处理养殖废水方法

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处理养殖废水方法范文第1篇

关键词：水产养殖;废水;处理;探析

了解水产养殖废水与农业废水、工业废水和生活废水的区别是有效处理水产养殖废水的前提，同时还应考虑水产养殖区生物种群的类别和生理特性，水产养殖区给排水系统的设计和与周边生态环境的联系等，科学排废，循环利用，注重生态，变废为宝，是生态水产养殖工程废水处理的理想状态。

一、水产养殖废水的来源和危害分析

一般理论认为，水产养殖过程中，所谓的废水主要来源于大量的动物粪便、死亡动植物尸体、饵料残渣、渔用肥料，以及消毒剂、杀菌剂、杀寄生虫剂等药物进入水体后，养殖水体中的有机物、氮、磷、氨等大量积累，加剧了水体的富营养化程度。其主要危害是恶化养殖水体，毒害鱼类，引起病毒爆发及流行，导致鱼类和虾类生长缓慢，甚至死亡。

另有水产养殖专家认为，养殖水域污染源以及由此而产生的富营养化主要来自养殖过程中的氮、磷等有机物的积累，这点与传统理论是一致的。但针对一些缓流浅水草型湖泊的沿湖养殖区，在生活污水和渔业自身污染的共同作用下，由污染物所滋生的种类繁多的致病微生物已经对养殖业造成了严重的损害。近几年来发现并流行的暴发性鱼虾病害，不仅给水产养殖产业造成重大经济损失，而且通过食物链对人体的健康带来严重隐患。另外我国水产养殖以直接排污的池塘养殖为主，基础设施老化严重，自然生态系统中的食物链在养殖过程中频遭破坏，残饵、排泄物、死亡残体等大量有机物失去了被其它生物利用的机会，养殖水域生态功能退化，病害日趋严重。如不对养殖废水进行生态处理和循环利用，那么以消耗自然资源（水资源）、污染环境为代价的水产养殖业，在今后生态文明生产浪潮的冲击下是难以立足的。传统水产养殖模式的高消耗、高污染，使得水产养殖须转向以低消耗、低排放、高效率为基本特征的可持续发展的循环型的水产养殖模式。

回归水产养殖废水本身，水产养殖水污染有其独特的特点，即潜在污染物含量低、一次排水量大、与常见陆源污水存在差异，处理难度大大增加。养殖废水中氮磷营养成分、溶解性有机物、悬浮物和病原体是处理的重点。

二、多种水产养殖废水处理思路和方法简介

目前广泛流行的处理水产养殖废水的思路大致分三个方向，分别是物理法、化学法和生物法。三种方法在特定的环境下皆有所发挥。

常规物理处理技术主要包括过滤、中和、吸附、沉淀、曝气等处理方法，是废水处理工艺的重要组成部分，主要去除海水养殖废水中的悬浮物（TSS）和部分化学耗氧量（COD）、BOD，但对可溶性有机物、无机物及总N、P等的去除效果不佳。处理后出水的污染物粒径一般小于50纳米，对于工厂化养殖废水的外排和循环利用处理、机械过滤和泡沫分离技术处理效果较好。由于养殖废水中的剩余残饵和养殖生物排泄物等大部分以悬浮态大颗粒形式存在，因此采用物理过滤技术去除是最为快捷、经济的方法。常用的过滤设备有机械过滤器、压力过滤器、砂滤器等。在实际处理工程中，机械过滤器（微滤机）是应用较多、过滤效果较好的方式。用砂滤器能很好地去除TSS，但是去除N和P效果不佳。沸石石英砂反应器，兼有过滤和吸附功能，利用沸石的吸附作用，除去多种污染物;生物过滤器，采用在沸石上生长反硝化细菌，对海水养殖废水进行处理，尤其对海水养殖废水中的粪便及残饵有良好的去除效果。

化学方法处理水产养殖废水主要采用凝聚、中和、络合和消毒的思路。具体来讲，凝聚是使用一些化学试剂，使水中微小颗粒及胶体凝聚成较大絮凝体，加速沉淀，净化水质。通常凝絮剂对海水的处理效果较差，对内陆淡水湖泊水体效果较好。中和是通过改变水体过高或过低的pH值，利用常用生石灰等调节水体的pH值，使水呈中性或弱碱性，还能增加水中的钙含量，改良水质，杀灭病原体。新砌的水泥池往往水中pH值过高，不利于水产动物的生长，常用草酸、醋酸、稀盐酸等弱酸中合处理。络合最常用的是EDTA-Na2，可清除水体中含量过高的重金属离子。对于一些重金敏感的鱼、虾等，其苗种培育用水必须经EDTA-Na2预 处理后方可使用。最后，应用化学消毒剂与水中有毒物质发生氧化还原反应，降低或消除其毒性，杀灭有害微生物。目前市场上常用的消毒剂是卤素制剂、臭氧、高锰酸钾、过氧化氢和季铵盐等。

自然界存在大量以有机物为食物的微生物。它们具有将有机物氧化分解成无机物的巨大能力。养殖用水和废水的生物处理就是利用微生物这种能力来处理水中的有机物，因此必须为微生物在水中创造一个良好的生活环境，使微生物在这个环境中将水中的有机污染物氧化分解，从而使水得到净化。这是生物处理水产养殖废水的原理。具体的方法中，最典型的应该是植物吸附，植物主要通过其茎、叶和根系吸收利用、富集、吸附和固定水产养殖水体污染物， 以及为微生物提供栖息地来实现消除或降低养殖水体的污染，比如藻类，藻类细胞壁是主要由多糖、蛋白质和脂肪组成的网状结构，带一定的负电荷，且有较大的表面积与粘性。藻类在生长繁殖过程中能富集和吸收大量的有机物、无机物和重金属，并在富积有机物的同时发生代谢降解。大型海藻具有食用、药用、易采集的特点而被广泛用于水产养殖废水的净化处理。另外，光和细菌、人工湿地也是常见的生物处理水产养殖废水的生物方法，篇幅所限，笔者在此就不一一赘述了。

