畜禽规模养殖污染防治技术

□刘双苗玉涛韦伟刘燕范志刚刘建辉窦炳军王红（河北省畜牧站）

畜禽规模养殖污染防治技术

□刘双苗玉涛韦伟刘燕范志刚刘建辉窦炳军王红（河北省畜牧站）

（接上期）

4.4.1.4沉淀池

沉淀池以平流和竖流式的沉淀池应用最多。新鲜的畜禽污水有比较好的沉淀性能。但由于猪污水厌氧发酵速度快，特别是在夏天气温较高时，沉于底部的粪渣如不及时清理，因厌氧发酵产生沼气，将粪渣一起带上至表面，形成表面浮渣层。养殖污水处理中常用平流式沉淀池，一般畜禽污水水力停留时间为 1～3小时，总高不宜大于5米，有效水深2～4米。沉淀池应设排渣管道或采用机械排泥方式。通常情况下规模养殖场 （生猪存栏10000头以下）采用人工排渣。平流沉淀池比较适用于“能源环保”型工程，每天处理养殖污水100吨，建15～20立方米沉淀池，按砖混结构估算，建池费用为0.5～0.65万元。机械排渣仅用于大型养殖场，其设备投资大，总投资为17万元左右。

4.4.2厌氧处理技术

厌氧处理技术部分见4.3。

4.4.3好氧处理技术

好氧处理技术就是在有氧的条件下，借助好氧微生物和兼氧微生物的代谢作用，将污水中部分有机物氧化分解为简单的无机物，如二氧化碳、氮气、硝酸盐氮等，并释放能量，而把另一部分有机物代谢合成新的细胞物质 （原生质），从而微生物不断生长繁殖，产生更多的微生物（也就是污水处理中形成的剩余污泥）。根据曝气方式、污泥在反应器中的存在状态以及运转方式，好氧处理工艺主要有完全混合活性污泥法、序批活性污泥法（SBR）、接触氧化法等，一般需要专业设计，运行管理要求较高。

4.4.3.1完全混合活性污泥法

完全混合活性污泥法工艺是一种人工好氧生化处理技术。污水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，通过曝气污水中的悬浮胶状物质被吸附，可溶性有机物被微生物代谢转化为生物细胞，并被氧化成为二氧化碳等最终产物。曝气池混合液在二次沉淀池内进行分离，上层出水排放，污泥部分返回曝气池，剩余污泥由系统排出。完全混合活性污泥法停留时间一般4～12天，污泥回流比通常为20%～30%。BOD5有机负荷率一般为 0.3～0.8千克/（立方米·天），污泥龄2～4天。

完全混合活性污泥法工艺的特点是：承受冲击负荷的能力强，投资与运行费用低，便于运行管理。缺点：易引起污泥膨胀，出水水质一般。该技术适用于中小型养殖场污水处理。

4.4.3.2序批活性污泥法（SBR）

序批活性污泥法是集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统的一种处理工艺。序批活性污泥法停留时间一般为20～50天，污泥回流比通常为30%～50%。BOD5有机负荷率通常为 0.13～0.3千克/（立方米·天），污泥龄5～15天。

该工艺可有效去除有机污染物，工艺流程简单，占地少，管理方便，投资与运行费用较低，出水水质较好。适用于大中型养殖场污水处理。

4.4.3.3接触氧化法

生物接触氧化法也称淹没式生物滤池，其在反应器内设置填料，经过充氧的污水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜生物的作用下，污水得到净化。接触氧化工艺停留时间通常为 2～12天，BOD5有机负荷率通常为1.0～1.8千克/（立方米·天）。

生物接触氧化法具有体积负荷高，处理时间短，占地面积小，生物活性高，微生物浓度较高，污泥产量低，不需污泥回流，出水水质好，动力消耗低等优点；但由于生物膜较厚，脱落的生物膜易堵塞填料，生物膜大块脱落时易影响出水水质。该技术适用于大中型养殖场养殖污水处理。

4.4.4后处理技术

对于养殖污水处理而言，后处理即进一步去除N、P等营养性污染物的过程，处理中通常采用自然处理方法，如人工湿地、氧化塘等。畜禽养殖污水处理而言，要达标排放，必须经过后处理，而当前经济上可行、技术上稳定的后处理技术还是以人工湿地和氧化塘为主，其他后处理技术在畜禽养殖污水处理上应用还很少，且不成熟。人工湿地、氧化塘等自然处理系统不能用于处理高浓度的污水，因此，在养殖污水的处理中仅用于经厌氧、好氧处理后的污水进一步深度脱氮除磷，这些处理方式受土地条件、自然条件影响较大。

