随着我国经济的发展、人民生活水平的提高，畜禽产品消费数量逐年上升，肉类、禽蛋和牛奶的消费量以平均每年近10%的速度增长，畜禽产品的需求越来越大。近年来养殖业快速发展，同时也带来了严重的污染。据统计，农村环境污染的70%来自畜禽养殖废水污染，有的污染已经深入到了地下水40m以下，特别是保护不到位、没有粪污处理意识的地区，因为养殖粪污导致了河流变黑，环境变恶劣，严重影响到了人们的生活，养殖业也不能持续健康发展。随着北京市农业结构调整和转型，限养区、禁养区的划定，如何在有限的资源条件下，做好养殖场粪污治理工作成为首要任务，这也是生猪养殖向规模化、无害化、绿色化方向转型发展的必然趋势。
一、集约化规模养猪场高浓度污水处理现状
20世纪80年代后期，我国畜禽养殖业得到了迅速发展，养殖规模、养殖方式和分布区域发生了巨大的变化。畜禽养殖方式由最初的散养逐渐转变为集约型、规模化养殖。近年来，规模化畜禽养殖业的环境污染问题日益突出。由于城市近郊无足够的土地消纳大量的畜禽粪便，加之监管不力，出现了畜禽粪便、污水随意丢弃、排放的现象，成为城镇周边地带和人口稠密地区环境的主要污染源，给大中城市带来了巨大的环境压力。
畜禽养殖业废弃物主要由病死动物尸体、固体粪便、尿水、冲圈水等组成。而粪便、尿水、冲圈水混合在一起形成大量高浓度、高氨氮、高悬浮物、处理难度较大的畜禽粪水，成为污染水体的重要污染源。据权威部门统计，我国每年产生畜禽粪污38亿吨,综合利用率不到60%，粪污治理问题越发紧迫。北京市畜牧业发展迅速，2014年全市生猪存栏量180万头、年出栏量305万头，养殖业废弃物中固体废弃物收集利用，无害化处理利用率较高，而污水无害化处理率相对较低。
粪便排泄物及污水中含有大量的氮、磷等有机物，悬浮物和微生物致病菌。污染物数量大而且集中，并且污水和固体粪便经常混杂在一起，给集中治理带来了较大难度。据调查，全国90%以上的规模化养殖场没有经过环境影响评价，80%的畜禽养殖场没有污水治理(处置)和综合利用设施，大量畜禽粪便污水未经处理就地排放或间接排入水体，造成了严重的环境污染。据估计，目前畜禽粪便中氮、磷的流失量约为化肥流失量的122%和132%。
畜禽养殖场特别是大规模养猪场废水处理难度很大，一是由于大多数猪场都是采用漏缝板式的栏舍，水冲式清粪，排水量大；二是冲洗栏舍的时间相对集中，冲击负荷很大；三是粪便和污水量大且集中，而农业生产是季节性的，周围农田无法全部消纳；四是废水固液混杂，有机质浓度较高，而且粘稠度很大。据相关数据表明：年出栏1万头育肥猪的猪场，每天产生的污水量为100吨；而饲养量为1000头的奶牛场，年产鲜粪尿1.1万吨；1个20万只的蛋鸡场，仅成年鸡每日就要产生鸡粪近50吨，如果加上相应的后备鸡，则全场鸡粪日产量可达近70吨。这些畜禽养殖场产生的污水排放到附近水沟，不同程度地污染了水体、空气和土壤，而富含大量有机物和氮、磷营养元素的污水，流入河流和湖泊，造成水体富营养化；渗入地下，使地下水中硝态氮、硬度和细菌总数超标。五是污水处理工艺复杂，涉及到粪污收集、格栅分离、固液分离、气浮分离、水解酸化、厌氧发酵、好氧发酵、消毒等工艺。六是机械装备数量多，涉及污水提升泵、污泥提升泵、污泥回流泵等泵200多台。七是污水厌氧发酵过程污泥驯化工艺难以掌握。污泥驯化需要根据水质来调节污水注入总量，同时还与温度、pH值、营养物质、菌剂种类等参数有关。
二、集约化规模养猪场高浓度污水处理存在的问题
