摘 要：養殖廢水主要由動（dòng）物尿液、糞便和養殖管理用水組成（chéng），含有高濃度（dù）的有機物、氮、磷和懸浮物，還包括構成鹽分的部分（fèn）元素。為了比較（jiào）清楚地了解迄今為止我國養殖廢水技術關鍵突（tū）破口（kǒu）以及（jí）實際應用中遇到的問題，本文在本領域（yù）組稿主（zhǔ）題之外額外歸納總結了養（yǎng）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（wū）染物內容，以（yǐ）及部分技術領域的進展。*後對養殖廢水處理技術的研發和應用提出了建議。

       畜牧業（yè）是我國農業經濟的重要組成部分（fèn），然（rán）而隨著畜牧業機械化、規模化的迅速發展，產生了嚴峻的環保問題，其中養殖廢水是主要的汙染源之一。養殖廢水是高（gāo）濃度的（de）有機廢水，含有有機物、氮、磷和（hé）懸浮物，以及重金屬、抗生素、抗生素抗性基因和（hé）病原微生物等，如果得不（bú）到合適處理，會導致周邊環境生態的改變，威脅動物和人類健康[1-2]。目前，養殖廢水的處理模式（shì）主（zhǔ）要有兩種：一種是廢水深（shēn）度處理（達標排放）模式，主要應用於土（tǔ）地配套較少（shǎo）的南方養殖場，養殖廢（fèi）水經過固液分離、厭氧/好氧處理和深度處理後，達標排放或者回收利用；另一種是資源化利用（肥（féi）料化、能源（yuán）化（huà））處理模式，主要應用於土地（dì）配套較多的北方養殖場，廢水經（jīng）過（guò）沉澱、厭（yàn）氧發酵等無害化處（chù）理（lǐ）後，沼氣進行能源化利（lì）用，沼液進行農田資源化利（lì）用（yòng）。本文對我國規（guī）模養殖企業落實推進廢水處理的現狀、待突破的技術難題等進行了簡（jiǎn）要的歸納，以供從事生產、科（kē）研、管理工作的人員參考（kǎo）。

       1 養殖廢棄物在資源化利用與深度處理之間的徘徊

       養殖業廢水（shuǐ）處理仍然是近十年養（yǎng）殖行業（yè）環保*受關注、投入*大的領域。規模（mó）化養殖企業在處置養殖（zhí）廢棄物時必須在資源化利（lì）用和深度處理之中二選一。雖然近幾年一直倡導和鼓勵種養結合、廢棄物資源化利用，但由於種種原因，養殖廢水深度處理、達標排放或零排放仍然是許多養殖企（qǐ）業求生存所必需的。

       環保問題的解決與資源化利用是不（bú）完全等同（tóng）的概念，對於企業來說，解決（jué）環保問題至少*先要獲得環評許可（kě），然後按照環評要求采取措施處置廢棄物並達到要求；而合法合規、經濟有效的資（zī）源化利用，不是口頭上“變廢為（wéi）寶”那麽簡單，*先需要在經濟有效的半（bàn）徑範圍內擁（yōng）有足夠的土地資源配套（符合就地就近利用（yòng）原（yuán）則），更重要的是要“變寶”，即通過收獲物（wù）實現產業鏈後端的價值增加，如果收獲物（wù）隻是（shì）理論（lùn）上的產量，而（ér）沒有實現自（zì）身的利用或沒有轉（zhuǎn）變為市場（chǎng）價值，那資源化的可（kě）研報告會失真；資源化利（lì）用還（hái）要站在環保角度防止二次汙染（包括對水、土、氣）。當前我國（guó）養殖業廢棄物資（zī）源化（huà）利用推進難，還與以下因素有關：一是養殖業（yè）環評導則缺失（shī），相關標準（zhǔn）眾多，環評報告通常套用多個條文規章，各地執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利用前先要滿足《農田灌溉水質標準》（GB 5084—2005）等（děng）；二是由（yóu）於曆史原因，許多規模化養殖場周邊已（yǐ）不（bú）再擁（yōng）有足夠的配套土地（dì）資源。

