文 献 综 述

一、种禽废水的现状

近年来,随着规模化畜禽养殖业的快速发展,畜禽排泄物和其他废弃物产生量随之快速增加,造成环境污染,使畜禽养殖业发展与环境污染的矛盾日益凸现,其本身也成为畜禽养殖业可持续发展的制约因素。畜禽养殖污染己成为当前继工业污染、生活垃圾污染后的第三大污染源。据不完全统计,全国1000头以上的猪场、100头以上的牛场、10万只以上的鸡场共近15000余家,这些养殖场每年排放畜禽粪便超过1.7亿吨,有机物排放量700万吨,比全国废水有机物排放高100多万吨^[1]。 若加上冲洗水,估计每年实际排放污水总量超过200亿吨,相当于全国工业和城镇生活污水排放总量的一半。我国每年约产生畜禽粪便45亿吨,其化学需氧量(COD)远远超过我国工业废水和生活污水之和。畜禽殖污染己成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源,成为我国农村污染的主要原因之一^[2]。 畜禽养殖场废水主要包括尿、部分粪和养殖舍冲洗水,该类废水具有有机物浓度高、悬浮物多、氨氮含量高、臭味大等特点^[3]。若未经处理而直接排入江河湖泊等,将会大量消耗水中的溶解氧,使水体发臭甚至富营养化,最终导致水生生物的大量死亡;直接排入土地,也可能导致土壤板结、盐化,严重影响土壤质量和农作物的生民;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体物,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、寄生虫卵等,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^[4]。畜禽粪便的处理及资源化利用问题,已经是刻不容缓。

二．厌氧反应器的发展历程

厌氧生物处理技术已经有了100多年的历史，1860年法国工程师Mouras就采用厌氧方法处理废水中经沉淀的固体物质。1896年英国出现了第一座用于处理生活污水的厌氧消化池,所产生的沼气用于照明^[5]， 1904年德国的Imhoff将其发展为双层沉淀池(即腐化池),至今仍然在有效使用^[6]。近三、四十年是厌氧生物处理技术发展的高潮期。这一高潮期的代表是下面两个杰出的研究成果。一个是1969年J.C.young和P.L.MeCarty开发研究的厌氧生物滤池,这是现代厌氧生物处理技术发展的一个里程碑。另一个是Lettinga等人在20世纪70年代开发的上流式厌氧污泥床反应器。厌氧生物处理技术现在已经是处理有机污泥和有机废水、作为环境保护方面的一种有力手段，成为水污染控制工程中的一项重要技术。其实厌氧生物技术远远不止这么短的历史，沤肥和堆肥技术作为一种有机肥料的加工工艺，在我国应用了几千年之久^[7]这种加工工艺的实质是将动植物残体)人畜粪便，或将两者拌和起来，进行长期( 半年至 1 年) 的厌氧发酵，使其中的有机物无机化或稳定化，使有机氮转化为无机氮，并保持氮)磷)钾等肥分及微量元素，供农作物生长之用。只是在150年后才用于处理有机废水。

国内外对厌氧反应器按照其发展年代和工艺特点分为三代^[8]：第一代厌氧反应器,化粪池和隐化池(双层沉淀池)，主要用于污泥和粪肥的消化,这些最初的厌氧反应器采用污泥与废水完全混合的模式,传统消其特点是污泥龄(SRT)等于水力停留时间(HRT)^[9]。为了使污泥中的有机物达到厌氧消化稳定,必须维持较长的污泥龄,即较长的水力停留时间。所以反应器的容积很大且处理效能较低。

第二代厌氧反应器第二代厌氧反应器的典型代表有:厌氧滤池(AF),上流式厌氧污泥床(UASB),下行式固定膜反应器(DSFF),厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB),厌氧流化床(AFB)。这些反应器的一个共同的特点是可以将固体停留时间与水力停留时间相分离,固体停留时间可以长达上百天。这使得厌氧处理高浓度污水的停留时间从过去的几天或几十天可以缩短到几小时或几天。UASB反应器是第2代反应器的代表^[10]。

第三代厌氧反应器,主要有厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折板式反应器(ABR)、厌氧序列式反应器(ASBR)等,目前尚处于开发阶段,生产实践中应用较少。第三代反应器是为了解决UASB反应器在运行中出现的短流、死角和堵塞等一些问题,进一步增强厌氧微生物与废水的混合与接触,提高负荷及处理效率,扩大适用范围,这一代的代表为EGSB^[11]和IC^[12]反应器,容积负荷超过10kg COD /(m³#183;d)。