畜牧业污水处理及越南的循环利用方法是什么?

畜牧业污水

根据农业与农村发展部的数据,小规模养殖在猪和家禽养殖业中仍占很大比例,具体占猪养殖总产量的65-70%,家禽养殖总产量的50-60%。

小规模养殖模式、基础设施和技术的匮乏,是导致畜牧业长期成为高污染行业的原因之一。

畜禽养殖污水是造成环境污染的主要来源之一,因其含有高浓度的有机物、悬浮物(SS)、氮(N)、磷(P)、抗生素残留及病原微生物。出水排放指标限制规定于 QCVN 62-MT:2016/BTNMT:畜牧业污水国家技术法规。

I. 畜禽养殖污水的主要成分及危害

有机物和无机物:

  • 有机化合物占70 – 80%,主要包括:纤维素、蛋白质、氨基酸、脂肪、碳水化合物及其衍生物,存在于粪便和残余饲料中。这些有机化合物大多属于易降解有机物。
  • 无机化合物占20–30%,主要包括:沙子、土壤、盐分、尿素、铵盐、氯化物、硫酸盐(SO4)2-等。

这些成分极易分解,产生异味和有毒气体,导致水体溶解氧下降。如果不经处理直接排放到受纳水体,将造成环境污染,导致生态系统富营养化,影响农作物生长,并成为有害细菌滋生的重要营养源。

氮和磷(N和P):

  • 畜禽对氮和磷的吸收能力较差,因此摄入含有氮磷的饲料后,会通过粪便和尿液排出体外。因此,养猪废水中的氮磷含量通常非常高。
  • 如果氧气供应充足,污水分解产物为:CO2、H2O、NO2、NO3。相反,在缺氧条件下,有机物的厌氧分解会产生CH4、N2、NH3、吲哚、粪臭素等,这些气体会在养殖区产生恶臭,对大气环境造成不良影响。

病原微生物:

  • 除了无机物、有机物、氮和磷外,畜牧污水中还含有多种细菌、病毒和寄生虫卵。这是直接影响该地区人类及动物健康的因素。

根据A.Kigirop (1982)的研究,沙门氏菌(Salmonella)、大肠杆菌(E.coli)和炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)等病原菌可渗入地下水。在经常接收污水的地区,沙门氏菌可渗透至地表下30-40厘米的土壤层。寄生虫卵和细菌一旦污染地表水,可迅速传播至远方,引发人类和牲畜的疫情,危害极大,因此在排放前必须进行处理。

下表列出了畜牧污水中常见的典型污染参数,包括反映该类污水污染程度的重要指标:

参数 单位 典型值 意义
生化需氧量(BOD5) mg/L 1,000 – 4,000 评估微生物分解有机物所需的氧气量。数值越高,有机污染程度越严重。
化学需氧量(COD) mg/L 2,000 – 7,000 完全氧化有机物和无机物所需的氧气量。COD越高,污染程度越严重。
悬浮物(TSS) mg/L 500 – 2,000 测量水中不溶性固体含量。数值高会降低水体的透光性和含氧量。
总氮(T-N) mg/L 100 – 800 导致水体污染的营养成分,过量会导致富营养化。
氨氮(NH4⁺-N) mg/L 50 – 400 由粪便引起的高氨氮含量,产生异味并对水生生物产生负面影响。
总磷(T-P) mg/L 10 – 94 导致水体富营养化的因素,影响生态系统和水质。
pH 6.5 – 8.5 pH过高或过低都会对生物及污水处理过程产生不利影响。
大肠菌群 MPN/100mL 10⁴ – 10⁷ 反映微生物污染程度的指标,特别是对人类致病的细菌。
氨(NH3) mg/L 0.5 – 50 高浓度时对鱼类和水生生物有毒,并产生特有的恶臭。