4.4.4.1人工湿地

人工湿地是为处理污水而人为设计建造的工程化的湿地系统。这种湿地系统是在一定长、宽比及地面坡度的洼地中，由于土壤和基质填料（如砾石等）混合组成填料床，污水在床体的填料缝隙或床的表面流动，并在床的表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、成长周期长、美观及具有经济价值的水生植物 （如芦苇等）。形成一个具有污水处理功能的独特的生态系统，故人工湿地也称为构筑湿地，国外更有人称之为生态滤地。人工湿地按污水在其中的流动方向可分为三种类型：表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。

潜流人工湿地如采用多个人工湿地单元时，独立单元面积不宜大于800平方米，垂直潜流人工湿地单元面积不宜大于1500平方米。潜流人工湿地的单元长度比宜控制在3︰1以下。对于长宽比小于1或不规则的潜流人工湿地，应考虑人工湿地均匀布水和集水的问题。规则的潜流人工湿地单元的长度宜为20～50米。不规则人工湿地，应考虑尽量减少死角。潜流人工湿地的深度应大于植物根系所能达到的最深处，保证人工湿地单元中植物的生长及必要的好氧条件。表面流人工湿地的水深宜控制在0.3～0.5米，潜流人工湿地水深宜控制在0.4～1.6米。

在严寒地区，进、出水管的设置必须考虑防冻措施，并在潜流人工湿地单元的进出水管上设置阀门，底部设放空阀。人工湿地可选择一种或几种植物搭配栽种，并根据环境条件和植物群落的特征，按一定比例在空间、时间分布安排。人工湿地植物的插植密度不得小于3株/平方米，潜流人工湿地植物的种植密度宜为9～25株/平方米。

4.4.4.2生物氧化塘

氧化塘是一种依靠微生物生化作用来降解水中污染物的天然池塘或经过一定人工修整的有机污水处理池塘。氧化塘处理是自然处理方法中的一种，一个氧化塘就是一个小型污水处理厂。其处理污水的过程实质上是一个水体自净的过程。氧化塘的优点：在条件合适时 （如有可利用的旧河道、河滩、沼泽、山谷及无农业利用价值的荒地等），氧化塘系统的基建投资少；运行管理简单、耗能少，运行管理费用约为传统人工处理厂的1/5～1/3；可进行综合利用，如养殖水生动物，形成多级食物网的复合生态系统。在一定条件下，氧化塘污水可回用进行畜舍冲洗或灌溉，对污水资源进行利用，实现污水资源化，如使用得当，会产生明显的经济效益、环境效益和社会效益。因此在附近有废弃的沟塘、滩涂可供利用且能满足净化要求的前提下，应尽量考虑采用此类方法。但氧化塘处理工艺也存在着一些缺点，除占地面积大、可净化效率相对较低以外，氧化塘结构设计不合理或管理不善可造成空气污染、剩余污泥堆积，或地下水和地表水污染。在应用中必须考虑对地下水的影响，如可能存在对地下水的影响则必须对氧化塘作防渗处理。

好氧塘体积一般为每天排水量的100～200倍，采用矩形塘，长宽比不应小于3︰1～4︰1。堤坝宜采用不易渗透的材料建筑，土坝应用不易渗透材料作心墙或斜墙。土坝的顶宽不宜小于2米，石堤和混凝土堤顶宽不应小于0.8米。当塘底原土渗透系数值大于0.2米/天时，应采取防渗措施，如采用黏土层或者聚乙烯膜等建筑工程防水材料防渗。选种的水生植物应具有良好的净水效果和耐污能力，易于收获和有较高的利用价值，可选种浮水植物、挺水植物和沉水植物。

适用条件：因氧化塘占地多，当地需有可供氧化塘使用的土地，最好是可找到无农业利用价值的荒地，地价较便宜；当地的气候适于氧化塘的运行，气温适于塘中的生物生长和代谢，使污染物质的去除率高，从而可减少占地面积，降低投资；应考虑日照条件及风力等气候条件；兼性塘和好氧塘需要光能以供给藻类进行光合作用，适当的风速和风向有利于塘水的混合。