三、结语

面对现在越来越规模化、集约化和高密度化的水产养殖现状，针对养殖区实际情况的物理方法、化学方法和生物方法相结合的综合治理才是最科学的废水处理方案。我国是世界最大的水产品输出国和消费国，对水产养殖废水处理方法的研发和创造是大势所趋，同时也需要各界人士的广泛关注。

参考文献：

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处理养殖废水方法范文第2篇

文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0165-02

摘要：

我国海水养殖废水的环境问题还未引起人们的足够重视，还未制定相关的法律和法规来约束养殖废水的排放，因此海水养殖废水的排放大多是未经处理直接排放的，随着代谢工程、发酵工程、生物技术和微生物工程的进一步发展，在研究中，应借鉴国外的相关经验，结合实际情况，对多种处理工艺优化组合并对海水养殖废水的再循环利用进行研究。

关键词：海水养殖；废水处理；污染物

目前我国海水养殖废水生物处理研究还处于开始阶段。一方面，对于海水养殖废水处理的工艺选择、运行参数及处理能力与效能尚需进一步研究；另一方面对降解污染物微生物的研究还有大量的工作需要进行，开展海水养殖废水生物处理方法和原理的基础研究，从海洋环境和海水养殖环境中广泛筛选能够高效降解目标污染物、并能在海水环境中快速繁殖生长的菌群，对其中若干菌株加以遗传改造，从而培育出净化能力更强、适用范围更广的高效菌株，同时进行菌株的适宜环境条件、生理特性、代谢动力学及微生物生态学方面的研究；筛选适合的微生物固定化载体和对固定化方法进行优化；在调查和系统分析水质、水量、投菌量、营养物质、氧耗、反应器构型、水力停留时间等诸多因素的基础上，建立完善的和适合我国国情的海水养殖废水处理方法并加以推广，对于保护海洋环境以及海水养殖业的可持续发展有着十分重要的意义。

1国内研究现状分析

在国内，一些学者已经认识到海水养殖废水治理的必要性，并且开展了一些研究工作。中国水产科学研究院黄海水产研究所袁有宪等率先提出对养殖环境进行生物修复，即应用微生物降解技术消除养殖水体底泥中有机污染物，改善养殖环境，取得了一些进展。在微生物筛选培育与应用方面，中国海洋大学莫照兰、俞勇从虾池底泥中分离筛选出1O株对有机物具有较高降解性能的细菌，初步实验表明，筛选的菌株2d能消化46.6～59.5 的对虾饵料，5d能消化50.8％～7O.2的对虾饵料，筛选的菌株可用于虾池底部有机物降解，改善对虾养殖环境。孙军发现养殖系统加入光合细菌和吸附剂(麦饭石)后可明显降低虾池的氨氮水平并提高对虾的抗病力，青岛理工大学环境工程实验室建立了一种海水硝化细菌的培养方法，可在短时间内(16～18d)获得硝化速率为7.49mg?［g(MLSS)?h］-1 的硝化细菌制剂，该制剂可有效地去除海水养殖环境中的氨氮，具有较好的应用前景，此外还开展了硝化细菌固定化等方面研究。

2海水养殖废水处理工艺

随着海水集约化养殖业的发展以及对海水养殖废水处理研究的深入，人们逐渐认识到单一的处理技术或传统的陆域污水处理法已无法满足处理要求，投入少、低成本、低能耗高效率的海水养殖废水综合处理技术才是研究的主要方向。这些综合处理技术将更强调生态系统中生产者、消费者、分解者之间动态和合理的平衡，进一步挖掘生物作用的潜力，力图培育和筛选出繁殖能力强、净化能力高、抗环境突变能力强、变异小的微生态制剂，实现无害化处理。目前，已有不少的科研工作者对海水养殖废水处理工艺进行研究，并取得一定的效果。人工湿地利用生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化，具有净化效果好、去除氮磷能力强、工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、系统配置可塑性强、生态环境效益显著、可实现废水资源化等特点。但人工湿地易受自然及人为活动的干扰，易堵塞，生态平衡易受到破坏，因而在设计时要因地制宜，需要与其他水处理技术相结合，并加以适当管理，这样才能长期维持高效运行。

3 海水养殖废水生物处理技术

3.1传统生物处理技术： 目前海水养殖废水生物处理中应用较多的是生物膜法，是通过生长在填料表面的生物膜进行工作的。填料包括碎石、卵石、焦炭、塑料蜂窝等。在水处理上其主要作用的生物膜，它由水、微生物、细胞外粘多糖聚合物和缩多氨酸聚合物等组成。好气菌、原生动物、细菌等以氨溶解有机物质为食料，在呼吸作用中氧化，从而获得生命进行繁殖，而微生物又是更大的原生动物的食料，由于生物间的互相依赖，保持平衡状态，鱼体的排泄物最终被分解为二氧化碳、氨、碳酸盐、硫酸盐等简单的化合构，水就得到了净化。研究表明，生物膜不是连续的层状结构，而是附着在一起的堆体或群藻的随机组合，这些堆体或群落周围存在许多通道，水和捕食的原生动物可以通过这些通道移动。生物膜法因具有产生污泥少，运行管理方便，处理费用低的优点，在海水养殖废水处理方面具有独特优势。

