改革開放以來，人民生活水平不斷提高，我國畜禽業(yè)得到快速發(fā)展，主要畜產(chǎn)品產(chǎn)量連續(xù)20年以10%的速度遞增。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2005年，我國豬、牛、羊、家禽、兔存欄分別達(dá)到50334.8萬頭、14157.5萬頭、37265.9萬頭、53.3萬只、21764.1萬只，畜牧業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到13311億元，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的33.7%，畜牧業(yè)已成為我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)中的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著大中城市“菜籃子工程”的實(shí)施以及市場(chǎng)對(duì)畜禽質(zhì)量的不斷追求，規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)將大量涌現(xiàn)，截至2005年，全國各類畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖小區(qū)已達(dá)4萬多個(gè)。集約化、規(guī)�；B(yǎng)殖業(yè)迅速崛起的同時(shí)，也使畜禽養(yǎng)殖污染成為了不容忽視的問題。規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)排放的大量糞尿與廢水現(xiàn)已成為許多城市和農(nóng)村的新興污染源，他們大多未經(jīng)過妥善回收利用、處理及處置就直接排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，尤其對(duì)水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生了極其不良的影響。在許多地區(qū)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的廢水超過環(huán)境的容納量，已經(jīng)或正在成為比工業(yè)廢水、生活污水更大的污染源。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)表明，1999年我國畜禽糞便產(chǎn)生量約為19億噸，是固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍。其中規(guī)�；B(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便相當(dāng)于工業(yè)固體廢棄物的30%，CODcr排放量已達(dá)7118萬噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我國工業(yè)廢水和生活廢水的排放量之和;2002年，我國畜禽糞便產(chǎn)生量達(dá)27.5億噸。據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，到2010年，我國每年畜禽糞便產(chǎn)生量將達(dá)到45億噸。隨著我國畜禽業(yè)的迅猛發(fā)展，養(yǎng)殖廢水污染將不斷加劇，其污染防治迫在眉睫。

養(yǎng)殖廢水具有典型的“三高”特征，CODcr高達(dá)3000~12000mg/l，氨氮高達(dá)800~2200mg/l，SS超標(biāo)數(shù)十倍。限于養(yǎng)殖業(yè)是薄利行業(yè)，目前的處理工藝僅能針對(duì)CODcr的大幅削減，而對(duì)氨氮達(dá)標(biāo)排放尚存在很大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)難度。規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖廢水處理目前已引起養(yǎng)殖場(chǎng)業(yè)主及有關(guān)部門的高度重視，采取一系列防治措施及選用經(jīng)濟(jì)、高效的處理技術(shù)已刻不容緩。隨著國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)日益更新，高濃度養(yǎng)殖廢水達(dá)標(biāo)排放問題更加突出。

畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染問題是發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家共同關(guān)心的問題。如荷蘭每年產(chǎn)畜禽糞便9500萬噸，過剩1500萬噸，比利時(shí)每年產(chǎn)畜禽糞便4100萬噸，過剩800萬噸，法國布列塔省集中了全國40%的養(yǎng)殖業(yè)，已造成了該地區(qū)飲用水水質(zhì)超標(biāo)，日本1980年養(yǎng)殖業(yè)造成5392起公害事件。但上世紀(jì)80年代后，發(fā)達(dá)國家普遍采用立法管理的辦法來處理畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染問題。芬蘭是最早開展畜禽糞便污染防治立法的國家，立法最多的是日本(有7部法律)，此外美國、加拿大等皆在充分研究的基礎(chǔ)上建立了完善的法律和法規(guī)體系。英國是公認(rèn)基本實(shí)現(xiàn)無畜禽糞便污染的國家。

發(fā)達(dá)國家成功經(jīng)驗(yàn)歸納如下:(1)依靠科技，開展充分的調(diào)查研究，提供充分的技術(shù)保障;(2)形成完整的法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)范體系;(3)規(guī)范畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)管理;(4)實(shí)施種養(yǎng)區(qū)域平衡一體化，并控制畜禽糞便施用量，防治土地和地下水污染;(5)治理達(dá)標(biāo)(多數(shù)經(jīng)預(yù)處理后排入市政污水處理廠)。

我國關(guān)于畜禽養(yǎng)殖污染防治的研究開展較晚，2001年國家環(huán)保總局才正式發(fā)布了《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》，1995年后才有少數(shù)高效、科研單位開展了這方面的研究，但這些研究比較零星，缺乏系統(tǒng)可操作性。我國養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀是數(shù)量多、規(guī)模小、生產(chǎn)方式落后、經(jīng)濟(jì)條件較差、環(huán)境污染防治設(shè)施配套不全。國內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖廢水的處理目前大致有二種，即還田利用自然處理及工業(yè)化處理模式。還田利用指通過簡單的厭氧沉淀后，將殘?jiān)堃河米鬓r(nóng)家肥或魚餌等，這種處理方法目前在國內(nèi)大部分地區(qū)和養(yǎng)殖場(chǎng)采用，但需要大量的接納土地。工業(yè)化處理排放指通過生物、化學(xué)、物理等綜合作用后，使廢水能達(dá)標(biāo)排放，這種處理方法因其投資較大，集中分布在上海、浙江等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，實(shí)際上即使在這些地方，污水仍不能完全滿足達(dá)標(biāo)排放，尤其是TN的排放情況尤為突出。

近年來規(guī)模化養(yǎng)殖已經(jīng)成了主要的發(fā)展方向，生豬規(guī)模化養(yǎng)殖已占27%，規(guī)模化養(yǎng)雞已占56%。河南、浙江兩省規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)已占83%。因此采用原有的還田利用處理方法因污染量大、周邊接納土地有限、環(huán)境二次污染以及運(yùn)輸費(fèi)用等問題日益不能滿足排放要求，工業(yè)化處理模式已成為目前主流需要。

