隨著生豬養(yǎng)殖向規(guī)?；⒓s化方向的發(fā)展，規(guī)?；i場及養(yǎng)殖小區(qū)迅速增加，600 頭存欄母豬、日存欄5 500 頭豬的豬場產(chǎn)糞尿約27.5 t/d，沖洗水及員工生活用水約250 t/d，糞污水總量可達300 t/d。許多地方生豬養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿水已超過周圍環(huán)境承載力，成為水源、江河、土壤和空氣的主要污染源之一，已引起社會的共同關(guān)注和各級政府的高度重視。目前處理規(guī)?；i場糞污水主要方法有農(nóng)牧結(jié)合法、發(fā)酵床養(yǎng)豬法、厭氧好氧處理法等。物化+ 生化法處理規(guī)?；i場糞污水工藝，即用物理和化學(xué)的方法對糞污水中固體物質(zhì)進行分離，用生物和化學(xué)的方法對糞污水中的有機物、氨氮和磷進行分解?，F(xiàn)將對該工藝研究應(yīng)用情況總結(jié)如下。

1 豬場生產(chǎn)基本情況

豬場位于益陽市赫山區(qū)黃泥湖，屬丘陵區(qū)，豬場占地7.4 hm2，常年存欄母豬520 頭，日存欄生豬4 200 頭左右，年出欄生豬8 000 頭。豬場鮮糞大部分采用場內(nèi)人工收集，少量豬糞、豬尿水及沖洗水經(jīng)排污溝向場外排放。豬場日產(chǎn)生糞污水夏季約250 t，冬季約150 t。

2 物化+生化法污水處理的原理

2.1 硅藻精土處理糞污水工藝原理

硅藻精土水處理劑是獲國家發(fā)明專利的硅藻精土改性產(chǎn)品（專利號：ZL981 22377.4）。硅藻是一種單細胞藻類，具有體輕、質(zhì)軟、多孔、比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、吸附能力強等特點。在水處理中根據(jù)污水的類別在精土中加一定量的改性物質(zhì)，改性制成處理各種水質(zhì)的硅藻精土水處理劑。在糞污水處理時，微量硅藻精土水處理劑加入污水中，在高速攪拌下，瞬間散于水體中，硅藻表面的不平衡電位中和懸浮離子的帶電性，使膠體顆粒的膠團的E 電位減小或為零，從而達到膠體顆粒脫穩(wěn)的目的，促使水中污染物快速絮凝、沉淀。硅藻精土巨大的孔體積和較強的吸附力，把細微和超細微物質(zhì)吸附到硅藻表面，形成鏈式結(jié)構(gòu)，絮凝沉淀，這樣污染物質(zhì)和細菌，瞬間與水體分離，通過硅渣與水分離，沉淀物留下，清水向前流出。硅藻還具有自身脫水的功能，脫水后，硅藻及吸附物留下來，排出的水質(zhì)更為清凈，從而達到污水處理為清水的目的。

2.2 雙面導(dǎo)流技術(shù)處理糞污水原理

雙面導(dǎo)流式生物法污水處理方法及其污水處理設(shè)備（專利號：ZL 98 121863.6），是在生物活性污泥處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，對污泥的回流系統(tǒng)進行改進，利用曝氣上升氣流下產(chǎn)生的水流，在導(dǎo)流板夾縫間形成的負壓，讓污泥由沉降區(qū)自動回流，取代了傳統(tǒng)的機械回流，同時導(dǎo)流板將處理池分隔成好氧區(qū)（曝氣區(qū)）和厭氧區(qū)（污泥沉降、清污分流區(qū)），污水和污泥在水流的帶動下，在好氧區(qū)和厭氧區(qū)間自動反復(fù)循環(huán)，將過去分散的各個工序如好氧（曝氣）、厭氧循環(huán)、清水污泥分離、污泥回流集中在一個處理池內(nèi)自動完成，因此能高效地降低化學(xué)需氧量（COD）以及氨氮、磷等污染物；使污水處理節(jié)約投資、減少場地占用，提高處理效率，且易于管理。

