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生猪养殖废水沼液脱氮技术

生猪养殖业在我国经济发展中占有重要地位，然而，其产生的废

水处理问题亦日益凸显。废水中的高浓度悬浮物和有机污染物，主要

来源于猪尿、猪粪和冲栏水，这些污染物未经妥善处理，会对环境造

成严重污染。此外，废水中含有高浓度氨氮和总磷，这也是水质污染

的主要原因。

生猪养殖废水具有较高的生化性，厌氧生化技术是一种有效的方

法，可以显著削减废水中的有机污染物。这种技术具有高效、低廉和

适用性强等特点，因此在养殖废水中得到了广泛应用。然而，传统的

沼液还田处理方式存在一定问题。长期使用沼液灌溉农场，会导致周

边地表水受到不同程度的污染。在我国，由于土地资源有限，无法消

纳规模化生猪养殖沼液，因此，沼液必须进行深度处理。

虽然厌氧生化技术可以有效降低废水中的有机污染物，但对于氨

氮和总磷的去除效果较差。在厌氧微生物的作用下，有机污染物中的

有机氮和有机磷会转化为氨氮和磷酸盐，从而导致出水氨氮浓度升高。

经过厌氧处理后，废水中氨氮浓度可达900mg/L，甚至3200mg/L。过

高的氨氮浓度会抑制甲烷菌的生长，同时也会影响好氧微生物的生长，

进而导致出水水质恶化，无法达到排放标准。因此，如何有效降低废

水中的氨氮浓度，是保障废水处理达标的关键。

针对废水脱氮问题，目前主要有物化法和生物法两种工艺。物化

法包括氨吹脱、折点氯化工艺和磷酸铵镁沉淀工艺，而生物法主要包

括厌氧氨氧化、硝化一反硝化和人工湿地植物吸收。在实际工程应用

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中，需要从处理效果、运行成本等方面综合考虑，选择适合的脱氮工

艺。

本文将对脱氮工艺进行综述，分析各工艺的优缺点，以期为沼液

脱氮实际工程应用提供参考。首先，对各种脱氮工艺的基本原理进行

介绍；其次，对比分析各工艺在处理效果和运行成本方面的优劣；最

后，结合我国实际情况，探讨脱氮工艺在沼液处理中的应用前景。通

过本文的研究，旨在为我国生猪养殖废水处理提供有益借鉴，促进养

殖业的可持续发展。

1、物化法

1.1氨吹脱工艺

氨吹脱的本质是企业间不同形态氨的传质过程。在碱性环境下，

水中的NH3转化为游离氨并逸出，以达到去除废水氨氮的目的。此方

法操作简便，占地面积小，适用于处理高浓度氨氮废水。研究显示，

李武东等人采用气提法处理氨氮浓度为10000mg/L的冶金废水，去除

率可达10%～18%。张乐红等人使用吹脱塔处理氨氮浓度为20000mg/L

的铍冶炼废水，在pH=12.29、温度20℃的条件下，7小时氨氮去除

率高达95%。氨氮吹脱效率与pH值、温度和曝气量密切相关。单纯

曝气吹脱的最优pH值约为11，此时游离氨在氨氮中的占比可达90%。

在20-50℃的温度范围内，氨氮吹脱率与温度呈正比，然而，当温度

继续升高，吹脱率的增长则相对有限。因此，控制pH、温度和气液

比也是养殖废水氨吹脱的关键。隋倩雯等人试验处理氨氮浓度为

900mg/L的沼液，在pH为10.5，气液比为2000，30℃的条件下，吹

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脱率可达81.84%。张秀之通过升温吹脱，在温度75℃，气量800L/h

时氨氮去除率最高达91.2%。金要勇等人控制pH为11，气液比3000，

30℃下对沼液进行吹脱，氨氮去除率达85.5%。

然而，传统的氨吹脱工艺在调碱和加温过程中消耗大量药剂和能

耗，导致成本较高。因此，利用材料或装置组合进行吹脱的工艺也逐

渐得到应用。填料可以增大接触面积，提高氨氮吹脱效率。邹梦圆等

人分别采用空心多面球、鲍尔球和流化床填料研究氨吹脱效率，结果

显示，在pH值10.5，气液比2000，温度30℃的条件下，空心多面

球填料的沼液氨吹脱效率最高，达80.7%。此外，超声波与负压蒸发

结合吹脱也能取得良好效果。

1.2折点氯化工艺

折点氯化即在酸性条件下，向水中通入氯气，最后生成次氯酸根，

次氯酸跟与氨离子反应生成氮气的方式去除水氨氮。该工艺不受水温

影响，反应迅速。宋卫锋等在工程实践中得知，pH为中性条件下，

10mg左右氯气能去除1mg氨氮。可见折点氯化法对氯气的消耗量是

比较大的，而且，在不控制pH的情况下，水中容易残留有毒的含氯

副产物。此外，由于氯气以及氯气溶于水后生成的次氯酸根具有强氧