II. 畜牧业污水处理面临的挑战

a. 投资和运行成本高

  • 为达到QCVN 62标准,污水处理系统需要高昂的安装、维护和运行费用。这对中小型农场或个体养殖户构成了巨大挑战。
  • 此外,处理过程中的药剂和能源成本不断增加,而许多养殖户资金能力有限,导致系统难以持续运行。

b. 缺乏人力和技术知识

  • 许多养殖户未接受过系统的污水处理技术培训,导致运行效率低下或操作不规范。
  • 在农村地区,缺乏具备专业技能和管理经验的技术人员,增加了系统故障风险,降低了污水处理效果。

c. 污泥处理及资源化利用问题

  • 在处理畜牧污水过程中,会产生大量粪便污泥及系统产生的生化污泥。由于污泥处理成本极高,大多数农场采用堆肥方式,但方法简陋,在再利用前未能彻底去除污染物。

d. 气候变化与温室气体减排要求

  • 畜牧业是温室气体排放大户,污水处理过程也会产生温室气体,特别是甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)。
  • 环保减排压力迫使畜牧业必须投资于废气处理技术,这增加了成本并要求更严格的控制流程。

当前畜牧污水处理技术及其局限性

污染物 处理措施 评价
固体废物处理:畜牧固体废物通常包括粪便、垫料、毛发、屠宰场有机废物等。 堆肥法和沼气技术是目前越南最常用的两种方法。

– 堆肥(Compost):常见方法包括热堆、冷堆和混合堆肥。

– 沼气技术:在密闭空间内进行的厌氧分解过程,采用砖混、复合材料、塑料袋等不同材料和方法建造。

畜牧固体废物主要通过热堆和沼气池(45-50天)处理。

– 约40%-70%进行堆肥(通常仅为热堆),包装后作为肥料销售。

– 约30%-60%(视地区而定)的剩余固体废物通常直接排放到鱼塘或环境中(运河、沟渠、土地等),或与污水一起进入沼气池。

– 大多数养殖场缺乏完整且符合排放标准的粪便处理设施。

液体废物处理:液体废物包括尿液、冲洗圈舍水、牲畜洗澡水、屠宰场清洗水及工具清洗水等。 通常通过沼气池、生物塘及污水处理系统处理,部分直接排入公共排水系统。

畜牧污水处理应用技术:

厌氧池系统:利用厌氧微生物分解有机物,产生沼气(Biogas),如UASB反应器。

生物塘:利用污水池及天然微生物分解有机物。

– 好氧生物处理:利用氧气供微生物分解有机物:曝气池、MBBR、SBR等。

– 化学处理:利用化学药剂进行沉淀、中和、消毒。

现有处理方法存在以下局限:

– 占地面积大,无法彻底去除无机污染物和细菌(沼气池、生物塘)。

– 受天气影响,易污染地下水。

需要持续供氧,增加成本,必须加强管理以防异味,且产生大量污泥需进一步处理(好氧生物处理)。

化学药剂成本高,可能因药剂残留造成二次污染。

– 投资和维护成本依然较高。

– 未能最大限度地利用废弃物以减少环境影响并为企业节省成本。

废气处理 畜牧业排放多种废气(CO₂、NH₃、CH₄、H₂S等),属于主要温室气体,源于动物呼吸、消化、堆肥、饲料加工等,每年排放量约数亿吨。 目前,越南对畜牧业废气处理尚未给予足够重视,但鉴于其影响,亟需制定相应的投资处理政策。

 

III. NGO International Co., Ltd 解决畜牧业废弃物处理难题的方案

a. 固体废物及污水中营养成分的资源化利用

采用生物吸附过滤法从源头对污水和固体废物进行分类。将固体废物(牲畜粪便、残余饲料)、氨氮和磷吸附在材料上,再利用制成有机肥料。

– 源头废物管理有助于减轻污水处理系统的压力,并产生对农业有益的副产品。

b. 针对不同用途的污水处理方案

– 污水是养殖场最大的废弃物来源,因此循环利用这些水资源有助于节省灌溉用水和化肥,因为处理后的出水含有对农作物有益的营养成分。这在缺水背景下尤为重要,并有助于减轻对淡水资源的压力。

NGO International Co., Ltd 致力于提供最先进、现代化的技术,帮助企业不仅减少排放,还能提高生产效率并保护环境。请联系我们,了解更多关于畜牧业污水处理的解决方案,电话:024.7300.0890 或发送邮件至 office@8ngo.com 获取直接咨询。

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