隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，畜產(chǎn)廢水排放量日益增加，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和水體環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響也日益嚴(yán)重。養(yǎng)豬場(chǎng)污水主要是豬的排泄物（豬尿及部分豬糞）和豬舍沖洗水的混合物。據(jù)有關(guān)部門(mén)測(cè)算：１頭豬日排泄糞尿按6kg計(jì)，年產(chǎn)糞尿達(dá)2.5t。一個(gè)千頭豬場(chǎng)日排泄糞尿達(dá)6t，年排量達(dá)2500t。如果用水沖式清糞，１頭豬日排污量約為30kg，年排污水達(dá)１萬(wàn)多t。污水中懸浮物、有機(jī)物及氨氮含量均較高，其中五日生化需氧量BOD5介于600～7000mg/L，化學(xué)需氧量COD濃度可達(dá)13000～17000mg/L。
1.2養(yǎng)豬污水的特點(diǎn)
養(yǎng)豬場(chǎng)污水排水量大、污染負(fù)荷高，有機(jī)物濃度高，固液混雜。而養(yǎng)豬行業(yè)的利潤(rùn)水平又低，因而要求污水處理工程投資低、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高。因此，我們必須研究出投資少，運(yùn)行成本低，管理方便，處理效果好的裝置和相配套的發(fā)酵工藝，盡可能使污水處理后得到資源化利用，既消除污染，又化害為利，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 1.3養(yǎng)豬污水對(duì)環(huán)境的危害
目前，我國(guó)的養(yǎng)豬業(yè)集約化程度較低，養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)的污染問(wèn)題尚未引起廣泛關(guān)注，而養(yǎng)豬業(yè)集約化比率增高，排泄物中含有的氮、磷及剩余飼料將導(dǎo)致單位面積土地上的排泄量顯著增加。如果不加以重視，會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的后果。
養(yǎng)豬廢水含有大量的氮和磷。如果氮和磷被排入水體，則容易導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，污染水體。以硝酸鹽形式存在于水中的氮倘若被人飲用，則會(huì)對(duì)人體健康造成損害。而土壤中的養(yǎng)分過(guò)剩，則會(huì)使打破土地的生態(tài)平衡。排泄物中殘留的抗生素等對(duì)人類健康的損害也引起了人類健康學(xué)家和畜牧業(yè)工作者的重視。規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)每天排放的污水量大、集中，并且污水中含有大量污染物，如殘留的獸藥以及大量的病原體等，因此如果污水不經(jīng)過(guò)處理就排放于外界環(huán)境或直接農(nóng)用，將會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)田的嚴(yán)重污染。
因?yàn)槲覈?guó)畜禽養(yǎng)殖企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)只是片面追求經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)保意識(shí)薄弱，對(duì)糞便污水處理方法落后，致使大量的糞便隨沖洗水直接排放，甚至有的將糞便直接排入外界水環(huán)境中，嚴(yán)重污染了大江大河的水質(zhì)。養(yǎng)豬場(chǎng)排放含糞尿的污水中的生化指標(biāo) 高，其中COD值和BOD值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)標(biāo)。高濃度的有機(jī)污水排入江河湖泊中，造成水質(zhì)不斷惡化，其中污水中高濃度的氮、磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因, 使水中的藻類過(guò)度生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致魚(yú)類的大量死亡(Roland等，1993)嚴(yán)重威脅到了水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。畜禽糞便污水不僅污染到了地表水，至使地表水中的硝酸鹽含量超出規(guī)定范圍(50mg/L)，而且其有毒、有害成分還容易進(jìn)入到地下水中，嚴(yán)重污染地下水。一旦地下水被污染了，是極難治理恢復(fù)的，將會(huì)造成較持久性的污染。養(yǎng)豬場(chǎng)在污染周?chē)h(huán)境的同時(shí)，也污染了自身的環(huán)境，嚴(yán)重地威脅了畜牧養(yǎng)殖業(yè)的自身可持續(xù)發(fā)展。
豬體內(nèi)的微生物主要是包含在糞便內(nèi)通過(guò)消化道排出體外，通過(guò)養(yǎng)豬場(chǎng)污物的排放進(jìn)入外界環(huán)境中從而造成嚴(yán)重的微生物污染。如果對(duì)這些糞污不加以無(wú)害化處理，大量的有害病菌一旦進(jìn)入環(huán)境，不但會(huì)直接威脅畜禽自身的生存，還會(huì)嚴(yán)重威脅到人體健康。
養(yǎng)豬污水的處理方法
1物理處理方法：物理處理是指通過(guò)物理方面的重力或機(jī)械力作用使污水水質(zhì)發(fā)生變化的處理過(guò)程。
物理處理方法有：格柵、沉淀、過(guò)濾等。物理方法主要是去除污水中較大的懸浮物和雜質(zhì)、飼料殘?jiān)⒇i毛豬尿及其它可以堵塞或磨損管道和水泵的物質(zhì)，還有污水經(jīng)化學(xué)處理的反應(yīng)產(chǎn)物，污水生物處理后生成的活性污泥或生物膜【4】。
2化學(xué)處理方法：化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)。化學(xué)處理方法有：混凝、消毒、中和等。污水化學(xué)處理對(duì)象有：污水中溶解性的有害物質(zhì)，如酸堿性有機(jī)物、和各種有機(jī)溶劑等。
3生物處理方法：生物處理是微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陳代謝功能，對(duì)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。