3.2生物强化技术： 生物强化技术，即生物增强技术，是通过向养殖废水处理系统中直接投加一些从自然界中筛选的优势菌种或通过基因重组技术产生的高效菌种，增加生物量，以改善原处理系统的处理能力，达到对某一种或某一类有害物质的去除或某方面性能的优化目的。生物强化技术与传统的生物治理技术相结合，已成为生物治理废水发展的一种趋势。生物强化技术无疑为提高海水养殖废水生物处理能力开拓了一条新思路。国内外学者在该领域已经进行了有益的尝试，取得了一些成果。

3.3微生物固定化技术： 微生物固定化技术是从20世纪60年代末直接从酶固定化技术发展起来的，通过物理或化学的手段，将游离的微生物固定在限定的空间区域使其保持活性，并可反复利用的一项技术。它是一项可应用于海水养殖废水处理的生物工程技术，固定化的对象有藻类、细菌等。与游离细胞相比，固定化微生物具有细胞密度高、反应速度快、运行稳定可靠、细胞流失少等优点，在生物处理装置内可以维持高浓度的生物量，提高废水处理负荷，减少处理装置的体积。通过选择性地固定对氮、磷等营养物有很强吸收能力的微生物，开发高效生物处理装置，能够提高养殖废水中废物的转化率或降解效率。

4结束语

池塘养殖是我国陆地海水养殖的主要方式之一，由于经营者众多、排水量大，因此宜在排水集中的河道或近岸建立人工湿地生态系统对这些废水进行集中处理。人工湿地处理系统是一种成本低廉、节能、简单易行、效果显著，而且无二次污染的废水处理系统，因此，建立海水或半咸水人工湿地生态系统进行养殖废水的处理是一个值得深入研究的课题。

参考文献

处理养殖废水方法范文第3篇

关键词：规模化养殖场；粪污；资源化利用模式；三峡库区

中图分类号：X713 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）02-0299-04

畜牧养殖业已经成为三峡库区农业和农村经济的支柱产业和农民增收的重要来源。随着“百万工程”的实施及城乡统筹和现代农业的发展，重庆市的畜牧养殖业出现了强劲发展的势头，适度规模化养殖发展较快，近两年来涌现出了一大批规模化养殖场，已明显呈现区域化特征。随着养猪场规模的不断扩大、数量的不断增加，养殖场污水已无法被土地消化，粪污产生的大量臭气释放到空气中，未加处理而被排放的污水对自然水体造成了大面积的污染，使其BOD5、CODCr指标严重超标[1]。规模化养殖场的粪污使三峡库区区域生态环境严重恶化。为此，通过对三峡库区规模化养殖场粪污利用现状的调研，提出了适合三峡库区社会、经济、资源环境状况的规模化养殖场粪污资源化利用技术模式，以期解决畜禽养殖规模化发展带来的环境污染问题，从而有效缓解三峡库区区域生态环境的恶化，实现社会、经济、生态环境的协调可持续发展。

1 规模化养殖场粪污处理基本模式

目前，规模化养殖场粪污处理的基本方法主要有好氧处理、厌氧处理、自然处理、混合处理4种。

1.1 好氧处理法

采用好氧技术对粪尿及废水进行生物处理研究最多的是SBR（Sequencing batch reactor）工艺，即序批式活性污泥法。SBR是基于传统Fill-Draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺[2]。它把污水处理构筑物从空间系列转化为时间系列，在同一构筑物内进行进水、曝气、沉淀、排水、闲置等。20世纪70年代起，美国Notra Dame大学的Irvine等[3]在实验室内对SBR法的基本运行特性作了研究，在美国环保署的支持下，于1980年把印地安纳州南部的Culver城市污水处理厂改建成SBR系统。日本在粪便处理技术方面，自1975年起已开始采用活性污泥法同时除去粪便中的BOD5和氮的技术，这种方法被称为粪便处理的超标准脱氮法[4]。我国自1985年建成首座处理肉类加工污水的SBR系统后，又陆续在城市污水、鱼品、肉类加工污水处理中应用，20世纪90年代开始用于畜禽养殖场污水处理。活性污泥法也能去除某些金属Ca、Mg、Hg等[5]，采用固定的活性污泥能使BOD5去除率达95%～97%[6]。

我国学者对SBR用于畜禽养殖场粪污处理研究较多，如邓良伟等[7]用水解-SBR-活性炭吸附，NH3-N去除率达97%以上；赵岩[8]用SBR技术处理高浓度养猪污水，其CODCr去除率为92.47%，BOD5去除率为96.69%。在实际应用中，单独使用SBR工艺并不多，多是采用SBR与其他方式结合处理，如于金莲等[9]通过实验室模拟试验，探讨混凝-脱氨-好氧生化处理养猪污水工艺，用石灰乳混凝沉淀，处理后出水浓度CODCr为340～380 mg/L，NH3-N为28～60 mg/L；成文等[10]采用接触氧化-水解（酸化）-两段接触氧化-混凝工艺处理高浓度养猪场污水，在最佳条件下，CODCr去除率大于97%，BOD5去除率大于98%，氨氮去除率大于96%；范建伟等[11]用活性污泥膜分离技术处理畜禽污水，用膜取代了传统二沉池，具有出水稳定、活性污泥浓度高、抗冲击负荷能力强、剩余污泥少、装置结构紧凑、占地少等特点。出水浓度CODCr

