随着中国经济的飞速发展，大规模的畜禽养殖在国内日益兴荣起来。大规模的畜禽养殖虽然在一定程度上解决了人们对肉质类食物的大量需求，但也带来了一定的环境问题，例如大规模的畜禽养殖产生的大量废水成为了水体污染的重要污染源之一。并且畜禽养殖废水具有处理难度大、技术工艺要求高等特点；其废水性质可概括为：COD、SS、NH₃-N浓度高，可生物处理性和降解性能好，水量大且水质条件恶劣，含有大量的病原菌并伴有恶臭。畜禽废水如果采取开放式排放，不单单对地表及地下水体造成严重危害，还对农田生态系统有严重影响，破坏生态环境。

1 畜禽养殖废水的危害

（1）畜禽养殖废水的溶淋性很强，如果没有进行有效处理，其中的杂质会长期存在于土壤表面，对土壤结构造成损害，造成土壤失去生产能力。

（2）畜禽养殖废水中含有三甲基胺、一氧化硫、硫化铵等有害气体，如果融进空气中，会对周边大气环境造成严重影响。

（3）畜禽养殖废水中含有大量病原菌，如果没有经过处理直接排放河流，该段水域容易滋生苍蝇、蚊子、老鼠、病菌等，严重影响周边人类生存环境。

2 畜禽养殖废水处理的技术现状

现今针对畜禽废水的处理，国内外都拥有大量的技术手段，大致可归为物理化学处理技术、生物处理技术、自然生态处理技术。另外还有兼顾不同处理技术和工艺的组合工艺5。

2.1 物化处理技术

畜禽废水的物化处理技术大致可分为吸附法、絮凝沉淀法、电化学法等方法。

2.1.1 介质吸附法

吸附法是利用具有发达孔隙结构的固体吸附材料对畜禽废水中的一些污染物质起到吸附截留作用。目前使用较多的吸附材料是活性炭及沸石。钱锋等用猪场废水作为实验对象，吸附材料为稻草-沸石组合滤料，当过滤速度在5m/h左右时，CODcr、氨氮和磷的去除效果分别为47.9%，72.9%和50.1%。宋永会等采用天然钙型斜发沸石研究对养猪废水的处理效果，试验结果表明，在较适条件下，天然钙型斜发沸石对养猪废水的预处理效果良好，NH₃-N、磷和COD的去除效果分别为96%，97%和84%。

2.1.2 絮凝沉淀法

絮凝沉淀法是指依靠高分子絮凝剂的吸附架桥作用，将废水中的悬浮颗粒聚集成较大颗粒而沉淀。崔丽娜等采用磁絮凝分离法进行试验，以养猪废水为处理对象，当COD浓度为3232mg/L时，其去除率可达到61.02%。Vanotti等通过向农场养猪废水中投加固体聚合物来增强固液分离效果，结果悬浮固体、NH₃-N和TP（总磷）的去除率分别达到96%，97%和84%。该方法具有处理速度较快，沉降分离效果好，流程简单等优点。

2.1.3 电化学方法

该法能去除难生物降解的污染物，对重金属也有不错的去除效果，但其对有机物的去除率较低。欧阳超等采用阳极氧化电化学法处理猪场废水，以RuO₂-IrO₂-TiO₂/Ti电极作为阳极，测其对氨氮的去除率。结果表明NH₃-N比COD先去除，180min时NH₃-N去除效果高达98.22%，COD的去除效果却只有14.04%。尚晓采用电解法研究对养猪废水的脱氮除磷效果，处理时间为136min时，NH₃-N、磷和有机物的去除效果分别达到42.4%，98%和83.7%，电化学氧化比电絮凝的作用效果更好。

2.1.4 Fenton氧化

Hyunhee Lee等采用Fenton法研究对养殖场废水的处理效果，当COD废水浓度为5000～5700mg/L时，其对COD及色度的去除效果分别高达80%和95%。Kaan Yetilmezsoy等利用Fenton法对UASB厌氧处理过的畜禽废水进行深度处理，其厌氧出水浓度为（1750±200）mgCOD/L，色度1500Hazen。废水COD和色度的去除效果高达95%和96%。Fenton法对于难降解有机废水有很好的处理效果，因此被广泛用于包括畜禽废水在内的大多数废水的深度处理。

