摘 要：養殖（zhí）廢水主要由動物尿液、糞便和養殖（zhí）管理用水組成，含有高濃度的有機物、氮、磷和懸浮物，還包括構成鹽分的部分元素（sù）。為了比較清楚地（dì）了解迄今為止我國養殖廢水技術關鍵突破口（kǒu）以及實際應用中遇到的問題，本文在本領域組稿主題之外額外歸（guī）納總結了養殖廢棄物在資源化利用與深度處理之間的糾結、當前備受關注的汙染（rǎn）物內容，以及部分技術領域的（de）進（jìn）展。*後對養殖（zhí）廢水處理技術的（de）研發和應用提出了建議（yì）。

       畜（chù）牧業是我國農業經濟的重要組成（chéng）部分，然而（ér）隨著畜牧業機械化（huà）、規模化（huà）的迅速發展，產（chǎn）生了嚴峻的環保問題，其中養殖廢水是主要的汙染源（yuán）之一。養殖（zhí）廢水是（shì）高濃度的有機廢水，含有有機物、氮、磷（lín）和懸浮物，以及重（chóng）金屬、抗生素、抗生（shēng）素抗性基因（yīn）和病原微生物等，如果（guǒ）得（dé）不（bú）到合適處理，會導致周邊環境生態的（de）改變，威（wēi）脅動物和人類健康[1-2]。目前，養殖廢水的處理（lǐ）模式（shì）主要有兩種：一種是（shì）廢水深度處理（達標排放）模式，主要應用於土地配（pèi）套（tào）較少的南方養殖（zhí）場，養殖廢水經過固液分離（lí）、厭氧/好氧處理（lǐ）和深度處理後，達標排放或者回收利用；另一種是資源化（huà）利用（肥料化、能源化）處理模式，主要應用於土地配套（tào）較多的北方養殖場，廢水經過沉澱、厭氧發酵等無害化處理後，沼氣進行能源化利用，沼液進行農田（tián）資（zī）源化利（lì）用。本文對我國（guó）規模養（yǎng）殖企業落實推進廢水處理（lǐ）的現狀、待突破的技術難題等進行了簡要的歸納，以供從事生產、科研（yán）、管（guǎn）理工作的人員參考。

       1 養殖廢棄物在資（zī）源化利用（yòng）與深（shēn）度處理之間的（de）徘徊

       養殖業廢水處理仍然是近十年（nián）養（yǎng）殖行業環保*受關注、投入*大的領域（yù）。規模化養殖企業在處（chù）置養殖廢棄物（wù）時必須在資源化利用和深度處理之（zhī）中二選一。雖然近幾年一直倡導和鼓勵（lì）種養（yǎng）結合、廢棄物資源化利用，但由於（yú）種種原因，養殖廢水（shuǐ）深度處理、達標排放或零排放仍然是許多（duō）養殖企業求生存（cún）所必需的。

       環保問題的解（jiě）決與資源化利用（yòng）是不完全等同的概念，對於企業來說，解決環保問題至少（shǎo）*先要獲得環評許可，然後按照環評要求采取措施處置廢棄物並（bìng）達到要求；而合法合（hé）規、經濟（jì）有效的資源化利用，不是口頭上“變廢為寶”那（nà）麽簡單，*先需要在經濟有效的半徑範圍內擁（yōng）有足夠的土地資源配套（符合就地就近（jìn）利用原則），更重要的是（shì）要“變寶”，即通過收獲物實現產業鏈後（hòu）端的價（jià）值增加，如果收獲物隻是理論上的產量，而沒有實現（xiàn）自身的利用（yòng）或（huò）沒有轉變為（wéi）市場價值，那資源化的可研報告會失（shī）真；資源化利用還要站在環保角度防止二次汙染（rǎn）（包括對水、土、氣）。當前我國養殖業廢棄物資源化利用推進（jìn）難（nán），還與（yǔ）以下因素有關：一是養殖業環評導則缺失，相關標準眾多，環評報告通常套用多個條文規（guī）章，各地執（zhí）行資源化利用的標準不一，如多數地方要求養殖廢水資源化（huà）利用前先要滿足《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2005）等；二（èr）是由於曆史原因，許多規（guī）模化養殖場周邊（biān）已不再擁有足夠的配套土地資源。

