养猪废水氮磷污染及其深度脱氮除磷技术探讨
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。
1、养猪业废水氮磷污染现状
城市/菜蓝子工程0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14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1175~2135t，平均2115t；NH32N浓度范围在578~1520mg1L-1，平均浓度868mg1L-1；总磷浓度范围101~245mg1L-1，平均浓度171mg1L-1；养猪废水(干清粪工艺)中平均每头每天排放氨氮1817g，总磷317g。含氮磷废水排入水体后将造成诸多危害:11有机氮、磷化合物造成水体富营养化；21还原态NH32N因硝化作用耗氧而造成水体发黑；31化合态NO22N，NO32N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1所示途径转化。从图1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。21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。
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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2~5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，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)沼气工艺氮除磷有很大局限性。
监测结果表明:市辖14家规模化养猪场废水经沼气池厌氧发酵后，CODcr浓度范围在1280~3370mg1L-1，平均浓度2230mg1L-1，去除率>60%，NH32N浓度范围275~1260mg1L-1，平均浓度669mg1L-1，去除率2219%，总磷浓度范围6817~232mg1L-1，平均浓度146mg1L-1，去除率仅为1416%。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，CODcr浓度范围8719~386mg1L-1，平均浓度250mg1L-1；NH32N浓度范围4610~232mg1L-1，平均浓度183mg1L-1；总磷浓度范围1817~6716mg1L-1，平均浓度3810mg1L-1。NH32N，PO42P大大超出GB8978-9965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-N[15mg1L-1，PO4-P[015mg1L-1。
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，它们都有较强的吸收、分解氮磷有机质和氨氮、磷酸盐的能力，有深度脱氮除磷的处理能力，缩短污水停留时间(当水深012~110m时，停留时间为1~3d)。
(2)生态系统塘 主要是普通好氧和兼性塘。它依靠藻菌共生系统工作，无法对藻类生长进行控制，至使出水中藻类含量过多。如果在塘内养殖鱼、蚌、螺等水生动物和鸭、鹅等家禽，在运转正常时，出水生生物氧化塘要求:1.待处理污水水质不含重金属，不含难降解有机物；2.适当的气温和阳光；3.适当有机(BOD)负荷。
4.2 水生生物氧化塘法深度脱氮除磷的可行性
(1)规模化养猪场选址可利用远郊和农村建造低价的天然池塘、洼地、沼泽或农田等经济植物湿地。
(2)养猪废水主要为尿污及场地冲洗水(粪便、饲料撒漏)，不含重金属和难降解有机物。
(3)南方有温暖气温和充裕日照阳光，有容易培植的嗜磷氮水生植物物种如水葫芦、水浮蓬、水葱、芦苇、菌、藻。
(4)有成熟的厌氧发酵技术及在其基础上发展起来的A/O工艺可有效控制有机负荷。
4.3 脱氮除磷的水生生物氧化塘技术应用实例在规模化养猪废水专项整治中，4家养猪场废水在以除碳为主的沼气厌氧发酵等工艺基础上，采用水生生物氧化塘技术对废水进行深度脱氮除磷处理，其结果见表2。结果表明该法对养猪废水进行深度脱氮除磷效果良好。
5 结论
养猪废水氮磷含量高，氮磷污染危及城市水环境和农村生态环境，氮磷污染治理刻不容缓。传统A/O，A2/O治理工艺对深度脱氮除磷存在局限性；如果在对养猪废水进行以除碳为主的沼气发酵的基础上，因地制宜地采用水生生物氧化塘技进行深度脱氮除磷，具有很好生态环境效益。
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