       2 熱點汙（wū）染物的研究

       養殖廢水處理，除了針對現行環保要求的（de）指標[如化學需氧（yǎng）量（COD）、氨氮、總磷（TP）等]之外，近幾年研究（jiū）和實踐表明，有（yǒu）必要進一（yī）步關（guān）注以下汙染物：耐藥菌和耐藥基（jī）因（ARGs）、鹽分（鹽度）、總氮（TN），以及廢水處理過程中所產（chǎn）生的汙泥。汙泥是水處理過程中的正常產物（wù），由（yóu）於清糞模式的改變以及後端出水標準要求的提升，汙泥產量（liàng）普遍增（zēng）多；汙泥的處理（lǐ）難點在於其含水率高。許多研究表明，現行的水處理工藝，其（qí）末端出水盡管化（huà）學（xué）指標達標，但仍然存在（zài）耐藥菌和（hé）耐藥（yào）基（jī）因的環境風險（xiǎn）。鹽分的積累會對土壤、農作物產生危害，因此更要在資源化利用過（guò）程中加以（yǐ）防範。一些地方對養殖廢水總氮的排放（fàng）進行限製，現有技術水平下（xià）會大幅增加水處理的成本，顯著加重企業的負擔。

       3 重要技術領域的發展與突破

目前（qián）使用較普遍的養殖廢水處理工（gōng）藝包括厭氧生物處理、好氧生物（wù）處理、自然處理和深度處理技術，研發中的微藻（zǎo）、膜分離等處理技術，以及與後端水處理相關的養殖場清糞工藝等，已在本專刊（kān）的其他文章中專題闡述。本文僅針對厭氧氨氧化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化作扼要說明。

       3.1 厭氧氨氧化技術

厭氧氨氧化技（jì）術是一種新（xīn）型的厭氧生物處（chù）理技術，是（shì）在（zài）厭氧環（huán）境下厭氧氨氧化菌直接將氨氮和亞硝酸鹽轉化成氮氣的過程。厭（yàn）氧氨氧化技術的關（guān）鍵菌是厭氧氨氧化菌，其可以在厭（yàn）氧條件下，通過生物化學反應（yīng），將養殖廢水中（zhōng）的氨（ān）氮（dàn）轉（zhuǎn）化為氮氣，實現對氨氮的去除。因此，厭氧氨氧化技術是一種厭氧生物（wù）處（chù）理技術，也（yě）屬於同步硝（xiāo）化反（fǎn）硝化技術類型。由於厭氧氨氧化菌生長（zhǎng）緩慢，影響因素較多，因此，在生產中常使用固定床、活性汙（wū）泥（ní）床和膜生（shēng）物反應器等，增加厭氧氨氧化菌的截留量，並與其他處理技術結合，提高廢水處理（lǐ）效率和穩定性。厭（yàn）氧氨氧化（huà）技術具有高效、經濟（jì）等優點（diǎn），在養殖廢水脫氮方向具有較大的應用前景（jǐng），但存在（zài）啟動時間長、幹擾因素多等問題，需要進一步解決（jué）。在野外工作條件下，厭（yàn）氧氨氧化技術條件的摸索和調控能力還（hái）需要進一步突破。

       3.2 短程硝化反硝化技（jì）術

       缺（quē）氧好氧工（gōng）藝（Anoxi/oxic，A/O）主要通過設置缺氧池和好氧池分別實現反硝化（NH+4→NO2→NO3）和硝化反（fǎn）應（yīng）（NO3→NO2→N2），實現對廢水氨氮的去除。但研究（jiū）表明傳統硝（xiāo）化（huà）反硝化過程中會產（chǎn）生亞硝態氮（dàn）的累積現象[3]。為此，提出了短（duǎn）程（chéng）硝化（huà）反（fǎn）硝化的理論，通過促進氨氧化菌（亞硝酸菌）生長，抑（yì）製亞硝酸氧化菌（硝酸菌）的生（shēng）長，從而（ér）實現短程硝化反硝（xiāo）化的進程（NH+4→NO2→N2）。氨氧化菌（jun1）的生長周期短於亞硝（xiāo）酸氧化菌，其中泥齡、溫度、pH 和溶解氧等是影響氨氧化菌和亞硝酸氧化菌的主要因素。溫度大於28 ℃時利於氨氧化細菌生長，抑製亞硝酸氧（yǎng）化菌的生長；pH 在 8.0 附近也利於氨氧化菌積累；氨氧化細菌對低濃度（dù）溶解（jiě）氧的（de）親和力（lì）大於亞硝酸氧化菌[4-6]。理論上短程硝化反硝化縮短了反（fǎn）應（yīng）時間，節約了氧氣和碳源供應（yīng）量，同時降低了汙泥產量[7]。但在水處理設施運行過程中由於需要增加（jiā）汙泥排出，以降低泥齡，因而每日（rì）會產生大量的汙（wū）泥（ní）。此外，由於影響因素較多，其穩定性也需（xū）要進一步的（de）改進。

