养猪废水氮磷污染及其深度脱氮除磷技术探讨

28中国沼气Ch／anBiogas2003，21(1)养猪废水氮磷污染及其深度脱氮除磷技术探讨姚来银，许朝晖(福建省龙海市环境监测站，福建龙海363100)摘要：本文通过对规模化养猪场废水氮磷污染监测，揭示氮磷污染现状；指出传统A／O工艺脱氮除磷的局限性；探讨养猪业废水在沼气厌氧发酵基础上通过水生生物氧化塘工艺进行深度脱氮除磷的可行性。关键字：养猪废水；氮磷污染；脱氮除磷；氧化塘法中图分类号：X703，S'216．4文献标识码：A文章编号：1000—1166(2003)01—0028—021养猪业废水氮磷污染现状城市“菜蓝子工程”的计划和实施推动了养猪业的迅猛发展，集约化程度越来越高，养猪业在脱离了传统饲养方式的同时，养猪场所排放的废水也难于用传统的还田方式处理。养猪场废水包括尿污和饲养场地冲洗水，2002年1～4月龙海市环境监测站对所辖l4家规模化养猪场(干清粪工艺)监测结果：每百头猪每天污水排放量为1．75～2．35t，平均2．15t；NH3一N浓度范围在578～1520nag．L～，平均浓度868nag．L～；总磷浓度范围101～245nag．L～，平均浓度171nag．L；养猪废水(干清粪工艺)中平均每头每天排放氨氮l8．7g，总磷3．7g。含氮磷废水排入水体后将造成诸多危害：1．有机氮、磷化合物造成水体富营养化；2．还原态NH3一N因硝化作用耗氧而造成水体发黑；3．化合态No2一N，NO3一N对人体和水生生物有毒害作用。养猪废水氮磷含量高，可饮用水源和农业生态造成了危害，养猪废水深度脱氮除磷刻不容缓。2含氮磷废水生化转化途径养猪废水进入生化系统后所含氮、磷在特定条件下按图l所示途径转化。从图l可以看出：(1)生化系统脱氮有三条途径：1．氨化、硝化、反硝化途径。2．同化、活性污泥吸收并借助重力流沉淀途径。2．水生生物吸收净化与食物链转化途径。(2)生化系统除磷有二条途径：1．同化、活性污泥吸收并借助重力流沉淀转化途径。2．水生生物吸收净化与食物链转化途径。I有机质氮、磷II(蛋白质、尿素)细菌分解和水解1重力形式转换f、l(细菌细胞)l植物氧化塘硝化0：ll氧化、释放l生态系统塘『亚硝态氮l食物链营养级生物代谢I(NO：)硝化0：迁移转化I硝态氮反硝化氮气动植物蛋白l(NO，)1(N：)(N、P)有机碳(源)图1特定条件下氮磷的转化途径3传统A／O或A2／o脱氮除磷的局限性养猪废水含氮浓度高，A／O工艺在硝化、反硝化过程需要25倍回流比，在实际工艺中难于承受那么大处界动力工程投资和运行费月，经济可行性差；传统A／O或A2／O的除磷作用只能使水中磷及化合物被活性污泥(积磷细菌细胞胶团)吸收积磷。控制积磷工艺参数，借助重力流分离积磷污泥，工程技术难度高。而且A／O深度脱氮除磷工艺要求活性污泥色泽好、活性强、表面负荷大、过程状态稳定l4]，运行费用高，存在较大经济、技术局限性。在九龙江流域污染防治和生态破坏综合整治规模化养猪废水专项中，以除碳(厌氧发酵)沼气工艺收稿日期：2OO2—08—12作者简介：姚来银(1967一)，男，福建龙海人，工程师，主要从事环境监测和环境工程研究。维普资讯http://www.cqvip.com中国沼气ChianBiogas2003，21(1)29为基础的A／O，A2／O处理工艺在去除高浓度COD，BOD，农业生态开发等方面取得了良好效果，但对脱氮除磷有很大局限性。监测结果表明：市辖l4家规模化养猪场废水经沼气池厌氧发酵后，COD浓度范围在1280～3370mg．L一，平均浓度2230mg．L～，去除率>60％，NH3一N浓度范围275～1260mg．L一，平均浓度669mg．L～，去除率22．9％，总磷浓度范围68．7～232mg．L～，平均浓度146mg．L～，去除率仅为14．6％。在厌氧发酵基础上经生物膜法、氧化塘(沟)好氧生化或兼性氧化塘等4种典型A／O、A2／O工艺治理工程运行监测结果见表1，结果表明，COD浓度范围87．9～386mg．L～，平均浓度250mg．L；NH一N浓度范围46．0～232mg．L～，平均浓度183mg．L～；总磷浓度范围l8．7～67．6mg．L～，平均浓度38．0mg．L。。。NH3一N，PO4．P大大超出GB8978—1996((污水综合排放标准)一级标准中氨氮、磷酸盐浓度指标要求，即NH3一N≤15mg．L～，PO4一P≤0．5mg．L_。。表1传统A／O，A2／O工艺处理养猪废水工程验收监测结果工程实例处理工艺4养猪废水深度脱氮除磷的水生生物氧化塘技术4．1水生生物氧化塘水生生物氧化塘是在普通氧化塘内种植具有脱氮除磷功能的水生植物或培殖水生动物，以强化氧化塘的脱氮除磷功能。(1)水生植物氧化塘在塘内种植水葫芦、水浮蓬、水葱、芦苇等水生植物，它们都有较