       2 熱點（diǎn）汙染物的研究

       養殖（zhí）廢（fèi）水處理，除了針對現行（háng）環保要（yào）求的指標[如化學需（xū）氧量（COD）、氨氮、總磷（TP）等]之外（wài），近（jìn）幾年研（yán）究和實踐表（biǎo）明（míng），有（yǒu）必要進一步關注以下汙染物：耐藥菌和耐藥（yào）基因（ARGs）、鹽分（鹽度）、總（zǒng）氮（TN），以及廢水處理過程中所（suǒ）產生（shēng）的汙泥。汙泥是水處理過程中的正常產物，由於（yú）清糞模式（shì）的改變以及後端出水標準（zhǔn）要（yào）求的提升，汙泥產量普遍增（zēng）多；汙泥的處理難點在於其含（hán）水率高。許多研究（jiū）表明，現行的水處理（lǐ）工藝，其末端（duān）出水盡管化學指標（biāo）達標，但（dàn）仍然（rán）存在耐藥菌和耐藥基因的環境風險。鹽（yán）分（fèn）的積累會對土壤、農作物產生危害，因此更要在資源化利（lì）用過程中加以防範。一些地方對養殖廢水（shuǐ）總氮的排放進（jìn）行限製，現有技術水平下會大幅增加水處理（lǐ）的成本，顯著加重企業的負擔。

       3 重要技術領域的發展與突破

目前使用較普遍的養殖廢水處理（lǐ）工藝包括厭氧生物處理、好氧生物處理、自然處理和深度處理技術，研發中的微藻、膜分離等處理（lǐ）技術，以及與後端水處理相關的養殖（zhí）場清（qīng）糞（fèn）工藝等，已在本專刊（kān）的其（qí）他文章中專題闡述。本文僅針（zhēn）對厭氧氨氧化、同步硝化反硝化、短（duǎn）程硝化（huà）反硝化作扼（è）要說明。

       3.1 厭氧氨氧化技術

厭氧氨氧化技術（shù）是一種（zhǒng）新型的厭氧生物處理技術，是在（zài）厭氧環境下厭氧氨氧化菌直接將氨氮和亞硝酸鹽轉化（huà）成氮氣的過程（chéng）。厭氧氨氧化技（jì）術的關鍵菌是厭氧氨氧（yǎng）化菌（jun1），其可以在厭氧（yǎng）條件下，通過生物化學反應，將養殖廢水中的氨氮轉化為氮氣，實現對氨氮的（de）去除。因此，厭氧氨氧化技術是一種厭氧生物處理技術（shù），也屬於同步硝（xiāo）化反硝化技術類型。由於厭氧氨氧化菌生長緩慢，影響（xiǎng）因素較多，因此，在生產中常使用固定床、活性（xìng）汙（wū）泥床和膜生物反應器等，增加厭氧氨氧化菌（jun1）的截留量，並與其他處（chù）理技（jì）術結合，提高廢水處理效率和穩定性（xìng）。厭氧氨（ān）氧化技術具有高效（xiào）、經（jīng）濟等優點，在養殖（zhí）廢水脫氮方（fāng）向具有較大的應用前景，但存（cún）在啟動時間（jiān）長、幹擾因素多等（děng）問題，需要進一步解（jiě）決。在野外工作條件下，厭氧氨氧化技術條件的摸索和調控能力（lì）還需要進一步突破。

       3.2 短（duǎn）程硝化反硝化技術

       缺氧好氧工藝（Anoxi/oxic，A/O）主要通過設置缺氧池和好氧池分別實現反（fǎn）硝化（NH+4→NO2→NO3）和硝化反應（NO3→NO2→N2），實現對廢水氨氮的去除。但研究（jiū）表明傳統硝化反硝化過程中（zhōng）會產生亞硝態氮的累積現象[3]。為此，提出了短程硝化反硝化（huà）的理論，通過促進氨氧化菌（亞硝酸菌）生長，抑製亞硝酸（suān）氧化（huà）菌（硝酸菌）的生長，從而實現（xiàn）短程硝（xiāo）化反硝化（huà）的（de）進程（NH+4→NO2→N2）。氨氧化菌的生長周期短於亞硝酸氧化菌，其中泥齡（líng）、溫度、pH 和溶解氧等是影響氨（ān）氧化菌（jun1）和亞（yà）硝酸氧化菌的主要因素。溫度大於28 ℃時（shí）利於氨氧化細菌生（shēng）長，抑製（zhì）亞硝酸氧化菌的生長（zhǎng）；pH 在 8.0 附近也利於氨氧化菌積累；氨氧化細菌對（duì）低濃度溶解氧（yǎng）的親和力大於亞（yà）硝酸氧化菌[4-6]。理論上短程硝化反硝化縮短了反應時間，節約了氧氣（qì）和碳源供應量，同時降低了汙泥產量[7]。但在水（shuǐ）處理設施運（yùn）行過程（chéng）中由於需要增加汙泥排（pái）出，以降低泥齡，因（yīn）而每日會產生大量的汙泥。此外，由於影響因素較多，其穩定（dìng）性也需要（yào）進一步的改進。

