养猪废水中氮磷及重金属的处理方法

第34卷第11期2013年11月家畜生态学报ActaEcologiaeAnimalisDomasticiVo1．34NO．11NOv．2013养猪废水中氮磷及重金属的处理方法王天琪，章萍，周文斌(教育部鄱阳湖生态与生物资源利用实验室，南昌大学环境科学与工程学院，江西南昌330047)[摘要]随着我国养猪业日趋规模化，养猪废水带来的环境问题也日益严重，成为农业面源污染的主要因素之一。论文介绍了养猪废水的水质特征，重点阐述了养猪废水中的N、P及重金属的处理方法，并对这些方法进行了较全面分析、比较、总结；指出目前养猪废水深度处理研究难点，同时为今后研究的方向作出一定的展望。[关键词]猪场；废水；氮磷；重金属[中图分类号]$811．6[文献标识码]A[文章编号]1005—5228(2013)011-0085—042012年2月，国家发布了题为《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》的文件，主要针对推动农村经济及科技创新提出了若干条建议。畜牧业是我国农村经济中最活跃增长点和主要支柱产业，因此大力发展畜牧养殖是加快推进农业发展的重中之重。但随着畜牧养殖经营方式的规模化与集约化，畜禽粪污引发的水体污染日益严重，已成为农业面源污染的主要因素之一。就江西省鄱阳湖流域养猪产业为例，目前年出栏万头以上的养猪场达200余个，规模养猪户8．2万户，规模养殖比重达到60以上，而其猪场排放的废水所含CODc约为500～10000mg／L、总氮约为500～2000mg／L、总磷近1O0mg／Ll1J，含量远远超过国家环保局对畜禽养殖业污水排放标准(GB18596—2001)。根据国家环保部《2009年全国环境质量状况公报》，江西省的鄱阳湖水环境营养状态指数为50．4，属于轻度富营养状，主要超标污染物为总氮和总磷，这与鄱阳湖流域规模化畜禽养殖场排放的大量污染物密切相关。同时，在规模化、集约化养猪过程中，为防止猪疾病、提高饲料利用率和促进其生长，一些重金属元素如As、Cu、Zn制剂等被添加到饲料，实际上猪对重金属元素的利用率很低，极小部分被吸收，绝大部分虽粪便排出体外释放至水中[2]，值得关注和进一步研究。本文就养猪废水中氮、磷及重金属目前国内外的处理技术等方面进行了综述，以其为深入研究养猪废水的综合治理提供借鉴，并为合理利用养猪废水厌氧发酵等资源化回收等相关措施提供依据。1养猪废水中N、P处理方法养猪废水中的氮磷含量很高，目前主要的脱氮除磷的方法可以概括为生物处理、化学处理、物理化学处理及物理处理四大类。1．1生物处理由于猪场废水有机污染物浓度高，往往先进行厌氧处理，再进行好氧后处理。在厌氧处理过程中，含氮物质通过反硝化过程多数都分解转变为NH，因此，废水经厌氧处理后还应进行硝化一反硝化处理。Bernet等研究表明使用厌氧一好氧双过滤器能有效去除废水中的氮。杨虹等[6]采用厌氧ABR反应器与好氧一缺氧ICEAS反应器串联工艺处理养猪场冲栏废水，在ICEAS反应器中外加Ca—CO。(3．9g／L)的条件下，NH。一N去除率达97，出水中NH。一N浓度为43mg／L左右，COD总去除率达95．5，出水中COD浓度为250mg／L左右。序批式反应器(Sequencingbatchreactor，SBR)是在传统间歇式工艺基础上改进发展起来的一种工艺，反应器可工作于好氧／缺氧或厌氧条件下，因此被广泛用于硝化一反硝化过程]。杨朝晖l_8]等提出了处理养猪场废水的固液分离一UASB—SBR[收稿日期]2013-05—31，修回日期：2013—08—15[基金项目]中国博士后基金第五十一批面上资助(2012M511456)；江西省教育厅科技落地计划项目(GJJ)[作者简介]王天琪(1989一)，男，山东滨洲人，硕士，主要从事水污染物治理研究工作。E—mail：wtq00555@126．corn*[通讯作者]周文斌(1960一)，男，湖南衡阳人，教授，博士生导师，主要从事同位素水文学、高放射性废物地质处置、水一岩石相互作用实验研究与计算机摸拟等方向的研究工作。E—mail：wbzhou@nee．edu．cn86家畜生态学报第34卷组合工艺，经上述各工艺处理后的养猪场废水COD为186～412mg／L，BOD5为78～146mg／L，NH。一N为2O～60mg／L，均可达到排放标准。何连生lg利用SBR法来去除集约化猪场废水高浓度的氨氮和磷时，氨氮的去除率达到了94．3，P的去除率达到96．5％。Tilche_l0]采用具有好氧／缺氧交替功能的SBR系统直接处理猪场废水，进水TKN和NH一N浓度分别为2153mg／L和1414mg／L，在硝化和反硝化各为2h，沉淀排泥为4h条件下，TKN和NH十_N的去除率达到98以上。但由于猪场废水浓度高，直接进行好氧