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1.1 我国水资源及污染情况 ：

近年来，随着现代工业和城市建设的发展，我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严重。我国是一个人均水资源相对匮乏的国家，仅为世界人均值的1／4，而且时空分布不均，开发利用难度大，许多地区和城市严重缺水。与此同时，全国年排污量每年为690亿立方米，但城市污水集中处理仅为10%-15%（而有效处理后的回用水就更少的可怜），其中80%的污水未经有效处理就直接排放入江河湖海，致使我国的水域污染十分严重，并进一步加剧了水资源的短缺。可以说水污染严重和水资源的短缺已经成为严重制约我国社会经济持续发展、危害生态环境、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。

1.2 我国养殖业的污染情况

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，成为我国农村经济中最活跃的经济增长点和主要的支柱产业。规模化的集中饲养方式．有利于提高饲养技术、防疫能力和管理水平。与传统饲养方式即农户分散饲养相比，规模化饲养能够大大缩短畜禽的生长周期，提高饲料转换率和畜禽产量。降低养殖成本。从而增加经济效益。

但是规模化养殖场在提供肉食品。满足城乡人民生活需要的同时．也造成了粪尿过度集中和冲洗水大量增加．由此所衍生的日益严重的环境污染问题不仅影响经济发展，而且还危及生态安全。 2002 年和 2003 年．我国畜禽粪便产生量分别为 27 ． 50 亿吨和 31 ． 90 亿吨，分别是工业固体废弃物的 2 ． 9l 倍和 3 ． 20 倍。

据原国家环境保护总局对全国 23 个省 ( 区 ) 、市规模化畜禽养殖业污染状况调查表明．畜禽粪便产生量为工业固体废弃物产生量的 2 ． 40 倍。畜禽粪便化学需氧量 (COD) 远远超过我国工业废水和生活污水 COD 排放量之和。畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源，成为我国农村面源污染的主要原因之一。

二：政府法律法规

2.1 国家和地方相继出台了以下法律法规：

《中华人民共和国水法》，《中华人民共和国防洪法》，《中华人民共和国水土保护法》，《中华人民共和国水污染防治法》，《中华人民共和国环境保护法》以及各种污水排放标准等。其中各行业各地区省市也相继出台地方法规和标准。

2.2 《水污染防治行动计划》即将出台 （中国环保在线2014年8月7日报道）

“ 清洁水行动计划”启动渐行渐近。有关渠道获悉，《水污染防治行动计划》有望于近期出台。《水污染防治行动计划》是“向污染宣战”的“三大战役”之一，今年年初的全国两会上，国务院总理李克强在作政府工作报告时，承诺将在今年实施这一行动计划。

根据国家环保部发布的《2013年中国环境状况公报》显示，2013年，我国长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中，Ⅰ-Ⅲ类、Ⅳ-Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为71.7%、19.3%和9.0%，水环境形势依然不容乐观。

近年来，我国现代化和工业化进程不断提速，废水排放总量也呈现持续增长态势。2001—2012年，我国废水排放总量从2001年的433亿吨增长到2012年的685亿吨，12年间增加了252亿吨，平均每年多排放了21亿吨废水，平均年复合增长率约4.3%。

日趋严重的水环境问题，已经引起了我国政府的重视。据相关媒体报道，为了治理水污染问题，我国《水污染防治行动计划》有望在今年下半年全面实施。为配合该计划，国家拟将节水作为约束性目标，纳入到对各级政府的考核之中，并酝酿对高耗水产品开征消费税。

据业内人士透露，制定“水十条”的思路主要是“抓两头、带中间”：一头是抓好饮用水水源地等水质比较好的水体水质，保证水质不下降、不退化；另一头是针对已经严重污染的劣V类水体，尤其是影响群众多、公众关注度高的黑臭水体，下决心治理好，大幅减少甚至消灭掉。通过这两头来带动中间一般水体的水污染防治。

