文 献 综 述

1.我国养殖业现状

近年来，随着我国农业结构的调整和农业产业化的推进，规模化、集约化的畜禽养殖业得以迅猛发展，成为我国农业农村经济的重要组成部分。畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题也日益严重，它不仅影响经济发展，而且还未及生态安全，已成为人们普遍关注的社会问题^[1]。因此，为有效减少畜禽养殖废水对环境的污染，保证畜禽养殖业的稳步健康发展，研究开发畜禽废水高效、低成本、资源化利用的技术和与养殖业、种植业有机结合的生态处理利用技术是非常必要的。

丹尼尔森^[2]提到，养殖场废水，主要由尿液、饲料残渣、夹杂粪便及圈舍冲洗水组成，其中冲洗水及尿液占了绝大部分。未经处理的畜禽废水含有大量的有机污染物以及N、P等营养物质，污染负荷高。若直接排入江、河、湖，废水中的大量有机物质进入水体后，将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭，最终导致水生生物的大量死亡；废水中的N、P会使水富营养化，造成硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒。同时水体有毒成分增多，水质恶化，也将导致水生生物的大量死亡，从而严重地破坏水体生态平衡。未经处理的废水直接、连续、过量的排入农田，可能导致土壤空气堵塞，造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化，严重影响土壤质量和农作物的生长，如引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后期作物的生长等。废水中的残留兽药进入环境，可能转化为环境激素或环境激素的前提物，直接破坏生态环境并威胁人类的身体健康；废水中的大量病原微生物、寄生虫卵一旦进入环境，不仅直接威胁畜禽自身的安全，还会严重危害人体健康，造成人、畜传染病的蔓延，导致疫情发生，给人畜带来灾难性危害。

2.养殖废水处理技术

畜禽养殖废水的处理方法有化学法、生物法^[3,4]、物理法，如废水气液交换处理法、废水高梯度磁分离处理法、废水吸附处理法。此外，还有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法等。但畜禽养殖废水属于排量大，温度低，废水中固液混杂，纤维含量、有机物含量高，固形物体积较小，很难进行分离的有机废水。同时冲洗时间相对集中，使得处理过程无法连续进行。废水中的COD、BOD等指标严重超标，悬浮物量大，氮磷含量丰富且不易去除，单纯采用物理、化学或者生物处理方法都很难达到排放要求，需要使用多种处理方法相结合的工艺，致使废水处理的投资和运行费用过高。而养殖业属于微利行业，在自然风险和市场经济双重压力的前提下，养殖场不可能投入很多资金用于处理废水，造成在全国范围内的养殖场废水处理率很低。

2.1.MBR技术

第一个采用MBR工艺^[5]的废水处理厂于1967年由美国的Dorr-Oliver公司建成，这个处理厂处理14 m³/d废水。1977年，一套污水回用系统在日本的一幢高层建筑中得到实际应用。1980年，日本建成了两座处理能力分别为 10 m³/d 和50 m³/d的MBR处理厂。90年代中期，日本就有39座这样的厂在运行，最大处理能力可达500 m³/d，并且有100 多处的高楼采用MBR将污水处理后回用于中水道。1997年，英国Wessex公司在英国Porlock建立了当时世界上最大的MBR系统，日处理量达2000 m³，1999年又在Dorset的Swanage建成了13000 m³/d的MBR工厂^[6~10]。

1998年5月，清华大学进行的一体式膜--生物反应器中试系统通过了国家鉴定。2000年初，清华大学在北京市海淀乡医院建起了一套实用的MBR系统，用以处理医院废水，该工程于2000年6月建成并投入使用，运转正常^[11]。2000年9月，天津大学杨造燕教授及其领导的科研小组在天津新技术产业园区普辰大厦建成了一个MBR示范工程，该系统日处理污水25 t，处理后的污水全部用于卫生间的冲洗及绿地浇洒，占地面积为10平方米，处理每吨污水的能耗为0.7 kW#183;h^[12-15]。。时至今日，MBR工艺已经成为处理污水，水资源再利用领域领域十分重要的技术。卢芳芳等人^[16]采用缺氧动态膜生物反应器（Anoxic-DMBR）处理淡水和海水养殖废水，结果表明：缺氧动态膜生物反应器对淡水养殖废水和海水养殖废水的COD_Mn去除率分别为89.5%和75.5%；出水总氮浓度分别为 1.42 mg/L和3.50 mg/L，污泥浓度分别为3850 mg/L和3550 mg/L。

膜-生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜-生物反应器实际上是三类反应器的总称：