1.2 厌氧处理法

20世纪50年代出现了厌氧接触法（Anaerobic contact process）工艺，60年代末出现的厌氧滤器（Anaerobic filter，AF）是高负荷厌氧反应器的第一个突破，此后在70年代上流式厌氧污泥床UASB（Up-flow anaerobic sludge bed）问世，UBF与UASB的发明推动了以提高污泥浓度和改善废水与污泥混合效果为基础的一系列高负荷厌氧反应器的发展，并逐步应用于禽畜污水处理中。厌氧处理特点是能量需求低，可以产生能源（沼气），污泥量低，对pH、温度等环境因素敏感[12]；而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷潜力，能对一些好氧微生物所不能降解的部分有机物进行降解[13]。

我国最早将畜禽粪污用于厌氧处理是以生产沼气为目的，因而生产后未能达到完全分解污染物的要求，其出水CODCr的浓度仍不符合环保废水排放标准。20世纪90年代以来，随着畜牧业的迅猛发展，畜禽粪污造成的环境污染日渐突出，人们开始将厌氧处理用于处理畜禽粪污环境污染物，而生产沼气只作为附加产物[14]。邓良伟等[15]采用内循环厌氧反应器（lC）处理猪场废水，BOD5去除率为95.8%，SS去除率为78.5%，沼气产气率达1.5～3.0 m3/d。后又通过改善厌氧消化液的可生化性和培养高效脱氮菌种等措施，NH3-N去除率达到了99%，CODCr去除率达95%[16]。纯粹的厌氧处理畜禽污水后，出水一般残留的CODCr值较高，达不到排放标准。实际应用中的厌氧处理实际上还掺杂其他处理单元。如张国治等[17]选用小球藻、颤藻等藻类，采用悬浮藻类法和固定藻类法两种工艺对猪粪厌氧废液进行净化处理。经过15 d室内静态处理，去除NH3-N 93.9%，TP 78.4%，色度51.4%。

1.3 自然处理法

包括稳定塘处理、土地处理和废水养殖。这类方法投资省、工艺简单、动力消耗少，但净化功能受自然条件的制约，如果在有足够土地可利用的条件下，它是一种较为经济的处理方法，特别适宜于小型畜禽养殖场废水处理。自然处理法也可以用于畜禽养殖场废水除臭，如胡佩[18]采用细黄链霉菌5406除去家禽粪臭味。

畜禽养殖污水的快速渗透处理系统虽比另外的陆地处理系统效率低，但最低的去除率也达到50%，也不需要预处理，酸性环境能加速脱氮去磷，发展快速渗透系统的投资和运行费用较低；同时，具有额外的益处，如水和养分的再利用[19]。廖新弟等[20]分别以香根草和风车草为植被，建立人工湿地，净化畜禽场污水，CODcr去除率可达90%以上，BOD5去除率可达80%以上。生态工程陆地处理系统（LTS）作为一种自然的、生态的、交替的或所谓适合的技术，中国自1986年就开始研究和利用，其具有费用低、节约能源、恢复资源、易操作、去除污染物广而有效等优点[21]。湿地处理系统受环境条件影响较大，在寒冷地区需专门设计[22]。水萍科植物用于循环利用养猪污水是可行的处理方式，建立植物过滤带可减少排入地表接纳水体的污染物负荷[23]。

1.4 混合处理法

好氧处理法、厌氧处理法、自然处理法用于处理畜禽养殖场废水各有优缺点，一般不单一应用，近年来畜禽粪污多采用混合处理法[24]。即是根据畜禽养殖场废水的多少和具体情况，设计出由以上3种或以它们为主体并结合其他处理方法进行优化组合，共同处理畜禽养殖场废水。该方式能以较低的处理成本，取得好的效果，如杭州西子养殖场采用了厌氧+好氧结合的处理工艺，经处理后，废水中CODcr约为400 mg/L，BOD5为140 mg/L，基本达到废水排放标准[25]；深圳农牧实业公司的污水处理工程，工艺流程为污水-固液分离-调节池-上流式厌氧消化-植物塘-鱼塘-排放，处理的废水也能达到深圳市废水排放标准[26]；李秀金等[27]采用ASBR-SBR组合反应器系统，处理高浓度有机污水，其中ASBR作为预处理器（厌氧）主要用于去除有机物，SBR（好氧）用于生物脱氮处理。当然，混合处理方法的形式多种多样，除以上3种方法结合外，还包括一些物理、化学处理方法结合，在实际应用中应视具体情况而定。

当今我国畜禽粪污的污染大体上已经历了认识阶段，开始进入探索和解决阶段。

2 三峡库区规模化养殖场现有的处理模式

目前，三峡库区采取的处理模式主要有3种，即还田处理模式、无动力自然处理模式和机械化处理模式。多数养殖场粪污主要利用干清粪技术，粪便利用堆肥技术处理作为肥料[28]，污水净化后排放；也有部分养殖场以沼气应用方式处理，但沼气的利用没有解决好，有的养殖场甚至沼气用不完白白在大气中燃烧掉，经济效益体现不出来，所以推广应用就存在很大问题[29]。我国是能源和水资源紧张的国家之一，如何将粪污处理资源化和能源化，并和有机肥开发相结合，将是三峡库区绿色农业产业发展的重要方面，也是库区生态环境安全的重要保障。