物化法在畜禽废水的处理过程中，对氨氮、磷、色度、有机物等指标都有好的去除效果。但目前也存在一些现实问题，如实际应用的工程案例较少，工程经验不足。

2.2 生物处理技术

畜禽废水的生物处理技术按微生物的类别可大致分为好氧生物法、厌氧生物法及好氧-厌氧混合处理法。

2.2.1 好氧生物处理法

畜禽废水常用的好氧生物法技术主要为SBR、SBBR、生物转盘、生物滤池、MBBR、MBR及A/O法等。Beline等采用序批式活性污泥法（SBR）处理养殖场的畜禽粪尿，可以较好的去除畜禽粪尿中的氨氮、有机物和磷，并且将磷转变成可溶性磷，用化学沉淀法回收利用。SBR法工艺流程简单、对COD、NH₃-N和磷的去除效果较好、污泥沉降性能好、对水质水量变化有较强的适应能力、被广泛运用于畜禽废水的处理。陈蕊和王晓丽等利用好氧颗粒污泥膜生物法对养殖废水进行模拟试验，当HRT为8h，进水COD浓度600mg/L，氨氮浓度40mg/L的条件下，出水COD、氨氮的浓度分别为46.6mg/L和4.8mg/L，NO₃^-和NO₂^-的去除效果能超过90%。并且在膜生物反应器中加人的好氧颗粒污泥能有效提高膜的利用率。好氧颗粒污泥对有机物、氨氮和磷的去除率都较高，能承受较高的水力负荷，运行稳定性好、生物代谢活性强。在畜禽废水处理中有不错的运行效果，但当投入到大规模的畜禽废水处理时还缺乏一定的工程经验。

邵芳等以生物滤池法对养殖场废水进行处理，采用矿化污泥作为生物处理介质。经过半年的实验，发现对畜禽废水中色度、SS、COD、BOD、NH₃-N和总磷的平均去除率分别为64.7%，54.29%，75.33%，88.71%，94.55%，99.83%。该方法具有运行稳定性好、运转费用低、无二次污染等优点，是生物滤池法中一种不错的工艺技术。

邱光磊和宋永会等利用新型MBBR反应器对畜禽废水进行深度处理，通过对反应器结构的优化，可实现新型MBBR反应器对畜禽废水中有机物及营养物的同时有效去除，在HRT为8h，气水比12：1，填料填充比例为40%时，COD、NH₃-N的去除效果能达到90%以上；另外对TN进行了SDN（同步硝化反硝化）去除，去除率超过85%。MBBR工艺是在MBR技术基础上进一步优化的新型污水处理工艺，兼具传统生物膜法和活性污泥法两者的优点，且能达到同时去除废水中有机物和营养物。

余薇薇等利用改进后的A/O工艺对养殖场的畜禽粪水进行处理，出水SS、COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别为89.4%，89.0%，93.2%，87.5%，98.8%，出水水质稳定，能达到排放标准。A/O法工艺技术成熟、工艺简单、运行成本低，具有较好的BOD、氮和磷的去除效果。朱春兰等采用新型SBBR反应器处理养猪废水，实验结果表明，在室温条件下，交替好氧/缺氧运行情况时系统对TN和NH₃-N处理效果较佳，TN去除效果达到90%。序批式生物膜法（SBBR）对有机物、NH₃-N和磷的去除效果不错，具有生物性能好、反应时间比SBR工艺短、节约运行成本等优点。

上述各种好氧生物技术对COD、NH₃-N和磷等都有较好的去除效果，在实际工程运用中要充分考虑各工艺技术的特点，使其发挥较大效能。例如A/O工艺流程简单、运行成本低，适用于成分简单的有机废水。

2.2.2 厌氧生物处理法

厌氧生物处理技术在畜禽废水的处理中也经常使用，常用技术有ABR、UASB、全混式厌氧反应器、微生物燃料电池（MFC）等。付永胜和宋炜等采用折流板厌氧反应器（ABR）对猪场废水进行处理，结果表明COD去除效果能达到65%左右，ABR反应器具有运行稳定且效果好、反应器启动迅速、抗冲击负荷和水力条件变化。马淑艳等采用UASB反应器对养殖废水进行处理试验，当反应器进水pH值控制在7.5左右，COD的去除效果能达到81%；当HRT为12.5h时，反应器对废水的处理效果达到较佳。UASB反应器在畜禽养殖废水的处理中具有效率高、运行成本低、工程费用小等优点。Potter在1910年 提出了微生物燃料电池（MFC）的概念，MFC是利用微生物将废水里有机物中的化学能转化为电能，在实现了废水处理的同时还获得了电能，是当前废水处理研究领域的热门研究方向。

废水的厌氧生物处理既可适用于高浓度有机废水，也适用于中、低浓度有机废水，但是厌氧生物处理法的出水往往达不到排放标准，需要与其它方法联合作进一步的处理。

2.2.3 厌氧（缺氧）-好氧混合处理法

在畜禽养殖废水的处理过程中，无论厌氧生物处理法还是好氧生物处理法都无法单独使废水达标排放，因此现阶段国内成规模化养殖的养殖场大都采用厌氧-好氧混合处理技术处理废水。在对畜禽养殖废水的处理中，国内外学者采用多种厌氧（缺氧）-好氧混合工艺进行了小试和中试实验，例如A2/0、上流式多层膜生物反应器-好氧、上流式厌氧污泥床-MBRUASB-活性污泥反应器等技术，这些组合工艺抗水力冲击负荷较好，同时适应高COD负荷，对化学需氧量、NH₃-N有不错的去除效果，出水水质能达标排放。

2.3 自然生态处理技术

自然生态技术处理畜禽废水是利用天然的水体、土壤和生物的共同作用，经过一系列的物理、化学和生物的综合作用来去除废水中污染物质。常见的自然生态处理技术包括人工湿地和氧化塘技术。