2.3 生物法除氮機理

污水中氮的去除由氨化反應(yīng)——硝化反應(yīng)——反硝化反應(yīng)共同完成，其工藝原理如下：1）氨化反應(yīng)。在好氧條件下，氨化菌將污水中有機氮化合物分解轉(zhuǎn)化成NH3-N，以氨基酸為例，其反應(yīng)式為：RCHNH2COOH+O2 → RCOOH+CO2+NH3 ；2）硝化反應(yīng)。在好氧條件下，硝化菌將NH3 進一步氧化為NO2- 和NO3-，其反應(yīng)式為：NH3+O2→ NO3-+ NO2-+2H++H2O ；3）反硝化反應(yīng)。在缺氧（兼氧）條件下，反硝化菌將NOX-N 少部分同化為菌體自身的有機氮化合物，大部分（70% ～ 75%）異化（還原）為氣態(tài)氮N2，其反應(yīng)式為：NO2-N+3H+ → 1/2N2+H2O+OH-，NO2-N+5H+ → 1/2N2+2H2O+OH-

3 物化+生化法污水處理的工藝流程

3.1 工藝流程

根據(jù)上述技術(shù)路線，確立如圖2 工藝流程。種養(yǎng)結(jié)合生態(tài)循環(huán)利用途徑如圖3 所示。

3.2 工藝流程各工序單元功能

1）粗格柵：利用物理法將大顆粒、懸浮物去除。

2）集水井：水解、酸化池的功能，可將部分大分子有機污染物降解為小分子污染物，去除部分有機污染物，同時可以去除顆粒較大的懸浮物，保證水量穩(wěn)定。

3）絮凝反應(yīng)池：利用硅藻精土水處理劑以及聚合氯化鋁（PAC）、聚合烯酰胺（PAM），使固液兩相過濾分離，使水達到凈化，污泥回流、剩余污泥外排或干化。

4）厭氧ABR、生物接觸氧化池：利用厭氧菌的特殊功能使長鏈有機物斷鏈、降解，大分子變成小分子，多糖轉(zhuǎn)換成單糖，同時還將BOD（生化需氧量）/COD 比值得到改善，使有機物得到充分（厭氧）降解和初步（水解）降解，反硝化反應(yīng)發(fā)生。

5）好氧雙面導(dǎo)流池：利用好氧菌的快速增殖降解功能，對有機物進行充分降解，硝化發(fā)生，實現(xiàn)污水凈化。

6）消毒池：作為處理后水質(zhì)檢測池、緩沖水池、溶氧水池或回用水池。

7）污泥處理系統(tǒng)：將污水處理過程中產(chǎn)生的污泥進行脫水、干化以及外運。

8）電氣控制系統(tǒng)：完成各工藝單元的運行，顯示報警和手動、半自動（全自動）運行控制功能。

4 物化+生化法污水處理的效果

4.1 設(shè)計規(guī)模

日處理糞污水300 t。

4.2 經(jīng)處理排放口水質(zhì)達標要求

糞污水處理前水質(zhì)送檢指標：COD 6 500 mg/L，BOD 3 200 mg/L，SS 2 600 mg/L，NH4-N 520 mg/L，pH=5.2，TP 450 mg/L。糞污水處理后水質(zhì)要求達到《國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》GB 18596-2001。

4.3 環(huán)保部門檢測結(jié)果

經(jīng)益陽市赫山區(qū)環(huán)境監(jiān)測站驗收監(jiān)測，益赫環(huán)驗監(jiān)字[2009]008 號，結(jié)論如下：廢水方面：根據(jù)驗收監(jiān)測結(jié)果，驗收監(jiān)測期間設(shè)施廢水排放口pH7.84 ～ 7.92 之間，SS 12 ～ 23 mg/L、COD 151 ～184 mg/L，NH4-N 51.3 ～ 64.5 mg/L，TP5.48 ～ 5.69 mg/L，糞大腸菌群小于2 000 個，各項數(shù)據(jù)均未超《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》GB 18596-2001，為達標排放。廠界噪聲方面：根據(jù)驗收監(jiān)測結(jié)果，驗收監(jiān)測期間各監(jiān)測點的廠界噪聲晝間、夜間值均符合《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標準》GB 12348-2008 中Ⅱ類功能區(qū)標準。

