来源：环保水圈

近日，住房和城乡建设部发布《关于修改<城镇污水排入排水管网许可管理办法>的决定》，对《城镇污水排入排水管网许可管理办法》作出17处主要修改，将于2023年2月1日起施行。

根据新版《办法》要求，排水户排放污水应经过相应的预处理设施处理后才能排入市政污水管网；设置雨（污）水检测井，不将高浓度或有毒有害污水直接排入市政管网，水质满足《污水排入城镇下水道水质标准》（GB /T 31962-2015）。

恰逢新《办法》落地实施，老吴给各位水友准备了一系列废水预处理技术的干货分享，包括工业类、畜禽养殖类、医药类、食品餐饮类等。

今天先呈上第一弹——「畜禽养殖废水预处理技术」。

众所周知，高浓度畜禽养殖废水预处理的好坏，直接关系到后续生物处理的效率及质量，只有采取切实可行的预处理措施，为后续生物工艺减轻污染负荷及生物毒性，才能有效保证出水水质。

老吴将针对畜禽养殖废水中高浓度有机物、悬浮物和氨氮给后续生物处理带来的污染负荷和生物毒性问题，从物化法、生化法和联合法三方面介绍分析近10年来国内外9种畜禽养殖废水预处理技术。

01机械固液分离法

固液分离不仅可降低污水中的总固体含量，便于废水的进一步处理，而且分离后粪渣含水率大为降低，降低了后期处理利用成本。
一般来说，养殖场常用的粪便固液分离设备有板框压滤机、带式压滤机、离心机、斜板筛挤压机、振动筛挤压机、螺旋挤压机等。
    实际应用时，应从畜禽粪便的处理环境、经济性原则以及对后期处理工艺的要求等方面综合考虑，选择合适的固液分离设备。
1）板框压滤机
    优点：粪污处理效果最好；除渣率高，一般达85%左右，正常运行时，滤渣含水率低，含水率可降到60%。
    缺点：间歇作业，滤网易堵塞；处理能力小、电耗高且费工；投资高，运行性能不稳定；对于放置30d以上的粪便污水几乎很难分离；只适用于管道排污的养殖场。
2）带式压滤机
    优点：处理能力大，滤饼含水率低，噪声小，能耗低，可连续作业；适用于大中型养殖场粪水固液分离。
    缺点：设备费用高，活动部件多，保养量大；需高压水喷洗滤带，水量大，增加了水处理系统的负荷。
3）离心机
    优点：设备占地面积较小；分离速度快、分离效率高；总固体去除率高，滤渣含水率低；粪污处理效果好；适用于大型养殖场粪水固液分离。
    缺点：设备投资大，能耗高，且维修困难；运行时必须有人在场且操作工人劳动强度大。
4）斜板筛挤压机
    优点：处理能力最大；成本低，运行费用低，结构简单，维修方便；能满足一级以上的大规模养殖场的污水预处理要求。
    缺点：除渣率低且分离出的粪渣含水率偏高，运输时会产生渗漏水的二次污染，也不利于后续集中堆肥利用。
5）振动筛挤压机
    优点：处理能力大，处理效果稳定；分离出的粪渣含水率低于60%，符合堆肥发酵的水份要求，也便于运输；能满足一级以上的大规模养殖场的污水预处理要求。
    缺点：设备造价略高；对于总固体含量大于10%的粪水，分离性能下降；振动筛不适宜使用混凝剂，因为在振动的过程中，已经絮凝形成的大粒径颗粒很快就又变为大量的小颗粒。
6）螺旋挤压机
    优点：连续工作，耗电量较低；处理效率高，结构简单，维修方便；在处理小规模、高浓度畜禽粪便时节电优势明显。
    缺点：设备成本高；进料前需将原粪水搅拌均匀，易使所含的固态有机物在水中溶解开，为粪水后处理工艺增加了难度。