3 规模化养殖场粪污对三峡库区生态环境的影响

三峡库区城市重庆市全市生猪、肉牛、奶牛、山羊、蛋鸡、肉鸡规模化率分别达40.0%、20.4%、66.5%、34.0%、89.0%、87.5%，畜禽养殖综合规模化率达48.2%。随着重庆市集约化养殖业的发展，养殖场产生的大量畜禽粪污对环境的污染越来越被人们所关注。重庆市畜禽养殖产生的粪便总量每年近8 570万t，除少量用于农田施肥和制作成复合肥外，大多数未经处理就被排放到环境中，成为污染次级河流、水源的主要“杀手”，污染了人们赖以生存的空气、水体。养殖场粪污的污染以规模化养猪场最为严重，一个万头猪场每天可排出猪粪10 t、尿液15 t、冲洗水100 t，相当于每天排放了CODCr 1 280 kg、TN 96 kg、TP 40 kg。

4 适宜三峡库区规模化养殖场的处理模式

规模化养殖场粪污的资源化利用是有效缓解三峡库区区域生态环境的恶化，实现社会、经济、生态环境的协调可持续发展的重要途径。从三峡库区社会、经济状况及农民生活习惯和养殖粪污的物料特性出发，提出适合三峡库区规模化养殖场粪污的资源化利用模式，为养殖场的粪污处理利用提供借鉴。

4.1 无公害食用菌环链模式

沼渣营养丰富，所含营养成分与食用菌栽培料所需要营养相近，且杂质少，十分适合食用菌的生长，同时食用菌培养废物可参与厌氧发酵。无公害食用菌环链模式（图1）能真正意义上达到循环农业的目的。

4.2 生态水产养殖模式

水产养殖业是三峡库区的主要产业，沼液是养鱼的好饲料，在沼液养鱼利用淡期可与大田灌溉兼顾，形成灵活的利用模式。生态水产养殖模式见图2。

4.3 低碳林业模式

在低碳经济背景下，林业既是产业建设的载体，又是生态建设的载体。将养殖业和林业结合起来形成循环模式，促进低碳经济的发展。低碳林业模式见图3。

5 小结

随着四期移民搬迁安置的全面完成，三峡库区生态建设与产业发展至关重要。林业、水产养殖业是三峡库区的主要经济产业，食用菌是三峡农民致富的新兴产业，将养殖业与其他产业形成大循环模式，互利互用，既能减轻养殖业对三峡库区环境带来的污染压力，又可以促进无公害、生态、低碳产业的发展，带动三峡库区循环经济的发展。

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处理养殖废水方法范文第4篇

关键词：畜禽养殖废水 养猪废水 厌氧膜生物反应器 沼液 沼渣

中图分类号：X71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0053-03

随着经济增长和人民生活水平提高，畜禽养殖业迅速发展。但是，畜禽养殖业的发展也带来了一系列环境问题。畜禽养殖场所产生的废水悬浮物、有机物和氨氮等浓度高，若未经处理而任意排放将对生态环境造成严重威胁[1]。厌氧生物处理技术可在处理畜禽养殖废水的同时以沼液沼渣的形式回收资源[2-3]，是目前广泛应用的畜禽养殖废水处理方法。在众多厌氧工艺中，厌氧膜生物反应器将厌氧生物处理工艺和作为固液分离单元的膜组件相结合，在处理畜禽养殖废水这类高悬浮物废水方面具有显著的技术优势[4-6]。但是，目前关于畜禽养殖废水经该反应器厌氧发酵后所产生的沼液沼渣是否可回用于农田的研究较少。因此，该研究将选取养猪废水这种典型的畜禽养殖废水并分析该废水经厌氧膜生物反应器厌氧发酵后所产生沼液和沼渣的主要营养元素及重金属元素含量，初步评估沼液沼渣在后续农田施用方面的效果及风险。

1 材料与方法

1.1 沼液及沼渣来源

该实验中所分析的沼液样品取自用于处理养猪废水中的厌氧膜生物反应器在运行第79、133、158天所产生的沼液；沼渣样品则取自该反应器运行第79天所排出的沼渣。其中，厌氧膜生物反应器处理的养猪废水来源于厦门某养猪场产生的废水。

1.2 指标测定及方法

沼液中的总氮（Total Nitrogen，TN）和总磷（Total phosphrous，TP）分别采用GB 11894-89和GB 11893-89中的方法进行测定；沼渣中TN和TP的测定则分别采用NY/T 53-1987和GB/T 6437-2002中的测定方法；TK（Total potassium，TK）、Ca和Mg（仅针对沼液）及重金属元素Hg、As、Cd、Pb和Cr采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定（沼渣在测定上述元素前测定需采用微波消解仪进行消解）。

2 结果与讨论

2.1 沼液的成分分析

2.1.1 沼液的主要营养元素

该研究中沼液的主要营养元素含量如表1所示。根据大量元素水溶肥料标准（农业行业标准NY 1107-2010）中的大量元素水溶肥料（中量元素型）液体产品技术指标，大量元素（N+P2O5+K2O） 含量之和应大于等于500 g・L-1，且应至少包含两种大量元素，单一元素含量不低于40 g・L-1；中量元素（Ca+Mg）含量之和应大于等于10 g・L-1。由于液体肥料在施用于农田之前一般需先稀释500～1 000倍。因此若按照稀释倍数为500倍来计算，稀释后施用于农田的液体肥料中大量元素含量应大于等于1 g・L-1，其中的两种大量元素均应分别高于0.08 g・L-1；中量元素含量应大于等于0.02 g・L-1。根据表1中的数据，推算出该研究中沼液的大量元素（N+P2O5+K2O）含量之和为1.4～1.6 g・L-1；其中，氮和钾元素（以K2O计）含量均分别高于0.08 g・L-1。此外，在所取的沼液样品中，中量元素（Ca+Mg）含量均为0.3 g・L-1。上述分析结果表明，在该实验范围内，沼液中的主要营养元素均能达到NY1107-2010中的相关标准。因此，该研究初步认为该沼液可施用于农作物，为其提供生长所需养分。

