文 献 综 述

近年来，我国工厂化生产的大型猪场发展迅速，而且规模不断扩大，生产规模从几千头发展到几万头。但与此同时，由于规模化养猪场往往建在大中城市近郊和城乡结合部，由于环境法规不健全，认识不足，特别是资金短缺，绝大多数养殖场在建设初期未考虑畜禽粪便处理。畜禽排放的大量粪尿与养殖场的大量废水，大多未经妥善回收利用与处理即直接排放，对环境造成严重污染。产生不良影响。不少养殖场粪便随地堆积，污水任意排放，严重污染了周围环境，也直接影响着养殖场本身的卫生防疫，降低了畜产品的质量。城市畜禽养殖业已经成为或正在成为工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源。

规模化猪场，集约化程度高，与传统养猪相比产生的粪尿及污水量大。一个10万头猪场日产鲜粪80吨,污水260吨，排放细菌150（万/h），NH₃ 159（kg/h），H₂S 1415（kg/h），2519（kg）饲粉粉尘，随风可传播415～510（km）远。这些污染物若处理不当，就会造成环境污染。养猪产业的污染物和浪费饲料对环境的污染主要有3方面：粪便、污水和大气污染。猪场排放的污水中含有大量的污染物质。污水中COD、氨氮、总磷等排放量是标准排放量的7～13倍、2～8倍、1～2倍；对照国家污水排放三级标准，污水中COD、Cu、Zn等排放量是标准排放量的5～11倍、11～16倍、118～152倍，排放物对环境的污染不能忽视。猪粪便发酵后会产生大量的NH₃、H₂S粪臭素、CH₄、CO₂等有害气体，这些气体不但会导致猪群应激，还影响人类健康^[1]。

我国养猪场规模化发展正迎来一个新的黄金时期，牲畜粪便是全球温室气体（GHG）的一个重要来源，联合国粮农组织公布的一项报告表明，每年来自牲畜的CH₄达2～3亿吨，占全球CH₄总量的5%～8%，牲畜产生的CH₄已经超过了汽车^[2]。

1.现阶段我国养猪废水处理模式

现在国内养猪场废水处理设计主要是分为自然处理模式、好氧性生物处理模式、厌氧性生物处理模式和混合处理模式四种。自然处理模式主要有人工湿地、土地处理、氧化塘三种类型；好氧性生物处理和厌氧性生物处理合称为工业化处理模式主要有三个单元，固液分离、厌氧分离、厌氧阶段、好氧阶段，固液分离为预处理单元或后续处理单元，厌氧阶段为主要处理单元，好氧阶段为主要处理单元的补充。混合处理模式主要是由工业化处理模式中四个单元的筛选组合和自然处理阶段组成。以下是几种处理模式的具体内容：

1) 好氧性生物处理

好氧处理的基本原理,是利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞（活性污泥）。在好氧处理中，可生物降解的有机物最终可被完全氧化为简单的无机物，水和二氧化碳等。采用好氧技术对猪粪尿及废水进行生物处理，这方面研究最多的是 SBR( Sequencing Batch Reactor)工艺，即序批式活性污泥法。SBR是基于传统Fill-Draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺。它把污水处理构筑物从空间系列转化为时间系列，在同一构筑物内进行进水、反应、沉淀、排水、闲置等周期。但单独使用SBR工艺的极少，多是采用SBR与其他方式结合处理。SBR具有流程简单，运行灵活，自动化程度高，浓度梯度，能加快反应速度，抑制污泥丝状膨胀等优点。因此，SBR在难降解有机物处理的研究中越来越受到重视，成为处理难降解有机物的一种具有潜力的工艺。

2)厌氧性生物处理

20世纪50年代出现了厌氧接触法（anaerobic contact process）工艺，60年代末出现的厌氧滤器（anaerobic filter，简称AF）是高负荷厌氧反应器的第一个突破，此后在70年代，上流式厌氧污泥床UASB问世，AF与UASB的发明推动了以提高污泥浓度和改善废水与污泥混合效果为基础的一系列高负荷厌氧反应器的发展，并逐步应用于禽畜污水处理中。厌氧处理特点是能量需求低，还可以产生能源。沼气，污泥量低，对PH，温度等环境因素敏感；而且由于处理过程不需要氧，所以不受传氧能力的限制，因而具有较高的有机物负荷潜力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分有机物进行降解。纯粹的厌氧处理猪场污水后，出水一般残留的COD值较高，达不到排放标准。实际应用中的厌氧处理实际上还参杂其他处理单元。近年来，学者对各种厌氧器研究较多，认为新型超高效厌氧反应器处理猪场污水有机污染有广阔的前景。