02絮凝法

目前，应用在畜禽养殖废水处理领域的絮凝法主要包括化学絮凝、微生物絮凝、磁絮凝和电絮凝。
1）化学絮凝
    通过化学絮凝剂的作用使废水中的胶体颗粒和小悬浮物聚集形成大的絮凝体，通过重力沉降实现固液分离，从而完成污染物从水相中的去除。
    优点：技术成熟、经济简便、絮凝快、处理效果好。
    缺点：絮体强度低、密实度差、结构松散、分离效率低。
2）微生物絮凝
    微生物絮凝剂是一类由微生物代谢活动产生的具有絮凝活性的次生代谢产物，主要成分是多聚糖、蛋白质、纤维素等大分子物质。
    优点：用量少、絮凝活性高、可生物降解、无二次污染、安全无毒、适用范围广。
    缺点：生产成本较高，生产工艺还不成熟，成分及絮凝效果稳定性不够。
3）磁絮凝
    磁絮凝是在传统混凝的基础上同步加入磁种，使其与混凝剂、污染物等结合成一体，形成磁性复合体。
利用自身比重大、沉降快的特点，或通过磁分离装置，加速固液分离，从而将污染物去除的方法。
    优点：磁加载可以有效改善絮体结构与强度，进而提高固液分离效率。
    缺点：磁粉投加量大且价格昂贵，磁种分离回收技术尚未成熟。
4）电絮凝
    需要特别说明的是，有水友采用低碳钢电极对猪舍中磷浓度大于400mg/L的液态粪污进行电絮凝处理时发现，该法有效改善了粪污的理化性质，沉降性能提高，固体颗粒物去除率达90%左右，磷的去除率为72.6%～86.3%。
    由此可见，电絮凝是兼具养殖场粪污固液分离和高浓度磷去除的预处理方法。
    优点：絮凝吸附性能强，生成的微小气泡起到搅拌、浮选的作用，操作简单，不需添加化学药剂，产生的污泥量少，不易发生二次污染。
    缺点：反应过程中阳极会不断溶解，需要定期更换电极，也存在电极钝化和能耗较高等问题。

03Fenton氧化法

Fenton氧化法是在pH为2～5的条件下，利用Fe2+催化分解H2O2产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH），无选择性氧化降解各种有机污染物，且链式反应过程中产生的Fe3+具有混凝作用，也能去除一部分有机物。
    Fenton氧化法作为养殖废水预处理以去除常规污染物并不多见，但不管处理养殖废水还是其他废水，反应pH低、Fe2+用量大、H2O2利用率不高且会产生成大量含铁污泥等缺点限制了Fenton法的应用。

04水解酸化法

水解酸化法是现阶段畜禽养殖废水处理中最常用的生化预处理技术。
该方法主要是利用兼性厌氧的水解和产酸细菌将废水中的难溶性有机物水解为溶解性有机物，使难降解的大分子物质转化为易降解的小分子物质，从而提高废水的可生物降解性并去除部分有机物、悬浮物和有毒物质。
    畜禽养殖废水的可生化性一般较好，但由于有机物污染负荷很高，常导致出水不能稳定达标，添加水解酸化预处理这个工序，可有效去除高浓度畜禽废水中的部分COD和SS，提高后续生物处理系统的运行稳定性和处理效果，且可大幅度缩短处理周期。

05鸟粪石沉淀法

鸟粪石（磷酸铵镁，简称MAP）为难溶于水的白色结晶颗粒或者粉末状物质。
    当废水中同时存在Mg2+、NH4+和PO4 3-三种离子，且离子浓度积大于MgNH4PO4·6H2O 溶度积常数，会自发沉淀生成鸟粪石。
    优点：畜禽养殖废水中富含氮磷元素，在碱性条件下向废水中投加一定量的可溶性镁盐，可以有效地去除大部分氨氮和磷酸盐，以缓解高浓度氨氮对微生物的毒性抑制问题，同时生成的鸟粪石可回收用作缓释肥料。
    缺点：所用药剂费用昂贵和鸟粪石纯度不高，限制了其实际应用。