1.政策管理执行难度较大 目前，尽管制定了《畜禽养殖污染防治管理办法》、《畜禽养殖业污染物排放标准》等规定、标准，但由于畜禽养殖业污染防治涉及农业、畜牧、环保、卫生等多个部门，行政主管部门之间存在职能交叉重复，使监督管理的力度减弱。同时，由于规模化畜禽饲养场的建设是各地作为市政府“菜篮子”工程的重要组成部分，对于保障城市副食品供应意义重大，不可简单地实施“关、停、并、转”，环保部门对其监督管理相当困难。因此，畜禽养殖业的污染防治与环境管理相当薄弱，执行难度较大。
2.污水治理投资少、缺乏实用的污水处理技术 从规模化禽畜养殖业粪尿治理投资情况来看，治理设施投资少，养殖企业环境保护意识薄弱，对投资兴建治理设施的重要性和必要性缺乏认识。同时，由于缺乏各种实用、低成本、处理效果好的畜禽粪污处理技术，尤其是治理污水的设施需要大量的资金投入，致使许多规模化养殖场治理设施不齐，污染问题未能得到有效解决。
3.农牧脱节，污水得不到充分利用 随着规模化畜禽养殖业的发展及畜禽养殖业向城市周边的转移，受畜禽粪便使用不方便、劳动强度大、见效慢、产品价值不能体现，加上目前种植业分户经营、劳动力不足等因素的影响，使畜禽粪便在种植业上利用率低，造成了严重的农牧脱节，最终导致了养殖业与种植业的分离，畜禽粪便这一宝贵的农业资源得不到及时利用和消纳。同时，由于化肥生产的发展，种地者逐渐用化肥取代了畜禽粪肥，也使畜禽粪便失去了应用价值。
三、集约化规模养猪场高浓度污水处理方法
污水处理基本方法有物理法、化学法、生物法，或几种方法组合使用来去除污水中的有害物质，按照水质状况及处理后出水的去向确定其处理程度，污水处理一般可分为一级、二级和三级处理。一级处理采用物理处理法，即用格栅、筛网、沉沙池、沉淀池、隔油池等构筑物，去除污水中的固体悬浮物、浮油，初步调整pH值，减轻污水的腐化程度。污水经一级处理后，一般达不到排放标准（BOD去除率仅25%～40%）。故通常为预处理阶段，以减轻后续处理工序的负荷和提高处理效果。二级处理是采用生物处理方法及某些化学方法来去除污水中的可降解有机物和部分胶体污染物。经过二级处理后，污水中BOD的去除率可达80%～90％，即BOD含量可低于30mg/L。经过二级处理后的污水，一般可达到农灌标准和污水排放标准，故二级处理是污水处理的主体。但经过二级处理的污水中还存留一定量的悬浮物、生物不能分解的溶解性有机物、溶解性无机物和氮磷等藻类增值营养物，并含有病毒和细菌。因而不能满足要求较高的排放标准，如处理后排入流量较小、稀释能力较差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自来水、工业用水和地下水的补给水源。三级处理是进一步去除二级处理未能去除的污染物，如磷、氮及生物难以降解的有机污染物、无机污染物、病原体等。污水的三级处理是在二级处理的基础上，进一步采用化学法（化学氧化、化学沉淀等）、物理化学法（吸附、离子交换、膜分离技术等）以除去某些特定污染物的一种“深度处理”方法。显然，污水的三级处理耗资巨大，但能充分利用水资源。
四、集约化规模养猪场高浓度污水处理工艺
1.自然处理工艺 自然处理工艺主要包括氧化塘、土地处理系统、污水灌溉系统和人工湿地等。
（1）氧化塘处理工艺 氧化塘又称为生物稳定塘，它是一种利用天然的或者人工整修过的池塘进行污水生物处理的方法。常用的稳定塘有兼性塘、好氧塘、厌氧塘、水生植物塘等。它对污水的净化过程和天然水体的自净过程相似。当污水在塘内停留较长时间时，其中含有的有机污染物就会被水中微生物的代谢活动降解，其中所需的溶解氧可以由藻类通过光合作用和塘面的复氧作用提供，也可以由人工曝气法提供。