三：畜禽养殖场废水的特征分析

3.1 养殖业排泄物对环境的污染

养殖场污染排泄物主要有尿液、残余的粪便、饲料残渣、废药粉或者废药水和冲洗水等组成，其中冲洗水占了绝大部分。

养殖场废水水质特征与畜禽舍结构、清粪方式与冲洗水的使用、饲料营养、畜禽消化功能和生产管理等有关。

规模化养殖场每天排放的废水量大、集中，并且废水中含有大量污染物，如重金属、残留的兽药和大量的病原体等，因此如不经过处理就排放于环境或直接农用，将会造成当地生态环境和农田的严重污染。

养殖业废水的危害主要表现在以下几个方面：对水体的污染、对农田及作物的影响、矿物元素及重金属污染、残留兽药的污染、微生物的污染等。

3.1.1 养殖业废水对水体的污染

(1) 大量有机物进入水体，有机物分解大量消耗溶解氧，使水体发臭

(2) 氮、磷可使水体富营养化，影响水生植物的光合作用，造成水生生物大量死亡

(3) 养殖业废水严重破坏水体观感，使水体发黑、恶臭。影响水体景观。

养殖业废水属于富含大量病原体的高浓度有机废水，直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体，将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。

由于畜禽粪尿的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。

对地表水的影响则主要表现为，大量有机物质进入水体后，有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭；当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡；废水中的大量悬浮物可使水体浑浊，降低水中藻类的光合作用，限制 水生生物的正常活动，使对有机物污染敏感的水生生物逐渐死亡，从而进一步加剧水体底部缺氧，使水体同化能力降低；氮、磷可使水体富营养化，富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水生动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡；粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。

3.1.2 养殖业废水对地表水的影响

（1）大量有机物质进入水体后，有机物的分解将大量消耗水中的溶解氧，使水体发臭；   （2）当水体中的溶解氧大幅度下降后，大量有机物质可在厌氧条件下继续分解，分解中将会产生甲烷、硫化氢等有毒气体，导致水生生物大量死亡；

（3）氮、磷可使水体富营养化，富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水生动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡；

（4）粪尿中的一些病菌、病毒等随水流动可能导致某些流行病的传播等。

3.1.3 养殖业废水对农田作物的影响

(1) 引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等

(2) 大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性，强还原性的条件影响作物的根系生长

(3) 废水中的大量有机物质在土壤中不断累积，可导致一些病原菌大量孳生引起 病虫害的发生。

畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分，如能做到合理施用可有效地提高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促进农作物的生长。但如果未经任何处理就直接、连续、过量的施用，则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响，如引起作物徒长、返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等。废水中的大量有机物质在土壤中不断累积，虽然可为土壤中栖居的小动物、昆虫、真菌、细菌等提供营养物质和适宜的环境，但也可导致一些病原菌大量孳生引起病虫害的发生；此外，大量有机物的积累也会使土壤呈强还原性，而强还原性的条件不仅影响作物的根系生长，而且易使土壤中原本处于惰性状态的有害元素得到还原而释放；大量无机盐在土壤中的积聚则会引起作物的盐害。

3.1.4 养殖业废水中矿物元素和重金属污染

一方面，在畜禽饲料中大量添加的无机磷约 75% 为植酸磷，由于植酸磷不能被动物吸收利用而直接排出体外，引起污染。

另一方面，各饲料厂和养殖场均普遍采用高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂，由于这些金属元素的吸收率和利用率都很低，易随粪便排出体外进入环境，已成为我国的一大环境公害。

3.1.5 养殖业废水中残留兽药的污染

(1) 使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生并不断向环境中排放。

(2) 畜禽不断向环境中排泄这些抗生素或其代谢产物，使环境中的耐药病原菌与变异病原菌不断产生。

(3) 从而直接破坏生物链，并可能转化为环境激素或环境激素的前体物态平衡并威胁人类的身体健康。

在畜禽养殖过程中，为了防治畜禽的多发性疾病，常在饲料中添加抗菌素和其他药物，这些药物随饲料进入动物消化道后，短时间内进入动物血液循环，最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外，只有极少部分的药物和抗菌素残留在动物体内。

