丁昕穎，張淑芬，付 龍，王 振

(黑龍江省畜牧研究所，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量大，致使畜禽糞污產(chǎn)生量大，部分養(yǎng)殖場(chǎng)不具備處理?xiàng)l件仍以簡(jiǎn)單處理為主要方式，環(huán)境污染狀況不容樂(lè)觀。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，2014年規(guī)模畜禽養(yǎng)殖化學(xué)需氧量為1049萬(wàn)噸，占當(dāng)年全國(guó)總排放量的45%，占農(nóng)業(yè)源排污總量的95%。2015年黑龍江省化學(xué)需氧量排放量達(dá)到了139.3萬(wàn)噸。《黑龍江省“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》中提出至2020年，化學(xué)需氧量排放總量控制在130.91萬(wàn)噸以?xún)?nèi)，比2015年下降6%。

規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)糞污量大且集中，其中COD、TP等污染物含量高且嚴(yán)重超標(biāo)。如不經(jīng)處理直接、大量地用于灌溉土地，超過(guò)土地本身的自?xún)裟芰Γ瑫?huì)破壞土壤原有的基本功能，導(dǎo)致土壤孔隙堵塞，影響土壤質(zhì)量，引起土壤環(huán)境惡化[1]；如進(jìn)入水體，會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，使原有水體喪失飲用或灌溉價(jià)值。污水中還有大量的致病菌和寄生蟲(chóng)卵，如不進(jìn)行無(wú)害化處理會(huì)污染環(huán)境，而環(huán)境的污染又反過(guò)來(lái)導(dǎo)致畜禽傳染病和寄生蟲(chóng)的蔓延和發(fā)展，這也是影響畜禽生產(chǎn)水平的直接原因。畜禽糞污對(duì)于環(huán)境將造成較持久性的污染，極難治理恢復(fù)。但目前畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理工程是關(guān)系到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的公益性工程，經(jīng)濟(jì)回報(bào)率低，在建設(shè)和實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中常常受到資金的限制。2018年1月1日起施行的《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法》規(guī)定“達(dá)到省級(jí)人民政府確定的規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)并且有污染物排放口的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，應(yīng)當(dāng)依法繳納環(huán)境保護(hù)稅”。養(yǎng)殖業(yè)的環(huán)保壓力日益增加，對(duì)養(yǎng)殖廢棄物進(jìn)行合理的綜合利用或無(wú)害化處理是必然的發(fā)展趨勢(shì)。因此研究一種適合畜禽場(chǎng)污水處理新工藝，從而降低污水處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)省用地、管理方便、出水水質(zhì)好、能達(dá)到綜合利用的要求，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)具有十分重要的意義。

混凝法作為國(guó)內(nèi)外水處理領(lǐng)域最常用的方法，具有操作簡(jiǎn)便、效率高等優(yōu)點(diǎn)，也是我國(guó)污水處理最主要的方法之一?；炷^(guò)程是通過(guò)向污水中投加混凝藥劑，使水溶液中的雜質(zhì)、細(xì)小懸浮顆粒及膠體微粒凝聚成較粗大的絮團(tuán)而沉淀，然后與水分離，使污水得到凈化。本研究旨在更有針對(duì)性地考察混凝法去除養(yǎng)殖污水中污染物的能力，為最終能夠完善養(yǎng)殖污水處理新工藝提供試驗(yàn)依據(jù)，進(jìn)而推進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 實(shí)驗(yàn)方法

在奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)污水氧化塘進(jìn)水口采集新鮮污水。試驗(yàn)前將采集的污水混勻以確保當(dāng)次實(shí)驗(yàn)各組水質(zhì)一致。取1 L燒杯，加入500 mL污水，投加不同劑量混凝劑，使用數(shù)顯定時(shí)恒溫磁力攪拌器攪拌?；炷齽┓謩e選用生石灰(按質(zhì)量比1‰、3‰、5‰、7‰)和聚合氯化鋁(PAC)(90 mg/L、210 mg/L、300 mg/L、360 mg/L)，隔夜沉降。取液面下10 cm清液，測(cè)定總磷(GB 11893-89 水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法)、化學(xué)需氧量(GB 11914-89 水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法)及濁度(GB 13200-91 水質(zhì) 濁度的測(cè)定)，并計(jì)算各指標(biāo)去除率。