（2）人工湿地处理工艺 人工湿地就是通过沉淀、吸附、阻隔、微生物同化分解、硝化、反硝化以及植物吸收等途径以去除废水中悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等物质。人工湿地技术实质上就是模拟和强化自然湿地功能的技术。在人工湿地污水处理系统中，起净化作用的是植物、基质和微生物。
2.生化处理工艺 生化处理工艺主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧-好氧处理等不同处理组合工艺。另外还有11种变形工艺，如：活性污泥处理工艺、生物滤池处理工艺、生物转盘处理工艺、生物接触氧化处理工艺、SBR活性污泥处理工艺、氧化沟处理工艺、生物除磷工艺、生物脱氮工艺、吸附再生(接触稳定)工艺、连续进水周期循环延时曝气活性污泥工艺(ICEAS)、MBR膜生物处理工艺等。
3.光合细菌和EM制剂净化工艺 EM菌即指有效微生物菌群，而光合细菌就是其中有代表性的菌种，此外，EM菌还包括放线菌、醋酸杆菌、乳酸杆菌、酵母菌、芽抱杆菌等菌种。光合细菌和EM制剂在我国自20世纪90年代以来，作为一种具有特殊营养、促生长、抗病因子和高效率净化养殖污水及对环境和水产动物无毒无害的特殊细菌，在水处理和动物养殖等领域中被广泛应用。
五、集约化规模养猪场高浓度污水处理建议
1.科学规划 集约化规模养猪场高浓度污水处理首先要确定养殖品种、养殖工艺流程、污水总量、污水水质、污水使用方向、污水处理场地、污水处理排放条件；其次根据养殖场区建设情况进行污水处理场区设计规划，根据污水浓度制定合理的污水处理工艺，使污水处理实现真环保。
2. 合理布局 合理规划集约化规模养猪场布局，针对地方环境特点，对集约化规模养猪场的发展进行合理规划、合理布局，合理划定适养区、限养区、禁养区，确保生产与环境质量提高的协调发展。根据养殖阶段特点、饲料成份、污水养分决定种植业品种。通过农牧结合，以农养牧的方式来解决污水处理问题，使高浓度污水处理后得到真利用。
3.制定合理的污水机械化处理补贴 整合资源，增加集约化规模养猪场污水治理资金投入力度，建议在农机购置补贴资金中安排补助资金，用于集约化规模养猪场高浓度污水无害化处理，主要进行固液分离后的污水处理作业补助。污水处理成本主要由基建投资、设备投资、运行费用三个部分组成，每一环节成本都很高，企业难以承受。以万头商品猪场每天产生污水100m3测算，如实现达标排放前期投资需要450万元～500万元（不包括建筑物征地费用），后期运行费用70万元～100万元。通过政府污水处理作业补助政策的实施，使集约化规模养猪场高浓度污水实现真处理。
4.加强监管 联合环保部门将集约化规模养猪场纳入日常监管范围，使监管成为常态化，不断加大集约化规模养猪场污水处理监管力度。通过现代传感技术对污水排放量、进水COD、BOD等指标、出水COD、BOD等指标实现远程监测，确保高浓度污水处理设施设备正常有效运行，实现真监管。
5.加强宣传 加强集约化规模养猪场污水治理意识的宣传与教育，有利于形成全社会共同参与的防治和监督氛围。通过电视、网络、宣传栏、培训班等方式，大力宣传和推广集约化规模养猪场高浓度污水治理机械化技术，实现集约化规模养猪场的可持续发展。