2.1.2 沼液的重金属元素

养猪废水经厌氧膜生物反应器厌氧发酵后的沼液可能含有一定量的重金属。重金属含量过高的肥料长期施用有可能导致重金属在土壤和农作物中的累积，造成一定的安全风险。因此，根据我国水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求（农业行业标准NY 1110-2010），有必要对沼液中所含的上述重金属元素含量进行分析。如表2所示，在所取的3次沼液样品中，除了Pb和Cr之外，Hg、As和Cd均未检测出。根据NY 1110-2010标准，水溶性肥料中的Pb和Cr含量均应小于等于50 mg・kg-1。若按稀释倍数1 000倍来计算，稀释后施用于农田的液肥中Pb和Cr含量均应小于等于0.05 mg・kg-1。根据表2中的数据，在该实验范围内，沼液中的Pb和Cr含量分别为0.02～0.04 mg・kg-1和0.01 mg・kg-1，均低于相关标准规定的限值。该结果初步表明，该研究中沼液施用于农田不会造成一定的重金属风险。

2.2 沼渣成分分析

2.2.1 沼渣的主要营养元素

对该研究中沼渣主要营养元素含量的分析结果显示，沼渣中TN，TP和TK分别为48.7 mg・g-1，32.6 mg・g-1和5.9 mg・g-1。根据农业行业标准NY 525-2012（该标准适用于以畜禽粪便为原料并经发酵腐熟后制成的有机肥料），总养分（N+P2O5+K2O）的质量分数应大于等于5.0%。在该研究中，N和K若以P2O5和K2O计，根据沼渣中TN、TP和TK数据，可推算出总养分（N+P2O5+K2O）的质量分数为13.0%，达到了NY 525-2012中规定的含量要求。上述结果初步表明，该研究中的沼渣含有丰富的氮、磷、钾元素，可为农作物提供生长所需的主要养分，可尝试作为肥料施用于农作物。

2.2.2 沼渣的重金属元素

为了评估该研究中沼渣含有的重金属对后续农用的安全风险，对NY 525-2012标准中规定的5种重金属元素含量进行测定。分析结果显示，在该实验范围内，除了As之外，在沼渣中未检测出Cd、Pb、Cr和Hg。根据NY 525-2012标准中有机肥料重金属限量指标要求的有关规定，As含量应小于等于15mg・kg-1。在该研究中，沼渣中的As含量为7 mg・kg-1，低于NY 525-2012标准中的限定值。根据上述重金属含量分析结果，在该实验范围内，初步认为该沼渣的农田施用不会造成重金属风险。

3 结语

该研究初步分析了养猪废水这种典型的畜禽养殖废水经厌氧膜生物反应器厌氧发酵后产生的沼液和沼渣成分，获得了以下主要结论：在该实验范围内，沼液和沼渣中的主要营养元素分别达到NY 1107-2010和 NY 525-2012标准中的相关规定要求；沼液和沼渣中的重金属元素含量分别低于NY 1110-2010和NY 525-2012标准中规定的限值。因此，该研究初步认为，养猪废水经厌氧膜生物反应器厌氧发酵后产生的沼液和沼渣施用农田中是安全可行的，为后续该沼液沼渣对农作物的施用效果验证提供了一定的前提和基础。

参考文献

[1] 苏扬.我国集约化畜禽养殖场污染问题研究[J].中国生态农业学报，2006，14（2）：15-18.

[2] 刘健，刘仕琦，陈芸，等.畜禽养殖废弃物的综合利用技术[J].中国畜禽种业，2012（6）：31-32.

[3] 刘银秀，赵光桦，王志荣，等.能源生态环保型猪场粪污处理模式的应用[J].中国沼气，2008，26（4）：30-34.

[4] Stuckey D C.Recent developments in anaerobic membrane reactors[J].Bioresource Technology，2012，122（10）：137-148.

处理养殖废水方法范文第5篇

海水循环水处理工艺

根据海水养殖过程中产生的废物及其特点，常见的RAS工艺集沉淀、过滤、消毒、增氧、温控、脱氮等为一体，并通过优化组合充分发挥各净化单元的作用，以满足不同养殖对象对水质的要求。如图1所示，养殖单元出水经沉淀池去除悬浮物、紫外线杀菌、生物滤池去除氨氮后，再进入养殖池循环使用。在处理过程中，氨态氮的去除是应该考虑的首要问题，RAS工艺大多都有生物硝化处理，但有关反硝化工艺有待进一步研究。

海水循环水养殖系统脱氮工艺

1常用海水循环水生物脱氮工艺由于海水的高盐度与养殖废水的贫营养，增加了养殖废水脱氮处理的难度。国外对于海水RAS脱氮处理的工艺选择、运行条件、工艺参数及处理效果等研究较多，而国内相关报道较少。其中部分国内外对海水循环水生物脱氮的主要研究概况见表1。对于贫营养的海水养殖废水多采用生物膜法进行处理，如生物滤池、生物转盘、流化床，尤以生物滤池最为常见，而A/O、SBR等活性污泥法应用较少。表1中的海水循环水生物脱氮速率为1．4～100．0mg/(h•L)，这很可能与不同的操作参数有关，如反应器结构、填料类型、电子供体的种类、反应器中的氧化还原电位、水中硝酸盐浓度等。通过反应器的优化、填料与碳源类型的选择，可以减少反应器的有效容积、控制生物膜厚度、保证填料均匀分布、提高脱氮效率。研究表明，乙醇是RAS生物脱氮的有效外加碳源，但近年来，利用内源性碳源的方法也日益受到关注，即利用RAS本身含碳物质如残饵、粪便、水解产物作为反硝化电子供体。Klas等建立了关于RAS利用内源碳源反硝化过程的化学计量方程：虽然内源性碳源不如乙醇等外源性碳源易吸收利用，但可降低运行成本，并可达到净水与综合利用废弃物的目的。