生动物中皆含有丰富的天然虾青素，未发现有不良反应等症状，另外美国Aquasearch公司对2组健康成年人每天分别以19.25毫克和3.85毫克剂量服用雨生红球藻粉补充虾青素进行了系统的人体安全性试验，结果表明，口服富含天然虾青素的雨生红球藻藻粉对人体无致病效应或毒副作用。但化学合成虾青素，由于产品中还含有大量的顺式异构体，合成过程可能被其他有害物质污染，其生物利用安全性降低，因此化学合成的虾青素在食品、饲料上的应用受到很大的限制。

5　虾青素在家禽生产中的应用

虾青素具有极强的着色、抗氧化等生物学功能，国内、外已广泛应用于水产养殖业，在家禽养殖业应用报道相对较少，随着人们生活水平的提高、健康意识的增强，对家禽产品的要求不再只是产量的提高，还从色泽、风味甚至保健功能等方面对家禽产品提出了新的更高的要求。虾青素是类胡萝卜素合成的终点，它进入动物体后可以与肌红蛋白非特异性结合，不经修饰或生化转化而直接贮存沉积在组织中。研究表明，虾青素作为功能性饲料添加剂添加到蛋鸡饲料中，可以增强蛋鸡体质，提高产蛋量、孵化率、加深蛋黄色泽，还能促进雏鸡生长，提高饲料利用率；蛋禽食用了富含虾青素的食物后，虾青素可积累于蛋黄中，使蛋黄的颜色加深、营养更丰富；肉禽饲喂添加了虾青素后，皮肤、脚、喙呈现出金黄色，且禽肉风味得到改善，李新杰等研究表明，天然虾青素可以改善鸭肉感观、肉质和贮藏稳定性，大大提高禽蛋、禽肉的商品价值。在蛋鸡、蛋鸭饲粮中，添加虾青素，可以取代饲料中禁用的苏丹红Ⅳ（sudanⅣ），获得安全高品质的红心蛋。

虾青素作为营养物质还可以促进家禽的生长和生产，蛋鸡饲料中添加虾青素可以提高产蛋率、孵化率、延长鸡蛋的贮藏期、提高机体防御能力，如增强对沙门氏菌感染的抵抗力；肉鸡饲料中添加虾青素可以提高鸡的生长速度，增加胸肌重量，提高饲料利用率，降低卵黄性腹膜炎引起的死亡率。

因此，鸡、鸭等家禽食用了含有天然虾青素的饲料后，虾青素可以很好的富集在禽蛋、禽肉中，不仅改善其色泽、风味、增加其营养价值和保健功能，还可促进家禽的生长和生产。此外，在饲料中加入虾青素还可以保护饲料中的还原成分减少营养损失，保持或提高饲料的品质。

6　发展前景

近年来，随着人们对虾青素生理功能认识的深入和对食品要求的提高，虾青素应用于家禽生产不仅仅是为了改善禽蛋、禽肉色泽，提高其营养，同时也是保留其生物学活性、生产富集虾青素保健鸡蛋的一个重要途径，虾青素在禽蛋中富集后，由于蛋壳和蛋黄的保护不容易被氧化，可以使不稳定的虾青素得到良好保存；另外，饲料中的虾青素经过蛋鸡机体的筛选作用，可以滤去或减少有害污染物，提高食用虾青素的安全性。目前，虾青素因具有多种重要而独特的保健功能特性，在国外常以新型功能性食品功效成分的身份，作为食品着色剂、抗氧化剂等提升食品品质，增强食品的感观，但虾青素很容易受氧、光、热等环境条件的影响而降低其功效。富集虾青素的鸡蛋可以作为人们食品中稳定虾青素的良好来源，鸡蛋又是人们日常生活中普遍食用的一种普通优质高蛋白食品，食用方便。

因此，虾青素作为一种具特殊功能的饲料添加剂，对家禽养殖业和食品工业的纵深发展起着积极的促进作用，利用虾青素开发功能性营养食品，将具有极好的应用前景和深远的现实意义。

7　结语

天然虾青素作为一种优良抗氧化剂有着广泛的生物学活性，在食品、家禽养殖业等领域有着广泛的应用前景，对于促进养禽业的纵深发展和农产品的深加工具有重要的现实意义。由于虾青素的结构特点，导致其非常容易被降解和氧化，且化学合成的虾青素存在安全性问题，因此，对虾青素稳定性的研究和天然虾青素的开发以及富集了虾青素的禽蛋和禽肉的保健功能将是今后研究的热点之一。

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