高濃度有機(jī)廢水采用厭氧-好氧聯(lián)合處理工藝是目前公認(rèn)的最經(jīng)濟(jì)高效方法。采用厭氧-好氧工藝系統(tǒng)的處理實(shí)際養(yǎng)殖場(chǎng)廢水目前尚少見報(bào)道，且已有的厭氧-好氧工藝處理養(yǎng)殖場(chǎng)廢水報(bào)道，其處理效果均不佳，主要是好氧處理后對(duì)厭氧消化液污染物去除效果較差，尤其氨氮與總氮去除率都不高，遠(yuǎn)未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。Ng W.G.采用序批式反應(yīng)器工藝(SBR)處理豬場(chǎng)廢水厭氧消化液，其NH+4-N去除率僅68.7%。徐潔泉等采用接觸氧化法處理豬場(chǎng)廢水厭氧消化液，其出水CODcr大于500mg/L，NH+4-N大于200mg/L。Jung Jeng Su等采用SBR工藝處理豬場(chǎng)廢水厭氧消化液得出同樣結(jié)果，總凱氏N去除率僅42.4%~71.1%，CODcr去除率僅10%~40%。楊虹等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)間歇曝氣處理豬場(chǎng)廢水厭氧消化液其NH+4-N去除率小于60%，出水中NH+4-N濃度為600mg/L左右。Liao C.M.等采用間歇曝氣處理豬場(chǎng)廢水厭氧消化液其總氮去除率達(dá)30%，NH+4-N去除率為40%。隨著排放的嚴(yán)格監(jiān)管，廢水的達(dá)標(biāo)排放尤其氨達(dá)標(biāo)排放已成為制約養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

養(yǎng)殖廢水成份復(fù)雜、水質(zhì)水量波動(dòng)大、CODcr濃度較高且存在部分有機(jī)氮，此類物質(zhì)的有效降解和轉(zhuǎn)化是開展后續(xù)脫氮工藝的前提和關(guān)鍵。目前最常用的污水脫氮技術(shù)為傳統(tǒng)生物脫氮，即通過硝化-反硝化過程使氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)�。硝化和反硝化是兩個(gè)相互對(duì)立的過程，硝化反應(yīng)借助硝化細(xì)菌的作用，要在有氧環(huán)境下進(jìn)行;反硝化反應(yīng)則需借助于反硝化菌的作用，只有在無氧條件下，該反應(yīng)才能順利進(jìn)行;而且該工藝還需要大量的有機(jī)碳源作為電子供體，如果C/N<2.5，沒有外加有機(jī)碳源，反硝化就無法有效的進(jìn)行，而如果C/N<4，反硝化容器體積要提高1.5~1.7倍;因此在處理養(yǎng)殖廢水這類超低C/N比高濃度含氮廢水時(shí)，該工藝表現(xiàn)出極大的局限性。

20世紀(jì)90年代末，生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)。1994年Kuenen等發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌在硝化反硝化反應(yīng)中能利用硝酸鹽作電子受體將氨氮氧化成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)氮化物;1995年，Mulder和Vande Graaf等用流化床反應(yīng)器研究生物反硝化時(shí)，發(fā)現(xiàn)了氨氮的厭氧生物氧化現(xiàn)象。建立在短程硝化反硝化(Shortcut nitrification-denitrification)基礎(chǔ)上的亞硝酸型硝化(SHARON， Single Reactor High Activity Aammonia Removal Over Nitrite)和厭氧氨氧化工藝(ANAMMOX，Anaerobic Ammonium Oxidation)的聯(lián)合，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝的缺陷，被認(rèn)為是一個(gè)突破性的創(chuàng)新。該工藝對(duì)養(yǎng)殖廢水這類低C/N比高濃度含氮廢水具有高效脫氮作用，最為突出的優(yōu)點(diǎn)是不需要外加有機(jī)碳源，并且相對(duì)于傳統(tǒng)硝化-反硝化工藝節(jié)省了25%需氧量，從而降低了投資和運(yùn)行費(fèi)用，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

雖然，目前國內(nèi)外分別對(duì)UASB、SHRON、ANAMMOX均有一定研究，但對(duì)其組合工藝處理高濃度廢水鮮見報(bào)道。對(duì)于UASB工藝產(chǎn)甲烷的影響因素分析及厭氧氨化作用還存在巨大缺陷，制約了高濃度有機(jī)污水處理資源化的進(jìn)一步發(fā)展;國內(nèi)外對(duì)短程硝化反硝化的研究比較多，但對(duì)匹配厭氧氨氧化的亞硝化的相關(guān)研究較少，關(guān)于其系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響因素、周期內(nèi)各指標(biāo)的轉(zhuǎn)化規(guī)模等還不能最終確定，有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究;對(duì)于ANAMMOX工藝，國內(nèi)外研究取得了一定成果，但基本上全部采用的是實(shí)驗(yàn)室配水來進(jìn)行研究，同時(shí)對(duì)如何使這項(xiàng)技術(shù)走出試驗(yàn)室成功地應(yīng)用于實(shí)際污水處理領(lǐng)域，還需要進(jìn)行大量的研究，同時(shí)對(duì)于厭氧氨氧化的啟動(dòng)及優(yōu)化、除氨氮的作用機(jī)理、微生物學(xué)特性研究還很不完善，各生物系統(tǒng)內(nèi)的主導(dǎo)控制參數(shù)及最佳運(yùn)行參數(shù)尚未開展，組合工藝下各生物系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)力學(xué)模型均還沒有完全建立。

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