2复合菌─藻系统生物脱氮工艺近年来，复合菌─藻系统已广泛应用于污水处理中，好氧细菌通过分解作用为藻类提供光合作用所需的碳源与营养物质，藻类通过光合作用将水中的CO2与N、P等营养盐合成为自身有机物质，从而达到净化水质的目的。利用复合菌─藻生物脱氮是海水循环水脱氮工艺的一大发展方向，但可用于海水养殖废水处理的水生植物种类相对较少，目前常用的海藻主要有石花菜、石莼、江蓠等。该工艺在海水RAS实际应用中，需注意以下几方面的问题:首先，藻类夜间基本停止光合作用而不产氧，阴天的DO也较低，必须采取合理的增氧措施以避免养殖过程中间代谢产物NO2－－N的积累;其次，藻类的大量繁殖易造成出水中的悬浮物浓度增高，应采用微滤除藻等工艺严格控制出水中的藻类;此外，如何选择培育适合的藻菌品种，如何控制养殖环境的藻菌种类组成与比例等技术问题也有待解决。

3固定化脱氮系统从20世纪80年代起，也有研究者将固定化包埋技术应用于养殖废水处理中，如Park等曾利用PVA为载体进行海水RAS固定化脱氮研究，但由于养殖废水成分复杂，再加上环境因素的影响，目前水产养殖的固定化脱氮系统还仅限于实验室规模的研究。

海水RAS常见的问题及解决方案

总的来说，目前对于海水RAS主要还是采用传统工艺脱氮，即需经历好氧硝化与缺氧反硝化2个不同的过程。而水产养殖废水高DO与低C/N比的特点，使得厌氧反硝化菌在水产中的应用一直受到很大限制，存在一些亟待解决的问题。

1外加碳源解决低C/N比的问题C/N比为脱氮处理的关键参数之一，根据传统脱氮理论，实现完全反硝化的理论C/N比为2．86。考虑到微生物生长所需的碳素营养(约占碳源总值的15%)，以及有机碳源的性质与反硝化菌种的不同，对于易利用碳源，反硝化所需的实际C/N比为3～6。在C/N比充足的条件下，N2O、NO2－等中间产物的浓度迅速降低;碳源不足将导致NO2－的积累;碳源过量又会使NO3－还原为氨，甚至产生有毒硫化物。而海水养殖水体中的C/N比较低，在1～2之间，因此需外加碳源或自养反硝化。国内外研究者采用了不同的方法试图解决碳源不足的问题，并取得了一定的效果，但也存在着各自的不足。如前所述，乙醇是RAS有效的外加碳源，但会增加运行成本。虽然利用养殖固体废弃物作碳源可变废为宝，降低成本，但反硝化速率较低。此外，一种新型的固体碳源———非水溶性可生物降解多聚物(BDPs)材料因其易控制、低残留等优点而被投入于实验室规模的研究，但其生物利用性较低，且价格较高，从而阻碍了其在实际生产中的应用。若以混合物质为碳源或许可使工艺系统在处理效果、成本、管理等方面得到优化，但目前尚无此方面的具体报道。

2反硝化环境的脱氧DO是脱氮处理中的另一个重要参数。一般认为，反硝化反应在缺氧条件下才能正常进行，当氧含量超过3%时，将导致NO的反硝化去除率明显下降。而海水养殖水DO含量高，一般在4～8mg/L之间，对于反硝化而言应脱氧预处理。Menasveta等所研究的斑节对虾亲虾循环封闭养殖系统脱氮工艺，就在反硝化处理中增加了脱氧工艺，其反硝化工艺由1个脱氧柱、1个反硝化柱与再曝气箱组成。

通过向脱氧柱通入氮气的方式脱氧，使反硝化柱的进水DO低于0．5mg/L，进而保证了比较高的反硝化效率。Labelle等对封闭循环养殖系统进行海水脱氮实验，海水盐度为28g/L，在反硝化之前，往反硝化生物滤器中投加甲醇以及定期反冲洗进行循环脱氧预处理，将水中DO调整为1mg/L以下，结果表明:脱氧处理对水pH值以及可溶性有机物浓度的影响不大。

人为投加碳源和脱氧处理可提供适合缺氧反硝化的环境，但是该环境中硫酸盐还原菌对反硝化菌的竞争抑制却较少被提及。在海水生物脱氮过程中，若存在高浓度硫酸盐的干扰，那么生物膜内部的硫酸盐还原菌会发生硫酸盐还原，期间会竞争反硝化所必需的碳源，并产生H2S。而H2S对生物具有毒性，会抑制N2O还原为氮气。在利用生物膜法处理海洋污水的过程中，对于缺氧环境中硫酸盐高降解速率的关注，更甚于对于混合死角与填料污染问题的关注，因此，在海水RAS中，不论是采用何种方法进行脱氧，其脱氧阶段均须保持海水的特性，尤其是海水中有机物、硝酸盐与亚硝酸盐的浓度，但反硝化过程脱氧预处理又意味着成本的增加。