06吸附法

吸附法是利用介质与废水中污染物的吸附作用将其从水中去除，因沸石比表面积较大且具有色散力和静电力双重吸附机制，对废水中氨氮等污染物具有较好的吸附效果。
    毫无疑问，通过吸附法来预处理畜禽养殖废水是可行的，但该法的局限性在于吸附饱和后的过滤介质成为了大量污染物的新载体，应及时严格处理以免造成二次污染。
    由于循环利用的吸附剂在达到饱和后需要重新解吸再生处理，因此废水处理为间歇式，可采用多个柱体交替吸附，总体上实现连续运行。

07吹脱法

吹脱法指将废水的pH调为碱性，在气液接触后将废水中的游离氨吹脱至大气中，多用于处理大流量、中高浓度的氨氮废水处理，操作简单易行。
对于薄利行业的畜禽养殖业来讲，吹脱法是废水脱氮较为经济、有效的方法之一。
    但在氮吹脱过程中需用强酸吸收等方式回收气体，这使得在现实应用中吹脱法依然不能成为高氨氮养殖废水的普适技术。

08电化学氧化法

电化学氧化法主要是通过电极反应产生·OH等强氧化性活性物种来直接或间接降解废水中的污染物。
    优点：电化学氧化法作为预处理单元可部分去除养殖场废水的COD、氨氮等污染物，无需添加其他化学药品，具有占地少、操作简便、易于控制和维护、无废弃污泥产生等。
    缺点：高电耗、且对工艺装置安全性要求较高。

09联合预处理

由于不同养殖场的养殖规模、养殖方式及清粪方式等会有所差别，对畜禽粪污处理负荷及污染物迁移转化也会有所影响。
    因此，有时候采用单一的物化预处理或者生化预处理较难达到预期效果，这种情况下一般需采用联合工艺，即利用物化法和生化法中的两种或者两种以上工艺联用。
1）Fenton氧化-氨吹脱
    处理对象：畜禽粪尿厌氧消化液，COD1000～1437mg/L氨氮400～ 450mg/L。
    处理效果：Fenton 氧化，COD 77%；氨吹脱，氨氮85%。
2）混凝沉淀-氨吹脱
    处理对象：养猪场废水，COD6000～10000mg/L，氨氮550～950mg/L。
    处理效果：混凝，COD3500～4500mg/L，氨氮500～900mg/L；脱氨，COD3000～4000mg/L，氨氮150～200mg/L。
3）混凝沉淀-水解酸化
    处理对象：养牛场废水，pH6～9，COD14000～18000mg/L，氨氮600～750mg/L，TP300～360mg/L，SS15000～18000mg/L。
    处理效果：混凝沉淀，COD53.95%，SS62.74%；水解酸化，COD32.14%，SS75.20%。
4）微生物絮凝-改性沸石吸附
    处理对象：养猪场废水厌氧消化液，pH7.5～8.5，COD1000～1300mg/L，氨氮800～1200mg/L，浊度150～200NTU。
    处理效果：COD87.9%，氨氮86.9%，浊度94.8%。
5）混凝-MAP-点化学氧化
    处理对象：养猪场废水，pH7.0～7.1，COD6150.4mg/L，氨氮411.8mg/L，TP70.8mg/L，浊度850NTU。
    处理效果：混凝，COD65.1%，TP94%，浊度94%，氨氮10%；MAP，COD8%，氨氮80%；电化学氧化，COD48.1%，TP64.8%，氨氮和色度几乎完全去除。
    需要强调的是，联合工艺不仅仅是多个工艺的简单相加，更应该做到各工艺的有机耦合和协同增效，需综合分析畜禽养殖废水的特性和处理技术的特点，寻找高效经济的联合预处理方法。

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