郭地景
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摘要：厌氧生物处理技术因其运行成本低、抗负荷冲击能力强和设备简单易于维护等优点，广泛应用于有机废水的处理。通过对厌氧生物处理技术的研究进展的介绍，探讨厌氧生物处理技术应用于处理畜牧废水所遇到的问题。
关键词：畜牧废水厌氧生物处理技术研究进展问题
引言
随着现代畜牧产业强市建设。但是要实现农业持续健康发展，实现社会主义新农村和现代农业建设还有很多问题没有解决。畜禽养殖污染防治工作现阶段还存在着很多问题，例如相关法规和标准体系建设滞后，管理机制不健全；资金投入严重不足，无法实施有效治理和监管；技术推广和服务体系建设滞后，基层管理人员缺乏等。
1.畜牧养殖业的相关环境问题
畜禽养殖业已成为我国农业污染源之首，畜禽养殖业所造成的污染问题引起高层的高度重视，开展规模化畜禽养殖污染减排已纳入国家“十二五”重点规划。目前，各级地方政府也在积极出台了地方性法规和制度，开展畜禽养殖污染专项治理行动。
环保部最近公开的的全国第一次污染源普查数据显示，2014年，中国规模化畜禽养殖场的畜禽粪便产生量为2．43×108t，尿液产生量为1．63×108t，已居农业污染源之首，且已成为部分水体水质恶化的重要污染源，严重影响村镇人居环境和人体健康。近年来，畜禽养殖规模的不断扩大、养殖总量不断增加，但养殖废弃物的开发利用和治理工作相对滞后，造成的环境污染问题日益突出。特别是在规模化养殖发展速度较快的广东、山东、河南、河北和湖南等地。对环境影响较大的大中型畜禽养殖场80%集中在人口比较集中、水系较发达的东部沿海地区和一些大城市周围。不仅如此，由于管理部门疏于规划，环保意识淡薄，畜禽场的宏观环境管理水平普遍较低，全国90%的规模化养殖场未经过环境影响评价，60%的养殖场缺乏干湿分离这一最为必要的污染防治措施。另外，养殖场环境污染投资力度明显不足，80%左右的规模化养殖场缺少必要的污染治理投资。更为严重的是，许多规模化畜禽养殖场基本都是分布于居民区内，8%～10%的规模化养殖场距当地居民水源地的距离不超过50m，30%～40%的规模化养殖场距离居民或水源地最近距离不超过150m。据世界卫生组织和联合国粮农组织资料，动物传染给人的人畜共患传染病达90多种。畜禽养殖场选址不当不仅构成了对周边地区的环境压力，还在许多地方造成了畜禽养殖场主与周围居民的环境纠纷。
2.厌氧生物处理的研究进展
2.1厌氧膨胀颗粒污泥床
膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器是由UASB反应器发展而来的高效厌氧生物反应器。较之UASB反应器，EGSB反应器增加出水再循环，有效提升了液体的上升流速。EGSB反应器采用颗粒污泥，具有良好的生物活性和沉降性能；同时可采用较大的水力负荷，使污泥床出于膨胀状态，有利于污泥与废水充分接触，从而提高传质效率。EGSB反应器不仅处理范围广泛，还可以采用较大的高径比，占地小，投资低，因而具有很好的市场竞争力。目前EGSB反应器可用来处理含有毒物质的废水；工业废水和城市废水；生活污水以及农业废水等。
2.2两种新型厌氧反应器的比较
EGSB和IC反应器具有某些相同之处：均采用颗粒污泥固定化的方式，较高的单位容积微生物持有量；水力负荷高以及有机污染物净化效果良好；占地小、动力消耗小等。
表1两种新型厌氧反应器的比较
3.畜牧废水厌氧生物处理技术的问题
3.1工艺上存在的问题。从目前应用于畜禽养殖废水厌氧处理工艺来看，主要有厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧接触膨胀床（或流化床）工艺、厌氧膨胀颗粒污泥床等。厌氧接触工艺属于早期开发的工艺，由于泥水分离问题解决不好，使工艺效率受到影响，只能在低负荷下运行，在近年己很少使用。厌氧生物滤池工艺由于构造简单，运行方便，水头损失少，耐冲击负荷能力强，所以在厌氧畜禽养殖废水的研究和应用中是使用最为广泛的一种处理建筑物。但是厌氧生物滤池运行的技术关键是获得性能优良的填料，但目前高效的填料成本较高，廉价的填料容易引起堵塞，从而减少了有效的反应容积，并形成短路，需设反冲装置。AAFEB工艺（或流化床）虽是目前最高效的工艺之一，但是AAFEB工艺污水需经沉淀，工艺本身需要大量细小载体，费用昂贵，布水结构复杂，并且为使膨胀（或流化）需要大量回流，增加能耗，到目前为止工艺放大没有进展。UASB反应器与前两者相比，具有较高的容积负荷；无填料，避免了堵塞问题，降低了基建投资；不需设置沉淀池和回流污泥设备。因此其在基建费用、负荷能力、运行费用上都有显著优点，目前也有大型的处理装置。但是Lettinga等人所用的UASB反应器池内设有三相分离装置，结构复杂，给工艺放大造成一定困难，并且运行中经常有浮渣形成，影响处理效果。EGSB反应器虽然具有与UASB一样甚至更多的优点，但目前还处于研制阶段，尚未有生产规模的EGSB投入使用。目前所见的厌氧与好氧过程相串联的工艺流程，虽然具有节约投资，节省能耗，污泥产量少，出水水质好等一系列的优点，值得引起重视。但其中有两个问题值得进一步讨论：①在这些串联的工艺流程中，只要求厌氧过程实现对有机物的酸化和水解，达到30%～50%的COD去除率，这仍可以说是以好氧为主的流程，只不过是利用厌氧过程代替了初步沉淀池，并消化剩余污泥。虽然提高了好氧处理的效率，减少了系统的产泥量，但此时好氧处理过程的需氧量和耗能量只有部分的降低，厌氧过程的产气量也不会很高；②作为后处理的好氧过程，应尽可能地采用经济有效合理的方法。
3.2处理程度。厌氧处理不能算作是完全的处理，因为其仅除去了有机物和悬浮物，处理出水溶解氧低且氮、磷等营养物质基本没有得到有效去除，还需作进一步处理才能达到出水水质标准。从理论分析和实践经验来看，厌氧生物技术在处理畜禽养殖废水对有机物的去除效率应该能再提高，要实现厌氧生物技术对畜禽养殖废水的完全处理虽然十分困难，但不是不可能的。
4.结束语
随着现代高效的厌氧反应器的处理以及对厌氧技术原理的深入认识，厌氧技术为畜禽养殖废水的处理提供了重要手段。因此今后其发展还将继续围绕着解决这些问题和不足进行。经过进一步的研究发展使厌氧反应器截留更多的微生物种群；创造泥水良好的接触环境优化反应器的传质过程；开发更为高效的厌氧处理系统；加强厌氧处理出水后处理工艺的开发和应用等都将成为厌氧生物处理技术未来的发展方向。
参考文献：
[1]郑元景，沈永明，沈光范．污水厌氧生物处理［M］．北京：中国建筑工业出版社，2014．98－99．
[2]何振庆．微生物生理［M］．沈阳：辽宁大学出版社，2016．78－80．