3生物脱氮新工艺近年来，许多研究发现:硝化反应既可由自养菌完成，也可由某些异养菌完成;许多反硝化菌在好氧条件下也能进行反硝化，这使同时硝化反硝化成为可能。目前，基于这些新发现开发出了一些脱氮新工艺，如同步硝化反硝化、短程反硝化工艺、一体化完全自养脱氮系统等，这些新工艺解决了传统脱氮工艺存在的不足，并在水处理领域得到了广泛的应用，为RAS系统脱氮提供了解决问题的新途径。

3．1同步硝化反硝化脱氮工艺自20世纪80年代，Robertson等在除硫和反硝化处理系统中，首次分离出好氧反硝化菌后，国内外不少实验证实了同步硝化和反硝化现象，尤其在有氧条件下，流化床反应器、生物转盘、SBR、氧化沟、CAST等不同的生物处理系统中，均有同步硝化与反硝化现象的存在。同步硝化反硝化脱氮工艺(SimultaneousNitrificationandDenitrification，SND)是在一个反应器内同时进行硝化与反硝化反应，具有降低曝气量、节省能耗、无需酸碱中和、简化系统操作、缩短反应时间等优点，可较好地解决传统脱氮工艺中出现的一些问题，是一种具有广泛应用前景与开发价值的生物脱氮新工艺。目前，国内外已报道的好氧反硝化菌包括产碱杆菌属(Alcaligenes)、芽孢杆菌属(Bacillus)、异养球硫菌属(Thiosphaerapantotropha)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、草螺菌属(Herbaspirillum)、副球菌属(Paracoccus)和代尔夫特菌属(Delftia)等，以假单胞菌属(Pseudomonas)最为常见［30－40］。但来源于养殖水体的好氧反硝化菌的相关报道较少，且多由淡水环境中分离而得，能用于海水养殖水处理且针对亚硝酸盐还原能力的报道极少。如高喜燕等在处理海水循环水生物滤器的生物膜中，分离出了1株耐盐好氧反硝化假单胞菌属(Pseudomonas)，该菌株以柠檬酸钠为唯一碳源，在硝酸盐初始浓度为140g/L、C/N比为15、pH为7．5、NaCl浓度为30g/L、30℃摇床培养的条件下，48h内的脱氮率可达92%，且无NO2－－N的积累。由此可知，选育具有耐盐特性的好氧反硝化菌株用于SND工艺为寻求海水养殖水净化提供了新思路。

3．2短程硝化─厌氧氨氧化工艺近年来，已有一些短程硝化─厌氧氨氧化工艺(Sharon－Anammox)成功用于污水处理厂的报道。Tal曾利用16S－rRNA基因序列分子生物学分析方法，分别对淡水与海水养殖循环系统生物滤池的厌氧与好氧菌群的特性进行了研究。Sharon－Anammox联合工艺先通过Sharon反应器将废水中50%NH4+氧化为NO2－，然后进入Anammox反应器使NH4+与NO2－混合发生反应产生N2。该工艺既减少了供氧量与能耗，又节省了碳源与碱量，其化学计量方程为:Sharon(短程硝化)工艺操作的关键是抑制硝化菌活性而使NO2－得到累积，从而阻止NO2－进一步氧化。根据国内外对于短程硝化影响因素的研究而得出的选择抑制理论，通过选择合适游离氨(FA)质量浓度范围(1～10mg/L)，同时结合特定的反应条件，如较高的反应温度(30～36℃)、较高的pH值(通常大于7．5)或者较低的溶解氧质量浓度等来抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长，实现NO2－的积累。宋宏宾等设计了水产养殖用水的三级生物膜短程硝化─反硝化处理工艺［48］，在设定进水pH值7．5～8．5、温度28～32℃、溶解氧0．5～1．0mg/L、游离氨浓度5～10mg/L的条件下，连续进出水，废水的COD、NH4+－N平均去除率分别达94．4%、91．6%，NO2－－N平均浓度控制在5．2mg/L以下，低于鱼类的耐受浓度，基本达到养殖回用标准。由此可见，短程硝化工艺用于低C/N比、低FA水产养殖废水脱氮处理具有可行性。Anammox(厌氧氨氧化)工艺作为反硝化的替代技术，与Sharon要求低FA的条件刚好相反，大多数的Ana-mmox是在高氨氮浓度条件下研发的，因此在低C/N比、低氨氮浓度的水产养殖废水条件下，厌氧氨氧化仍有待进一步研究。此外，厌氧氨氧化菌普遍具有生长缓慢、对光和氧气敏感的特点［50］，如何高效富集培养厌氧氨氧化菌、缩短厌氧氨氧化的启动时间是该工艺最大的限制因素。

3．3生物膜内自养脱氮工艺生物膜内自养脱氮工艺(CompletelyAutotrophicNitrogenRemovalOverNitrite，CANON)即在同一个反应内创造缺氧、好氧条件并存的环境，完成好氧菌亚硝化反应与厌氧氨氧化菌反硝化反应的一体化完全自养脱氮系统。CANON工艺与Sharon－Anammox工艺类似，不同之处在于其整个脱氮过程是在同一个反应内完成。FA与DO也是CANON工艺的关键因素，尤其对于水产养殖废水而言，FA浓度较低是该工艺的限制因子。由于菌种共存于同一个反应器，亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌势必竞争氨氮，而厌氧氨氧化菌的竞争能力较弱，削弱了厌氧反应，从而抑制反应进行，且出水中可能含有较高的NO2－，仍然需要对反应器出水进一步处理，以消除NO2－对水产养殖的潜在威胁。上述生物脱氮新工艺都有一个共同的特点，即要求达到低浓度DO或厌氧的环境才有利于反应的进行，而这与养殖系统富氧环境相矛盾，故均应进行脱氧处理。