文献综述

一、绪论

根据2010年污染源普查动态更新结果，农业源COD总量约占全国COD排放基数的半壁江山，达到47.6%。其中，畜禽养殖排放的COD约占农业源COD排放总量的96%，这意味着畜禽养殖业的COD排放量占全国COD总量的比例达45%。农业源氨氮总量约占全国氨氮基数的三成，达到31%。其中，畜禽养殖氨氮约占农业源氨氮排放总量的44%，并占到全国氨氮排放总量的25%^[1]。根据我国每年生产和出栏的畜禽数量及不同动物的粪便排泄系数估算，我国在1995年前后每年产生的畜禽粪便量为18亿吨左右，其中牛粪10.7亿吨、猪2.7亿吨、羊粪3.4亿吨、家禽粪1.8亿吨。随着养殖规模的扩大，加上一些地区乡镇新增养殖企业，到2000年，畜禽粪便产生量已达到19亿t左右，是工业固体废物的2.4倍(我国工业每年产生的固体废物为6.34亿吨)，部分地区甚至超过4倍。畜禽粪便中含有的氮和磷的量分别为1597万吨和363万吨，相当于我国同期化肥用量的78.9%和57.4%。根据2000年上海郊区各类畜禽粪尿流失调查分析，上海郊区畜禽粪尿年流失进入水体总量约为245万吨/年(其中粪72万吨/年，尿173万吨/年)，流失进入水体的污染物量为:TN1.30万吨/年、TP0.33万吨/年、COD7.51万吨/年、BOD₅5.62万吨/年和NH₃-N0.84万吨/年，COD排放总量约占全市污染负荷的26%左右。畜禽粪便是农业生产中的宝贵资源，让其大量流失或弃之不用是农业资源的巨大浪费^[2]。

为了防治畜禽养殖污染，推进畜禽养殖废弃物的综合利用和无害化处理，保护和改善环境，保障公众身体健康，促进畜牧业持续健康发展，《畜禽规模养殖污染防治条例》已经2013年10月8日国务院第26次常务会议通过，自2014年1月1日起施行。条例对畜禽养殖废弃物污染采取的是”疏堵结合、以疏为主”思路，以”激励、扶持、引导”生物质资源综合利用为根本途径。条例的颁行，将有力地提升我国畜禽养殖废弃物综合利用整体水平，有利于促进形成种养平衡、种养结合的生态农业、循环农业模式，推动畜禽养殖业环境保护水平从本质上得到提升，有利于从根本上突破农业可持续发展面临的资源和环境瓶颈^[3]。

二、养殖废水处理的主要工艺

污水的处理方式主要有物理法，化学法和生物法。由于养殖废水主要是可生化性较好的有机废水，我们主要采用生物法来处理养殖废水。生物法又分为厌氧处理法和好氧处理法。

厌氧处理法处理废水主要使用的反应器有UASB、IC、ABR、UBF、AF等。

1. 上流式厌氧污泥床反应器（UASB）

UASB是上流式厌氧污泥床反应器的简称，是一种处理污水的厌氧生物方法。UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。