大量研究表明，大多数饲料用抗菌素都有残留，只是残留量大小不同。随着科技水平的不断提高，人们发现抗生素作为饲料添加剂使用，对养殖环境已造成了严重的负面后果。首先，使畜禽体内的耐药病原菌或变异病原菌不断产生并不断向环境中排放；其次，畜禽不断向环境中排泄这些抗生素或其代谢产物，使环境中的耐药病原菌与变异病原菌不断产生。这两者反过来又刺激生产者增加用药剂量、更新药物品种，这就造成了“药物污染环境→耐药或变异病原菌产生→加大用药剂量→环境被进一步污染”的恶性循环。另外，畜禽产品中药物残留进入环境后，可能转化为环境激素或环境激素的前体物，从而直接破坏生态平衡并威胁人类的身体健康。

3.2 养殖业废水的资源化利用

禽畜粪便中含有大量有机质及丰富的 N 、 P 、 K 等营养物，是非常宝贵的有机肥料。农业科学的研究与实践表明，土壤及有机肥中的有机养料，除了有营养作用、能增加作物产量外，在改良土壤和培肥地力方面更有其独特的效果。

养殖业废水的资源化利用主要有饲料化、肥料化和能源化三种 。

3.2.1 养殖业废水的饲料化

畜禽粪便含有大量的营养成分，经无害化处理可作为饲料如粗蛋白质、脂肪、无氮浸出物、 Ca 、 P 、维生素 B12 ，同时有许多潜在的有害物质，如矿物质微量元素（重金属如铜、锌、砷等）、各种药物（抗球虫药、磺胺类药物等）、抗生素和激素等以及大量的病原微生物、寄生虫及其卵；畜禽粪便中还含有氨、硫化氢、吲哚、粪臭素等有害物质。

所以，畜禽粪便只有经过无害化处理后才可用作饲料。带有潜在病原菌的畜禽粪便经过高温、膨化等处理后，可杀死全部的病原微生物和寄生虫。用经无害化处理的饲料饲喂畜禽是安全的；只要控制好畜禽粪便的饲喂量，就可避免中毒现象的发生；禁用畜禽治疗期的粪便作饲料，或在家畜屠宰前不用畜禽粪便作饲料，就可以消除畜禽粪便作饲料对畜产品安全性的威胁。

3.2.2 养殖业废水的肥料化

畜禽干粪经粉碎、搅拌、加生物菌发酵、烘干造粒加工成便于运输与储藏的系列固体肥料产品可用于城市绿化、蔬菜、瓜果、苗圃的施肥。

畜禽体内的微生物主要是通过消化道排出体外，通过养殖场废物的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。如果对这些粪污不进行无害化处理，大量的有害病菌一旦进入环境，不仅会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康。然而畜禽养殖业废水废渣含有丰富的养分，经过肥料化处理后可作为优良的有机肥。

生物有机肥生产的原料主要有禽粪 ( 鸡、鹤鹑、鸽子、鸭、鹅等 ) 、畜粪 ( 猪、羊、牛等 ) 、其它动物粪 ( 兔、蚕、海鸟、虹绷 , 虫等 ) 、秸秆、饼粕、草碳、风化煤、农产品加工废弃物 ( 食用菌清、糠醛渣、骨粉等 ) 。生物有机肥生产工艺一般包括以下几方面 : 原料前处理、接种微生物、发酵、干燥、粉碎、筛分、包装、计量等，其体依原料和处理方法各异。 ?