（1）厭氧生物處理技術(shù)：厭氧生物處理時(shí)在沒(méi)有分子氧及化合態(tài)氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。
1水解酸化池水解酸化池主要包括以下幾個(gè)部分：①池體一般為矩形或圓形，水解酸化池的經(jīng)濟(jì)高度一般為4～6m之間，另外，可以對(duì)水解酸化池進(jìn)行分格，分格后，每一單元尺寸減少，可提高配水的均勻性，同時(shí)有利于維護(hù)和檢修。②配水系統(tǒng)常用的配水方式有：一管一孔布水、一管多孔配水方式、分枝式配水方式。③出水收集裝置水解酸化池的出水可以采用設(shè)于池水表面三角出水堰進(jìn)行收集。
水解酸化池可將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，將環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為鏈狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了廢水的BOD/COD比，增加了廢水的可生化性，為后續(xù)的消毒處理創(chuàng)造了良好的環(huán)境。污水經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)后可提高其生化性能，降低污水pH值，減少污泥產(chǎn)量，為后續(xù)好氧生物處理創(chuàng)造有利條件。
升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）上升式厭氧污泥床反應(yīng)器是由荷蘭的Lettinga教授等在1972年研制，于1977年開(kāi)發(fā)的。由于在反應(yīng)器內(nèi)可以培養(yǎng)出大量厭氧顆粒污泥，使反應(yīng)器的負(fù)荷很大。對(duì)一般的高濃度有機(jī)污水，當(dāng)水溫在30℃左右時(shí)，負(fù)荷可達(dá)10-20KgCOD/(m3·d)。
UASB法與其它厭氧反應(yīng)器相比，具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：（1)污泥床內(nèi)生物量多；（2）容積負(fù)荷率高，污水在反應(yīng)器內(nèi)的水力停留時(shí)間短，因此所需池容大大減小；（3）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)需設(shè)污泥回流裝置，不需填充填料，也不需要設(shè)置機(jī)械攪拌裝置，造價(jià)相對(duì)便宜，便于管理而且不存在堵塞問(wèn)題。
厭氧生物濾池
厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料。微生物附著生長(zhǎng)在填料上，平均停留時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)100d左右。濾料可采用拳狀石質(zhì)濾料，如碎石、卵石等，粒徑在40mm左右，也可以采用塑料填料。塑料填料具有較高的孔隙率，質(zhì)量也輕，但是價(jià)格較貴。
1活性污泥法性污泥法是目前污水處理中應(yīng)用泛的好氧生物處理技術(shù)，也是一項(xiàng)發(fā)展前景的污水處理技術(shù)。近幾十年以來(lái)，對(duì)其生物反應(yīng)和凈化機(jī)理的研究取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，工藝流程漸漸成熟、合理。活性污泥法適用于大規(guī)模、較高濃度的污水處理。
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力。
1) 氧化溝工藝氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化，的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護(hù)坡處理的土溝渠，是間歇進(jìn)水間歇曝氣的，從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，氧化溝是以序批方式處理污水的技術(shù)。
氧化溝的技術(shù)特點(diǎn)：氧化溝利用連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池（Cintinuous Loop Reator,簡(jiǎn)稱CLR）作生物反應(yīng)池，混合液在該反應(yīng)池中一條閉合曝氣渠道進(jìn)行連續(xù)循環(huán)，氧化溝通常在延時(shí)曝氣條件下使用。氧化溝使用一種帶方向控制的曝氣和攪動(dòng)裝置，向反應(yīng)池中的物質(zhì)傳遞水平速度，從而使被攪動(dòng)的液體在閉合式渠道中循環(huán)。
2生物膜法生物膜法是利用附著生長(zhǎng)于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機(jī)污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。
2）生物流化床 生物流化床是指為提高生物膜法的處理效率，以砂（或無(wú)煙煤、活性炭等）作填料并作為生物膜載體，廢水自下向上流過(guò)砂床使載體層呈流動(dòng)狀態(tài)，從而在單位時(shí)間加大生物膜同廢水的接觸面積和充分供養(yǎng)，并利用填料沸騰狀態(tài)強(qiáng)化廢水生物處理過(guò)程的構(gòu)筑物。構(gòu)筑物中填料的表面積超過(guò)3300m2/m3填料，填料上生長(zhǎng)的生物膜很少脫落，可省去二次沉淀池。床中混合液懸浮固體濃度達(dá)8000-40000mg/L，氧的利用率超過(guò)90%，根據(jù)半生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)空床停留時(shí)間為16-45分鐘時(shí)BOD和氮的去除率均大于90%，此時(shí)填料粒徑為1mm，膨脹率為99%，BOD負(fù)荷16.6kg(BOD5)/( m3·d)。生物硫化床工藝效率高、占地少、投資省，在美、日等國(guó)已用于污水硝化、脫氮等深度處理和污水二級(jí)處理及其他含酚、制藥等工業(yè)廢水處理。
3）生物接觸氧化法生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物膜為主，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。在可生化條件下，不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。