2 結(jié)果與討論

經(jīng)過(guò)混凝處理，污水中各項(xiàng)指標(biāo)均出現(xiàn)明顯的變化。隨著混凝劑在污水中作用產(chǎn)生絮狀沉淀，污水的濁度明顯下降，上層液逐漸清澈透明。但由于混凝劑不同及投加量不同，處理效果也不同。

圖1 不同生石灰投加量的處理效果

根據(jù)圖1可明顯的看出，隨著生石灰投加量的增加，三項(xiàng)指標(biāo)的去除率迅速提升后逐漸持平，證明投加生石灰對(duì)去除污水中COD、TP以及濁度有比較明顯的作用。但根據(jù)處理后水樣的pH變化趨勢(shì)來(lái)看，水樣堿性隨投加量的增加而增加，當(dāng)投加量達(dá)到3‰以后，變化緩慢。所以確定3‰為生石灰的適宜投加量，COD、TP、濁度去除率分別為：77.78%、99.45%、93.63%。宋豐明[2]認(rèn)為主要原因是大量的OH-包圍了細(xì)小顆粒，破壞了細(xì)小顆粒對(duì)有機(jī)物的吸附作用。這一結(jié)果與肖敏的研究結(jié)果相同，當(dāng)石灰添加量超過(guò)一定量時(shí)，COD去除效率明顯下降[3]，但與其結(jié)果5‰不同，原因可能由于污水水質(zhì)的不同。

圖2 不同 PAC投加量的處理效果

由圖表2可知，隨著PAC投加量的增加，COD、TP以及濁度三個(gè)指標(biāo)的去除率迅速提升后逐漸持平，與投加生石灰相同，但與之不同的是，PAC處理后水樣的pH值有下降趨勢(shì)但變化不大。隨著PAC投加量的增大，COD的去除率變化趨緩且有一定的下降，這與苗欣宇[4]的研究結(jié)果一致。與投加生石灰相比較，PAC 作用時(shí)間短，沉淀速度快。當(dāng)PAC投加量大于210 mg/L時(shí)，各指標(biāo)去除率曲線變緩，同時(shí)沉積物會(huì)隨投加量的增加而明顯增加，考慮到實(shí)際應(yīng)用中后續(xù)的沉積物壓縮過(guò)濾以及產(chǎn)生污泥的量，所以認(rèn)為PAC的適宜投加量為210 mg/L，此時(shí)，COD、TP、濁度去除率分別為：65.22%、96.43%、94.40%。

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)過(guò)量投加并不會(huì)增進(jìn)處理效果。生石灰用量過(guò)大時(shí)，出水pH值過(guò)高，不利于后續(xù)處理；聚合氯化鋁作為混凝劑的處理能夠明顯改善水質(zhì)，但過(guò)量添加也會(huì)造成出水中的殘留鋁問(wèn)題，為保障環(huán)境及人畜安全，目前已引起高度重視[5]。由于養(yǎng)殖場(chǎng)污水水質(zhì)具有實(shí)時(shí)性，各成分組成并不明確，所以應(yīng)通過(guò)取樣做燒杯試驗(yàn)來(lái)確定混凝劑的適宜投加量。通過(guò)綜合各指標(biāo)去除率的曲線，尋找曲線由快速升高到趨于平緩的拐點(diǎn)，多條曲線拐點(diǎn)集中的區(qū)域，即為該混凝劑的適宜投加量。如希望更加準(zhǔn)確地捕捉到這一點(diǎn)，可以在該次試驗(yàn)選擇出的適宜投加量附近再密集地選擇一些量做混凝處理試驗(yàn)。該結(jié)果也可作為復(fù)合混凝劑燒杯試驗(yàn)梯度選擇的參考，由于復(fù)合混凝劑各組分有協(xié)同作用，所以一般將該值作為該組分的最高投加量。提高不同混凝劑選擇的準(zhǔn)確度，在提高處理效果與資金投入比值的同時(shí)，可以達(dá)到節(jié)約處理成本的目的。