       3.3 同步硝化反（fǎn）硝化技術

       同步硝（xiāo）化反硝化技術通過控製生物池中溶解氧、pH 和溫度等參數，從（cóng）而實現硝化反應和反硝化反應同時（shí）進行，提高工藝對廢水的處理效率[8]。同步硝化反硝化機理包括宏觀環境理論（lùn）、微觀環境理論和微生物學（xué）理（lǐ）論[9]。宏觀（guān）環境（jìng）理論指控製反應器溶解氧的濃度和均勻度，創造硝化菌和反硝化菌都適宜生長的環境，使硝化和反硝化進程同步進行[10]。微觀環境理論指控製溶解氧濃度、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（mó）表麵和（hé）內層形成溶解氧梯度（dù），表麵好氧發生硝化反（fǎn）應，內層缺氧發生反硝化反應。微生物（wù）學理論指能同時進行硝化和反硝化的微生物的利用。研究表明環（huán）境中存在好（hǎo）氧反硝化菌和厭氧硝化菌，如厭氧氨氧（yǎng）化菌可直接把氨氮轉化成氮（dàn）氣[11]。

       除上述技術之外，廢水處理過程高效微（wēi）生物的研發與應用、厭氧過程產物抑製的控製（zhì）、發酵過程（chéng）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（guǎn）道堵塞、防控廢水處（chù）理過程臭氣滋生、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

       養殖場廢水處理技術包（bāo）括好氧生物處理、厭（yàn）氧生物處理、深度處理和自然處（chù）理等類型，其中A/O、上流式 厭 氧汙泥床（UASB）、升流式固體厭氧反應器（USR）、沼氣池、氧（yǎng）化塘、化學氧（yǎng）化和混凝（níng）等工藝（yì）技術均比較成（chéng）熟，並得到廣泛應用。每種處理方法都有其自（zì）身的優勢和限製，可以根據養殖場廢水特征以及當地政（zhèng）策等情況，選擇不同的技術組合，如（rú）廢水排放標準較高的養殖場可以選擇厭（yàn）氧+好氧+深度處理的技術組合，配套足（zú）夠土地的養殖場可以優先選擇厭氧處理（lǐ）技術對廢水進行無害化處理。此外，短（duǎn）程（chéng）硝化反硝（xiāo）化、同（tóng）步硝化反硝化、厭氧氨氧（yǎng）化、微藻處理及膜分離等一些新型（xíng）的（de）處理技術具有較高的應用前景，但其處理參數（shù）及穩定參（cān）數需要進一步的研究優化或戶外工程應用。

       隨著環（huán）保力度的加大，人們對養殖廢水處理技（jì）術的研究和（hé）應用提出了更高（gāo）的要求。研發新型廢水處理技（jì）術仍（réng）是未來的（de）研究（jiū）重（chóng）點，特別是對高效穩定、成本低廉的廢水處理技（jì）術有強烈的市場需求；對現有廢水處理技術的改進也是未來（lái）一（yī）段時間內的研究重點，如好氧或厭氧生物處理技術中功能微生物（wù）的開發、膜分離技術中高效（xiào）、耐用（yòng）膜的研發；同時，養殖廢水資源化和能源化是重要的研究方向，如養殖廢水資源化過（guò）程中的安全性評估、沼氣生（shēng）物能和生（shēng）物柴油等能源化利用技術研發，這對於養殖廢（fèi）水的安全處理（lǐ）及利用有重要參考（kǎo）意義。