       3.3 同步硝化反硝化技術

       同步硝化反硝（xiāo）化技術通（tōng）過控製生物池中溶解（jiě）氧、pH 和溫度等參數（shù），從而實現硝化反應和反硝化反應同時進行，提高工藝對廢水的（de）處理效率[8]。同（tóng）步硝化反硝化機理包括宏觀環境理（lǐ）論、微觀環境理（lǐ）論（lùn）和微生物學理論[9]。宏觀環境理論指控製反應器溶解氧（yǎng）的濃度和均勻度，創造硝化菌和反硝化（huà）菌都適宜生長的環境，使硝化和反硝化進程同步進行[10]。微觀環境（jìng）理（lǐ）論指（zhǐ）控製溶解（jiě）氧濃度、活性汙泥顆粒（lì）大小和生物膜厚度等參（cān）數，在活性汙泥顆粒和生物膜表麵和內層形成溶（róng）解氧梯度，表麵好氧發生（shēng）硝化反應，內層缺氧發生反硝化反應。微生物學理論（lùn）指能同時進行硝化（huà）和反硝化的（de）微生物的利用。研究表明環境中存在好氧（yǎng）反硝化菌和厭氧硝（xiāo）化菌，如（rú）厭氧氨氧化菌可直接把（bǎ）氨氮轉化成（chéng）氮（dàn）氣[11]。

       除上（shàng）述技術之外，廢水處理過程高效微生物（wù）的研發與應（yīng）用（yòng）、厭（yàn）氧過程產物抑製的控製、發酵過程條件的優化與自動化調控、破解磷結晶造成廢水處理係統管道堵塞、防控廢水處理過程臭氣滋生（shēng）、擴散以及防滲等技術的突破將有助於風險控製和降本增效。

       4 小結與展望

       養殖場廢水（shuǐ）處理技術包括好氧生物處理、厭氧生物處理、深度處（chù）理和自然處理等類型，其中A/O、上流式 厭 氧汙泥床（UASB）、升流式固（gù）體（tǐ）厭氧（yǎng）反（fǎn）應器（USR）、沼氣池、氧化塘、化學氧化和混凝（níng）等工藝技術（shù）均比較成熟，並得到廣泛應用。每種處理方法都有其自身的（de）優勢（shì）和限製，可以根據養（yǎng）殖場廢水特征以及當地政策（cè）等情況，選擇不（bú）同的（de）技術組合，如廢（fèi）水排放標準較高的養殖場可以選擇厭氧+好氧+深度處理的技術組合，配套足夠土地的養殖場可以（yǐ）優先（xiān）選擇（zé）厭氧處理技術對廢水進行無害化處理。此（cǐ）外（wài），短程硝化（huà）反硝化、同步硝化反硝（xiāo）化、厭氧氨氧化、微藻處（chù）理及膜分離等（děng）一些新型的處理（lǐ）技術具有較高的應用前景，但其處理參數及穩定參數需要進一步的研究優化或戶外工程應用。

       隨著環保力度的加大，人們對養殖廢水處理技術的研究和應用提出了更高的要求。研發新型廢水處理技術仍是未來的研究重（chóng）點（diǎn），特別（bié）是對高效穩定（dìng）、成本低廉的廢水處（chù）理（lǐ）技術有強（qiáng）烈的市場（chǎng）需求；對現有廢水處理技（jì）術的改進也是未來一段時（shí）間內的研究重（chóng）點，如好氧或厭氧生物處理技術中功（gōng）能微生（shēng）物的開發（fā）、膜（mó）分離技術中高效、耐用膜的研發；同時，養殖廢水資源化和（hé）能源（yuán）化是重要的研究方向，如養殖廢水資源化過（guò）程中的安全性（xìng）評估、沼（zhǎo）氣生物能和生物柴油等能源化利用技術研發，這對於養殖廢水的安全處理及利用有（yǒu）重要參（cān）考意義。