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        江苏铭盛环境

        养殖废水处理的理论与实际状况分析

        文章出处:未知发表时间:2021-12-23 09:19:53


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        畜牧业是我国农业经济的重要组成成分,但是随着畜牧业机械化、范围化的疾速开展,产生了严峻的环保问题,其中养殖废水是主要的污染源之一。养殖废水是高浓度的有机废水,含有有机物、氮、磷和悬浮物,以及重金属、抗生素、抗生素抗性基因和病原微生物等,假如得不到适宜处置,会造成周边环境生态的改动,要挟动物和人类安康。目前,养殖废水的处置形式主要有两种:一种是废水深度处置(达标排放)形式,主要应用于土地配套较少的南方养殖场,养殖废水经过固液别离、厌氧/好氧处置和深度处置后,达标排放或者回收应用;另一种是资源化应用(肥料化、能源化)处置形式,主要应用于土地配套较多的北方养殖场,废水经过沉淀、厌氧发酵等无害化处置后,沼气实施能源化应用,沼液实施农田资源化应用。本文对我国范围养殖企业落实推进废水处置的现状、待打破的技术难题等实施了扼要的归结,以供从事生产、科研、管理工作的人员参考。

         

        1 养殖废弃物在资源化应用与深度处置之间的彷徨

         

        养殖业废水处置依然是近十年养殖行业环保最受关注、投入最大的范畴。范围化养殖企业在处置养殖废弃物时必需在资源化应用和深度处置之中二选一。固然近几年不断倡导和鼓舞种养分离、废弃物资源化应用,但由于种种缘由,养殖废水深度处置、达标排放或零排放依然是许多养殖企业求生存所必需的。

         

        环保问题的处理与资源化应用是不完整同等的概念,关于企业来说,处理环保问题至少首先要取得环评答应,然后依照环评请求采取措施处置废弃物并到达请求;而合法合规、经济有效的资源化应用,不是口头上变废为宝那么简单,首先需求在经济有效的半径范围内具有足够的土地资源配套(契合就地就近应用准绳),更重要的是要变宝,即经过收获物完成产业链后端的价值增加,假如收获物只是理论上的产量,而没有完成本身的应用或没有转变为市场价值,那资源化的可研报告会失真;资源化应用还要站在环保角度避免二次污染(包括对水、土、气)。当前我国养殖业废弃物资源化应用推进难,还与以下要素有关:一是养殖业环评导则缺失,相关规范众多,环评报告通常套用多个条文规章,各地执行资源化应用的规范不一,如多数中央请求养殖废水资源化应用前先要满足《农田灌溉水质规范》(GB 5084—2005)等;二是由于历史缘由,许多范围化养殖场周边已不再具有足够的配套土地资源。

         

        2 热点污染物的研讨

         

        养殖废水处置,除了针对现行环保请求的指标[如化学需氧量(COD)、氨氮、总磷(TP)等]之外,近几年研讨和理论标明,有必要进一步关注以下污染物:耐药菌和耐药基因(ARGs)、盐分(盐度)、总氮(TN),以及废水处置过程中所产生的污泥。污泥是水处置过程中的正常产物,由于清粪形式的改动以及后端出水规范请求的提升,污泥产量普遍增加;污泥的处置难点在于其含水率高。许多研讨标明,现行的水处置工艺,其末端出水虽然化学指标达标,但依然存在耐药菌和耐药基因的环境风险。盐分的积聚会对土壤、农作物产生危害,因而更要在资源化应用过程中加以防备。一些中央对养殖废水总氮的排放实施限制,现有技术程度下会大幅增加水处置的本钱,显著加重企业的担负。

         

        3 重要技术范畴的开展与打破

         

        目前运用较普遍的养殖废水处置工艺包括厌氧生物处置、好氧生物处置、自然处置和深度处置技术,研发中的微藻、膜别离等生活和工业废水处理技术,以及与后端水处置相关的养殖场清粪工艺等,已在本专刊的其他文章中专题论述。本文仅针对厌氧氨氧化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化作扼要阐明。

         

        3.1 厌氧氨氧化技术

         

        厌氧氨氧化技术是一种新型的厌氧生物处置技术,是在厌氧环境下厌氧氨氧化菌直接将氨氮和亚硝酸盐转化成氮气的过程。厌氧氨氧化技术的关键菌是厌氧氨氧化菌,其能够在厌氧条件下,经过生物化学反响,将养殖废水中的氨氮转化为氮气,完成对氨氮的去除。因而,厌氧氨氧化技术是一种厌氧生物处置技术,也属于同步硝化反硝化技术类型。由于厌氧氨氧化菌生长迟缓,影响要素较多,因而,在生产中常运用固定床、活性污泥床和膜生物反响器等,增加厌氧氨氧化菌的截留量,并与其他处置技术分离,进步废水处置效率和稳定性。厌氧氨氧化技术具有高效、经济等优点,在养殖废水脱氮方向具有较大的应用前景,但存在启动时间长、干扰要素多等问题,需求进一步处理。在野外工作条件下,厌氧氨氧化技术条件的探索和调控才能还需求进一步打破。