4.4 企業(yè)自檢檢測結(jié)果

企業(yè)于2013 年9 月進行了自檢，結(jié)果見表1。

由表1 看出，糞污水經(jīng)每道工序，污染物指標得到有效降解，直至達標排放。

5 物化+生化法污水處理的成本及效益

5.1 工程建設(shè)費用

工程建設(shè)共投資245.2 萬元。生化+ 物化糞污水處理工藝105.2 萬元，其中土建57.5 萬元，設(shè)備費35 萬元，安裝調(diào)試培訓(xùn)費4.5 萬元，外圍建設(shè)費9.2 萬元。續(xù)建沼氣處理系統(tǒng)140 萬元。

5.2 糞污水處理成本

處理1 t 糞污水成本費用為2.15 元，其中藥劑費0.57 元，電費0.96 元，人工費0.26元，維修保養(yǎng)0.36 元，按年處理100 000 t 糞污水計算，年總費用為21.5 萬元（固定投資不計折舊）

5.3 社會效益

產(chǎn)生社會效益約32 萬元/ 年，包括糞污水排放流域300～ 400 畝稻田，水稻畝產(chǎn)恢復(fù)正常及實現(xiàn)高產(chǎn)，糞污水排放流域100多畝水面畝產(chǎn)鮮魚恢復(fù)正常及實現(xiàn)高產(chǎn)，花卉苗木種植區(qū)域100多畝不施有機肥節(jié)省成本等。

5.4 生態(tài)效益

減少了有害物質(zhì)排放量，年減少BOD 為285 t，COD 為583.3 t， 減排N 為44.2 t，P 為44.4 t，另外保護了水源、降低了人畜共患疾病發(fā)生的風(fēng)險，確保豬場周圍農(nóng)村生態(tài)環(huán)保良好，生活環(huán)境優(yōu)美。

5.5 經(jīng)濟效益

產(chǎn)沼氣14.6 萬m3/ 年；年發(fā)電22萬kW·h，按每度電0.75 元計，年效益16.5 萬元。

6 結(jié)論與討論

1）采用物化和生化相結(jié)合，以生化工藝為主導(dǎo)的工藝流程，對糞污水進行處理，經(jīng)分離、沉淀、生化等各個單元，將無機污染物以固體分離，有機物污染物降解為沼氣、CO2、H2O、N2 和剩余污泥，應(yīng)用本工藝處理后的糞污水，經(jīng)檢測，各項數(shù)據(jù)均未超過《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB 18596-2001），為達標排放。

2）硅藻精土水處理劑處理污水的方法及雙面導(dǎo)流式生物法污水處理方法應(yīng)用在糞污水處理上，具有處理效果好，節(jié)約投資，減少場地占用，提高處理效率等良好效果，經(jīng)科技查新，未見相關(guān)報道，屬于科技應(yīng)用創(chuàng)新。

3）豬場豬糞尿水處理先盡可能分離一部分鮮糞，降低后續(xù)處理的難度和成本。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，能有效將糞污水中80% ～ 90% 有機物降解，生產(chǎn)沼氣，配合沼氣發(fā)電機，提供豬場廉價能源。

4）項目工藝流程具有投資少、工藝先進，操作簡單、安全、處理效果好等優(yōu)點，在規(guī)?；i場及養(yǎng)殖小區(qū)治理糞污水上極有推廣應(yīng)用價值。

5）項目工程中產(chǎn)生的污泥富集了大量的P 及N，為防止二次污染，作深埋處理，下一步工作目標是利用豬糞及污泥作有機肥，達到無害化，資源化的目的。

6）農(nóng)牧結(jié)合是規(guī)模化豬場（養(yǎng)殖小區(qū)）糞污水處理最好途徑，實現(xiàn)物質(zhì)能量循環(huán)利用，生態(tài)環(huán)保和高效。新建豬場要根據(jù)環(huán)境容納量確定生產(chǎn)規(guī)模，要做到設(shè)計、施工、環(huán)評三同時。