養(yǎng)豬廢水氮磷污染及其深度脫氮除磷技術探討
摘 要：本文通過對規(guī)模化養(yǎng)豬場廢水氮磷污染監(jiān)測，揭示氮磷污染現狀；指出傳統(tǒng)A/O工藝脫氮除磷的局限性；探討?zhàn)B豬業(yè)廢水在沼氣厭氧發(fā)酵基礎上通過水生生物氧化塘工藝進行深度脫氮除磷的可行性。
1、養(yǎng)豬業(yè)廢水氮磷污染現狀
城市/菜藍子工程0的計劃和實施推動了養(yǎng)豬業(yè)的迅猛發(fā)展，集約化程度越來越高，養(yǎng)豬業(yè)在脫離了傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式的同時，養(yǎng)豬場所排放的廢水也難于用傳統(tǒng)的還田方式處理。養(yǎng)豬場廢水包括尿污和飼養(yǎng)場地沖洗水，2002年1~4月龍海市環(huán)境監(jiān)測站對所轄14家規(guī)模化養(yǎng)豬場(干清糞工藝）監(jiān)測結果:每百頭豬每天污水排放量為1175~2135t，平均2115t；NH32N濃度范圍在578~1520mg1L-1，平均濃度868mg1L-1；總磷濃度范圍101~245mg1L-1，平均濃度171mg1L-1；養(yǎng)豬廢水(干清糞工藝)中平均每頭每天排放氨氮1817g，總磷317g。含氮磷廢水排入水體后將造成諸多危害:11有機氮、磷化合物造成水體富營養(yǎng)化；21還原態(tài)NH32N因硝化作用耗氧而造成水體發(fā)黑；31化合態(tài)NO22N，NO32N對人體和水生生物有毒害作用。養(yǎng)豬廢水氮磷含量高，可飲用水源和農業(yè)生態(tài)造成了危害，養(yǎng)豬廢水深度脫氮除磷刻不容緩。
2 、含氮磷廢水生化轉化途徑
養(yǎng)豬廢水進入生化系統(tǒng)后所含氮、磷在特定條件下按圖1所示途徑轉化。從圖1可以看出:
(1)生化系統(tǒng)脫氮有三條途徑:1.氨化、硝化、反硝化途徑。2.同化、活性污泥吸收并借助重力流沉淀途徑。21水生生物吸收凈化與食物鏈轉化途徑。
(2)生化系統(tǒng)除磷有二條途徑:1.同化、活性污泥吸收并借助重力流沉淀轉化途徑。2.水生生物吸收凈化與食物鏈轉化途徑。
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3 、傳統(tǒng)A/O或A2/O脫氮除磷的局限性養(yǎng)豬廢水含氮濃度高，A/O工藝在硝化、反硝化過程需要2~5倍回流比，在實際工藝中難于承受那么大處界動力工程投資和運行費月，經濟可行性差；傳統(tǒng)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(積磷細菌細胞膠團)吸收積磷？刂品e磷工藝參數，借助重力流分離積磷污泥，工程技術難度高。而且A/O深度脫氮除磷工藝要求活性污泥色澤好、活性強、表面負荷大、過程狀態(tài)穩(wěn)定，運行費用高，存在較大經濟、技術局限性。在九龍江流域污染防治和生態(tài)破壞綜合整治規(guī)；B(yǎng)豬廢水專項中，以除碳(厭氧發(fā)酵)沼氣工藝氮除磷有很大局限性。
監(jiān)測結果表明:市轄14家規(guī)模化養(yǎng)豬場廢水經沼氣池厭氧發(fā)酵后，CODcr濃度范圍在1280~3370mg1L-1，平均濃度2230mg1L-1，去除率>60%，NH32N濃度范圍275~1260mg1L-1，平均濃度669mg1L-1，去除率2219%，總磷濃度范圍6817~232mg1L-1，平均濃度146mg1L-1，去除率僅為1416%。在厭氧發(fā)酵基礎上經生物膜法、氧化塘(溝)好氧生化或兼性氧化塘等4種典型A/O、A2/O工藝治理工程運行監(jiān)測結果見表1，結果表明，CODcr濃度范圍8719~386mg1L-1，平均濃度250mg1L-1；NH32N濃度范圍4610~232mg1L-1，平均濃度183mg1L-1；總磷濃度范圍1817~6716mg1L-1，平均濃度3810mg1L-1。NH32N，PO42P大大超出GB8978-9965污水綜合排放標準)一級標準中氨氮、磷酸鹽濃度指標要求，即NH3-N[15mg1L-1，PO4-P[015mg1L-1。
4 養(yǎng)豬廢水深度脫氮除磷的水生生物氧化塘技術
4.1 水生生物氧化塘
水生生物氧化塘是在普通氧化塘內種植具有脫氮除磷功能的水生植物或培殖水生動物，以強化氧化塘的脫氮除磷功能。
(1)水生植物氧化塘 在塘內種植水葫蘆、水浮蓬、水蔥、蘆葦等水生植物，它們都有較強的吸收、分解氮磷有機質和氨氮、磷酸鹽的能力，有深度脫氮除磷的處理能力，縮短污水停留時間(當水深012~110m時，停留時間為1~3d)。
(2)生態(tài)系統(tǒng)塘 主要是普通好氧和兼性塘。它依靠藻菌共生系統(tǒng)工作，無法對藻類生長進行控制，至使出水中藻類含量過多。如果在塘內養(yǎng)殖魚、蚌、螺等水生動物和鴨、鵝等家禽，在運轉正常時，出水生生物氧化塘要求:1.待處理污水水質不含重金屬，不含難降解有機物；2.適當的氣溫和陽光；3.適當有機(BOD)負荷。
4.2 水生生物氧化塘法深度脫氮除磷的可行性
(1)規(guī)；B(yǎng)豬場選址可利用遠郊和農村建造低價的天然池塘、洼地、沼澤或農田等經濟植物濕地。
(2)養(yǎng)豬廢水主要為尿污及場地沖洗水(糞便、飼料撒漏)，不含重金屬和難降解有機物。
(3)南方有溫暖氣溫和充裕日照陽光，有容易培植的嗜磷氮水生植物物種如水葫蘆、水浮蓬、水蔥、蘆葦、菌、藻。
(4)有成熟的厭氧發(fā)酵技術及在其基礎上發(fā)展起來的A/O工藝可有效控制有機負荷。
4.3 脫氮除磷的水生生物氧化塘技術應用實例在規(guī)；B(yǎng)豬廢水專項整治中，4家養(yǎng)豬場廢水在以除碳為主的沼氣厭氧發(fā)酵等工藝基礎上，采用水生生物氧化塘技術對廢水進行深度脫氮除磷處理，其結果見表2。結果表明該法對養(yǎng)豬廢水進行深度脫氮除磷效果良好。
5 結論
養(yǎng)豬廢水氮磷含量高，氮磷污染危及城市水環(huán)境和農村生態(tài)環(huán)境，氮磷污染治理刻不容緩。傳統(tǒng)A/O，A2/O治理工藝對深度脫氮除磷存在局限性；如果在對養(yǎng)豬廢水進行以除碳為主的沼氣發(fā)酵的基礎上，因地制宜地采用水生生物氧化塘技進行深度脫氮除磷，具有很好生態(tài)環(huán)境效益。
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