         

        3.2 短程硝化反硝化技术

         

        缺氧好氧工艺(Anoxi/oxicA/O)主要经过设置缺氧池和好氧池分别完成反硝化(NH+4→NO2→NO3)和硝化反响(NO3→NO2→N2),完成对废水氨氮的去除。但研讨标明传统硝化反硝化过程中会产生亚硝态氮的累积现象。为此,提出了短程硝化反硝化的理论,经过促进氨氧化菌(亚硝酸菌)生长,抑止亚硝酸氧化菌(硝酸菌)的生长,从而完成短程硝化反硝化的进程(NH+4→NO2→N2)。氨氧化菌的生长周期短于亚硝酸氧化菌,其中泥龄、温度、pH 和溶解氧等是影响氨氧化菌和亚硝酸氧化菌的主要要素。温度大于28 ℃时利于氨氧化细菌生长,抑止亚硝酸氧化菌的生长;pH 8.0 左近也利于氨氧化菌积聚;氨氧化细菌对低浓度溶解氧的亲和力大于亚硝酸氧化菌。理论上短程硝化反硝化缩短了反响时间,节约了氧气和碳源供给量,同时降低了污泥产量。但在水处置设备运转过程中由于需求增加污泥排出,以降低泥龄,因此每日会产生大量的污泥。此外,由于影响要素较多,其稳定性也需求进一步的改良。

         

        3.3 同步硝化反硝化技术

         

        同步硝化反硝化技术经过控制生物池中溶解氧、pH 和温度等参数,从而完成硝化反响和反硝化反响同时实施,进步工艺对废水的处置效率。同步硝化反硝化机理包括宏观环境理论、微观环境理论和微生物学理论。宏观环境理论指控制反响器溶解氧的浓度和平均度,发明硝化菌和反硝化菌都适合生长的环境,使硝化和反硝化进程同步实施。微观环境理论指控制溶解氧浓度、活性污泥颗粒大小和生物膜厚度等参数,在活性污泥颗粒和生物膜外表和内层构成溶解氧梯度,外表好氧发作硝化反响,内层缺氧发作反硝化反响。微生物学理论指能同时实施硝化和反硝化的微生物的应用。研讨标明环境中存在好氧反硝化菌和厌氧硝化菌,如厌氧氨氧化菌可直接把氨氮转化成氮气。

         

        除上述技术之外,废水处置过程高效微生物的研发与应用、厌氧过程产物抑止的控制、发酵过程条件的优化与自动化调控、破解磷结晶形成废水处置系统管道梗塞、防控废水处置过程臭气滋生、扩散以及防渗等技术的打破将有助于风险控制和降本增效。

         

        4 小结与瞻望

         

        养殖场废水处置技术包括好氧生物处置、厌氧生物处置、深度处置和自然处置等类型,其中A/O、上流式 厌氧污泥床(UASB)、升流式固体厌氧反响器(USR)、沼气池、氧化塘、化学氧化和混凝等工艺技术均比拟成熟,并得到普遍应用。每种处置办法都有其本身的优势和限制,能够依据养殖场废水特征以及当地政策等状况,选择不同的技术组合,如废水排放规范较高的养殖场能够选择厌氧+好氧+深度处置的技术组合,配套足够土地的养殖场能够优先选择厌氧处置技术对废水实施无害化处置。此外,短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化、微藻处置及膜别离等一些新型的处置技术具有较高的应用前景,但其处置参数及稳定参数需求进一步的研讨优化或户外工程应用。

         

        随着环保力度的加大,人们对养殖废水处置技术的研讨和应用提出了更高的请求。研发新型废水处置技术仍是将来的研讨重点,特别是对高效稳定、本钱低廉的废水处置技术有激烈的市场需求;对现有废水处置技术的改良也是将来一段时间内的研讨重点,如好氧或厌氧生物处置技术中功用微生物的开发、膜别离技术中高效、耐用膜的研发;同时,养殖废水资源化和能源化是重要的研讨方向,如养殖废水资源化过程中的平安性评价、沼气生物能和生物柴油等能源化应用技术研发,这关于养殖废水的平安处置及应用有重要参考意义。

         

         


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