资源的消耗,在管理运营方面也会省下许多的费用,并且不需要建造相应的污泥处理设施。自然处理模式具有管理便捷、对周围环境影响程度小、产生噪音少等优点,但是缺点也是非常明显的,其占用的土地面积较大,并且对周围环境的变化非常敏感,进而使得处理的效果大大降低。
        2.2生态湿地处理技术
        在上个世纪八十年代我国的生态湿地处理技术得到了快速的发展和进步,在运用此方法进行畜禽养殖废水的处理过程中收获了良好效果。生态湿地处理技术在湿地环境中结合水、泥沙、微生物等多种物质的功能,能够对废水形成很好的净化作用,自1978年生态湿地处理技术首次在我国应用以来,已经取得良好的处理效果,并且经过将近四十年的时间此项技术得到了很好的利用和发展。根据相关实验数据显示,在水力停留时间超过一天后,生态湿地处理技术对畜禽养殖废水中的COD和NH4+-N物质的去除率达到了59.8%和66.2%,同时在去除氮和磷方面上也获得了显著效果。但是在应用生态湿地处理技术的同时也会导致植物出现退化和氮去除效果降低的情况。
        2.3厌氧处理技术
        厌氧处理技术具有造价低、占地面积小、资源消耗少等优点,因此,此技术在畜禽养殖废水处理工作中的应用非常发广泛。厌氧处理技术的原理是利用厌氧微生物的降解功能,来净化废水中的有机物质,但是需要注意的是,此项技术需要在无氧的环境中使用,这样才能有效发挥出厌氧微生物的降解作用,此外,在厌氧处理阶段要尽可能的减少和外界氧气的接触,进而有效提高对有机物质的负荷潜力和净化效果。简单来说,在无氧环境下对规模化畜禽养殖废水中的有机物进行有效分解,之后产生有机酸物质,再和甲烷菌反应产生甲烷气,这样不但使废水得到了净化,还得到了可利用的甲烷气资源。厌氧处理技术能够杀死病菌进而防止其污染水体,这样就起到了防疫的作用。


        2.4厌氧-好氧利用模式
        厌氧生物法对于浓度的有机质废水能能起到有效的净化,厌氧处理技术产生的耗能少,且运行费用低还能产生沼气能源。但厌氧生物法对污水中氮、磷等物质的净化作用较低,且在厌氧处理过程中氨氮的浓度升高,且硫化物经过处理也转化为硫化氢,导致处理后的污水仍具有一定的臭味,难以达到污水排放的要求。所以厌氧处理后还需要做进一步的好氧生物处理,好氧生物处理能使污水稳定,并能减轻其臭味使之达到排放标准。所以,厌氧好氧联合处理,特别适合运用在畜禽养殖所产生的污水处理上。既能克服厌氧处理达不到除臭要求的缺陷,又能克服好氧处理能耗大与土地面积需求大的不足。厌氧好氧的联合处理使得投资减少,相应的降低了生产风险;其综合运行费用降低,但净化效果却在提升,实现了人们能源环境综合效益最高化的要求。
        2.5还田模式的应用
        在畜禽养殖过程中,将粪便废水当做肥料进行施肥还田是常用的处理方式,不仅有效避免对环境的污染,还提高了经济效益和资源利用率,比较适用于家庭分散饲养的养殖模式。将畜禽养殖基地建在远离城市、具有较大土地面积的偏远地区,不但有助于人们实现污染物零排放的目标,还能减少对化学肥料的依靠,进而增加土壤的肥沃性,降低畜禽养殖成本资金的投入和资源的消耗。但是还田模式的应用需要借助很多的土地来当做废水的处理点,因此使得这种方法的实用程度较低。有些国家将对畜禽粪便污水还田利用的研究核心内容放在了安全性评估及风险降低等方面,而我国则是将核心内容放在畜禽养殖废水厌氧消化液的有利影响方面,对此方法潜在的副作用还没有一个充分的认识。
        2.6藻菌共生体的应用
        藻菌共生体在废水处理的早期试验研究可以追溯到1957年Oswald建立高效藻类塘系统(HRAP),随后该系统被用于各种类型废水的处理研究,包括农业废水、生活污水及工业废水等。利用小球藻(Chlorellaspp.),衣藻(Chlamydomonas)、链球藻(Stichococcus)处理未灭菌(含有细菌)的养猪场厌氧消化废水,实验表明在废水中溶解氧浓度偏低的情况下,对TN去除率达到90%以上。利用小球藻(Csorokiniana)与细菌(活性污泥)体系处理马铃薯加工废水和猪场废水发现,藻菌接种比例约2:1(干重)条件下,共生体对马铃薯加工废水和养猪废水的TCOD,SCOD,NH4+-N的去除率分别为62.3%和84.8%,58.1和86.1%,82.7%和>95%。
        有研究表明,利用藻菌共生体去除有机物过程中会形成一种群体感应系统,存在多种代谢活动,这有助于该体系适应各种环境条件(如高营养盐负荷、高温低温等)并形成一个稳定的生态系统,抵御环境变化和其他物种入侵。此外,系统中的微生物之间也会建立协同作用,这有助于吸收更多的养分。因此,藻菌共生体在去除废水中有机物方面具有很大的优势。
        结语
        规模化畜禽养殖的发展相比较经济效益的提升是非常重要且必要的,人们既要确保经济水平的快速提高,同时还不能忽略对自然环境的保护工作,因此,在规模化畜禽养殖发展过程中必须要掌握废水处理技术,并且不断的对其进行创新和优化,以此来提升其处理效果和效率,只有这样,才能够为我国的规模化畜禽养殖行业的发展提供有力保障和支持。
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