生物有机肥的肥效特点

(1) 对生产影响:减少化肥用量75%

(2) 对品质影响 : 作物维 C 与胡罗卜素增加，硝酸盐含量降低

（3） 对经济效益的影响 : 果蔬口味和外观改善，经济效益提高

生物有机肥的肥效特点①对产量的影响 : 在减少化肥用量 75% 条件下仍能达到甚至增加蔬菜产量 ; ②对品质的影响 : 生物有机肥的增质主要表现在维生素 C 和β一胡萝卜素的增加、硝酸盐含量的降低及单裸 ( 条 ) 的增加，即外观和内质的改进 ; ③对经济收益的影响 : 由于生物有机肥明显地增加了作物产量，改进了品质，特别是口味和外观较好，因而能取得较显著的经济收益，蔬菜、果树一般亩年增收均在 100 元以上，高的可达千元以上。由于生物有机肥还有明显的改土培肥效果、提高肥料利用效率和保护环境等功能，因此具有良好的社会、生态效益

3.2.3 养殖业废水的能源化

畜禽粪便和废水含有很高浓度的有机物，易于进行生物厌氧处理，回收具有能源价值的沼气。

(1) 沼气 : 沼气可用于发电或作为燃气使用

(2) 沼液 : 产生的沼液可作为肥料用于果树、蔬菜的种植肥料

(3) 处理后的排水；经处理后的排水可用于农业灌溉和生产杂用。

畜禽粪便和废水含有很高浓度的有机物，易于进行生物厌氧处理，回收具有能源价值的沼气，这些沼气可用于发电或作为燃气使用，产生的沼液可作为肥料用于果树、蔬菜的种植肥料。经处理后的排水可用于农业灌溉和生产杂用。

四：畜禽养殖业废水的无害化处理技术

为了实现养殖业废水的达标排放以及资源综合利用，需要对养殖业排泄物进行有效的无害化的处理。依据国内外的实际案列以及经验，要实现废水的达标排放和处理后水和粪便的合理化利用目前有如下技术：

4.1 ：固液分离技术

养殖业废水处理与处置必不可少的环节，减轻后续处理环节的负担

目的 : 固液分离可以大大降低后续处理的有机负荷；防止设备堵塞损坏。

手段 : 固液分离技术一般包括筛滤、离心、过滤、沉降、沉淀、絮凝等工序。

无论畜禽养殖场废水采用什么系统或综合措施进行处理，都必须首先进行固液分离，这是一道必不可少的工艺环节，其重要性及意义主要在于：首先，一般养殖场排放出来的废水中固体悬浮物含量很高，最高可达 160000mg/L ，相应的有机物含量也很高，通过固液分离可使液体部分的污染物负荷量大大降低；其次，通过固液分离可防止较大的固体物进入后续处理环节，防止设备的堵塞损坏等。此外，在厌氧消化处理前进行固液分离也能增加厌氧消化运转的可靠性，减小厌氧反应器的尺寸及所需的停留时间，降低设施投资并提高 COD 的去除效率。固液分离技术一般包括：筛滤、离心、过滤、浮除、沉降、沉淀、絮凝等工序。目前，我国已有成熟的固液分离技术和相应的设备，其设备类型主要有筛网式、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。

4.2 ：厌氧处理技术

常用的有厌氧滤器（ AF ）、上流式厌氧污泥床（ UASB ）、复合厌氧反应器（ UASB ＋ AF ）、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（ USR ）以及全封闭的黑膜厌氧反应器 BFAT 等

优点 (1) 造价低占地少

(2) 能降解部分好氧微生物不能降解的有机物

(3) 能产生沼气

（ 4 ）不受传氧条件限制。

养殖废水处理常用的厌氧工艺

目前用于处理养殖场粪污的厌氧工艺很多，其中较为常用的有以下几种：

厌氧滤器（ AF ）、上流式厌氧污泥床（ UASB ）、复合厌氧反应器（ UASB ＋ AF ）、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（ USR ）、全封闭的黑膜厌氧反应器 BFAT 等。

近年来，厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于养殖场废物处理中 ，到 2013 年底我国畜禽养殖场大中型沼气工程数量已经达到 10000 余处，是世界上拥有沼气装置数量最多的国家之一。

虽然，在我国的沼气工程建设中也不乏失败的例子，但这一技术不失为解决畜禽粪便污水的无害化和资源化问题的最有效的技术方案。畜禽粪便和养殖场产生的废水是有价值的资源，经过厌氧消化处理既可以实现无害化，同时还可以回收沼气和有机肥料，因此建设沼气工程将是养殖场粪便污水治理的最佳选择。