2.3.1 人工湿地处理技术

人工湿地处理畜禽废水利用的是土壤-水生植物-微生物组成的复合生态系统，经过物理、化学和生物作用来去除污染物并回收水肥资源。朱夕珍等用石英砂、煤灰渣和高炉渣等为基质构造的人工湿地处理化粪池废水，结果表明：煤灰渣基质对BOD5的去除效果较好，高炉渣基质对总磷的去除效果较好，石英渣基质对COD、BOD5和TP的去除效果都一般，分别为36%～49%，65%～75%和45%～55%。陈金发采用梭鱼草和美人蕉作为实验材料，探究以这两种植物为核心构成的人工湿地对高浓度畜禽废水的处理效果，结果表明：高浓度畜禽废水的COD、TP、NH₃-N分别从1615～2364，33～71，115～224mg/L下降到136～280，17～76，0.5～9.0mg/L，都能达标排放。

2.3.2 氧化塘处理技术

氧化塘处理废水的原理和水体自净的过程相似，主要利用塘内微生物的作用去除废水中有机物。鲁秀国等3采用组合厌氧塘/兼氧塘/强化好氧塘工艺处理养猪废水，结果表明：出水COD≤400mg/L，NH3-N≤70mg/L，符合《畜禽养殖业污染物排放标准》。罗小婉等设计了一种人工氧化塘模型处理养殖场废水，结果表明：在较佳实验条件下，处理后的水体BOD5为41.7mg/L，TP为3.3mg/L，NH₃-N为20.9mg/L，悬浮物为43.5，pH为值8.0，能够达标排放。

2.4 畜禽废水处理的组合工艺

传统的自然生态处理技术在目前日益短缺的土地资源情况下，已经无法满足规模化养殖畜禽废水的处理；另外由于畜禽废水的污染物指标严重超标，单一的废水处理技术对畜禽废水的处理效果都不太理想，因此需要把几个处理技术混合成一套组合工艺。

Kazuyoshi Suzuki等设计了一套以结晶、曝气、静沉三个阶段组成的反应装置处理养殖废水，该装置先将废水进行结晶处理，然后再充分进行曝气和沉淀，实现废水的净化。随后又制作了以鸟粪石结晶法为核心的简易装置来去除和回收畜禽废水中氮磷，该方法主要通过鸟粪石结晶的形成来去除废水中的氮磷和成型鸟粪石的沉降来回收氮磷，生成的沉淀可作为肥效很好的缓释肥，用于农业生产和医药方面。该方法流程简单，工艺装置结构简单，便于推广和实践。

金海峰等以UASB+A/O+Fenton工艺处理猪场养殖废水，A/0段先采用膜生物反应器（MBR）进行固液分离，废水COD从8000mg/L降至100mg/L以下，NH从600mg/L降至15mg/L以下，处理后的水质符合《污水综合排放标准》（CB8978-1996）一级标准。该工艺能够使废水稳定达标排放。但是处理成本相对较高，对一般的中小规模养殖场是个不小的开支。

邓良伟等为了研究厌氧-加原水-间隙曝气（Anarwia）工艺处理猪场废水的节能效果，分别与SBR法以及厌氧-SBR工艺处理猪场废水的效果进行对比，实验结果表明：厌氧-SBR工艺对猪场废水的处理效果较差，大部分污染物不能有效去除，出水污染物浓度达不到排放标准，不适合用于畜禽废水的处理。SBR法对猪场废水的处理效果与Anarwia工艺相当，污染物去除效果好，COD和NH₃-N都有较高的去除率。为了进一步的研究比较Anarwia与SBR工艺处理猪场废水的节能效果，以一个日处理猪场废水量达到1200t的处理工程为例，从反应能量消耗的污泥量和需氧量的结果显示，Anarwia工艺的污泥量和需氧量比SBR法降低了16.4%和95.9%，另外Anarwia工艺还可以日产沼气2784m³左右。

3 结束语

（1）规模化畜禽养殖本身的成本较高而且利润较低，很难承担处理费用较高的畜禽废水处理工艺。因而在选取废水处理工艺时，应该优先考虑前期建设成本较低、运行和管理费用少，且有不错处理效果的工艺。在资源和能源逐渐短缺的背景下，高效率、低能耗的处理工艺越来越受到重视，具备高效环保的畜禽废水处理设备和工艺才能符合资源节约型、环境友好型社会的发展要求，当前阶段的物化和生化处理结合的组合工艺不断在往经济、环保、高效的方向迅速发展。

（2）要做到节能环保，很重要的一个途径就是在去除畜禽废水中的污染物质的同时有效回收有用的资源和能源，去除废水中污染物的同时有效回收和利用资源是未来畜禽废水处理的一个方向，回收利用的资源和能源能大大减少系统的运行成本。

（3）将末端治理与源头控制相结合，从根本上减少畜禽废水处理的运行和处理成本，推广清洁生产，改革企业的传统生产模式，是今后畜禽废水处理首要的发展趋势。