循環(huán)經(jīng)濟(jì)在畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理中的應(yīng)用

[摘要]遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、資源化、無害化”的原則，建立養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，提高畜產(chǎn)品品質(zhì)、解決養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境污染、保證養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]循環(huán)經(jīng)濟(jì)畜禽養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展

1畜禽養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀

隨著我國改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，大大地改善了市民的“菜籃子”，提高了人民群眾的生活水平[1]。但隨著養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，在大、中城市周邊建設(shè)了大批集約化畜禽專業(yè)養(yǎng)殖區(qū)、專業(yè)村和專業(yè)戶。在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量有機(jī)廢水(主要包括圈舍沖糞水、飲槽沖洗水、地面清潔用水、設(shè)備和設(shè)施清潔用水等)，而且處理利用率低，給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境帶來極大壓力。

畜禽養(yǎng)殖業(yè)由于其特有性質(zhì)及所處的地域(建在城郊或流域上游)等原因，沒有足夠的土地來消納它們排出大量的糞污;再加上用于糞污處理的資金不足和技術(shù)落后，還有對(duì)此污染的監(jiān)控管理及相關(guān)政策方面滯后于工業(yè)污染源等原因，50%的規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)缺乏完善必要的污染治理設(shè)施，導(dǎo)致水環(huán)境的污染。

2循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)模式

規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生和排放的廢棄物，既是嚴(yán)重的污染源，又是一種能被利用的資源。因此，針對(duì)尤溪縣規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)的污染治理狀況，其污染治理應(yīng)立足于豬糞便及污水的綜合利用，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“3R”原則，即“減量化、資源化、無害化”的原則，建立養(yǎng)殖生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。首先，從養(yǎng)殖場(chǎng)場(chǎng)區(qū)的布局、畜舍結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、日常操作管理等方面探索糞污產(chǎn)生量及排放量的最小化，實(shí)現(xiàn)糞污減量化原則。在養(yǎng)殖過程中，通過優(yōu)化飼料配方、提高飼養(yǎng)技術(shù)、改進(jìn)清糞工藝，建立畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)低投入、高產(chǎn)出的高效無公害畜產(chǎn)品清潔生產(chǎn)技術(shù)體系，這是提高畜產(chǎn)品品質(zhì)、解決養(yǎng)豬場(chǎng)環(huán)境污染、保證養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑[2]。最重要的是，執(zhí)行《畜禽養(yǎng)殖污染管理辦法》和《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)污水和廢渣采取經(jīng)濟(jì)高效的處理方法，盡可能降低污染對(duì)環(huán)境的影響。

養(yǎng)殖再生水灌溉為污水處理提供了一條經(jīng)濟(jì)而有效的解決途徑，也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了水肥資源，對(duì)于保護(hù)農(nóng)村水環(huán)境，緩解農(nóng)業(yè)水資源危機(jī)具有重要意義。與末端消極處理所需要的技術(shù)及其投入比較，生態(tài)系統(tǒng)食物鏈原理，構(gòu)建一個(gè)可以利用養(yǎng)豬廢物及其處理產(chǎn)物的系統(tǒng)，則養(yǎng)豬廢物就可以得到利用，還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)的產(chǎn)出。用生態(tài)修復(fù)技術(shù)從豬生產(chǎn)系統(tǒng)中提高N、P利用率，即回收的N、P以飼料形式再循環(huán)到豬生產(chǎn)系統(tǒng)中，從而減少N、P的排放，是當(dāng)前和將來養(yǎng)豬業(yè)污染綜合治理的重要途徑之一，具有很大潛力。

我國于2001年5月和12月，分別發(fā)布了《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》，開始規(guī)范畜禽養(yǎng)殖業(yè)排污行為，極大促進(jìn)了畜禽養(yǎng)殖廢水的處理與綜合利用。一些科研單位、大學(xué)等結(jié)合科研項(xiàng)目和實(shí)際需要對(duì)城市再生水灌溉進(jìn)行了深入的試驗(yàn)示范研究，其中對(duì)土壤——植物系統(tǒng)對(duì)再生水中有機(jī)污染物及金屬、非金屬元素的凈化作用，再生水灌溉對(duì)土壤、地下水、作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，以及再生水灌溉技術(shù)、土地生態(tài)污水處理技術(shù)等進(jìn)行了比較深入的研究，并取得許多有益成果[3]。

3工程實(shí)例

3.1 項(xiàng)目背景

位于福建水口水電站庫區(qū)重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)之一的某鎮(zhèn)，林木、水產(chǎn)和礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分廣闊的前景。以生豬養(yǎng)殖為主的畜牧業(yè)發(fā)展迅速，養(yǎng)豬存欄數(shù)超過200頭以上的共76戶，存欄規(guī)模約40000頭。

為了最大限度地高效利用資源和能源，減少污染物排放，實(shí)施了該鎮(zhèn)內(nèi)的流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)工程方案。力圖實(shí)現(xiàn)流域內(nèi)的各養(yǎng)殖戶采用干清糞和雨污分流，污水進(jìn)行集中處理，沼液全部用于灌溉，沼氣得到回收利用，糞便用于生產(chǎn)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)污染物零排放。

污水濃度CODCr約為15000～18000mg/L，TS約為2%，氨氮約為1000～1200mg/L。每年產(chǎn)生干豬糞為約6000噸。

3.2 工藝設(shè)計(jì)

目前，國內(nèi)外較為成熟的養(yǎng)豬污水方法主要有:生態(tài)處理與利用工程結(jié)合法、厭氧好氧聯(lián)合處理法、厭氧處理與農(nóng)業(yè)利用相結(jié)合法等。其經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較見表1。

表1養(yǎng)豬污水處理方法經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較表

項(xiàng)目?jī)?nèi)容處理技術(shù)

氧化塘常規(guī)灌溉

適應(yīng)性有較大的空地沒有特殊要求必須有相應(yīng)的耕地和作物

技術(shù)可靠可靠很可靠不可靠，與作物有關(guān)

占地較大較小較小，利用現(xiàn)成的耕地

處理工藝工藝、設(shè)備及操作簡(jiǎn)單，受氣候影響大工藝設(shè)備復(fù)雜，操作管理要求高，能夠全天候運(yùn)行工藝簡(jiǎn)單，但需要一定品種的作物，受灌溉時(shí)間和氣候影響大

最終處置無污泥需處理無

產(chǎn)品市場(chǎng)有沼氣回收有沼氣回收和有機(jī)肥回收經(jīng)濟(jì)效益好有沼氣回收

投資與管理費(fèi)用1.單位投資:0.4萬元/噸

2.運(yùn)行成本:0.5元/噸1.單位投資:0.5萬元/噸

2.運(yùn)行成本:1.2元/噸1.單位投資:0.3萬元/噸

2.運(yùn)行成本:0.2元/噸

根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，采用常規(guī)工藝與生態(tài)處理相結(jié)合的工藝。流程見下圖:

圖1處理工藝流程圖

處理的過程主要分為五個(gè)單元，做到既回收生物能源(糞渣無害化處理制成有機(jī)肥和沼氣利用)，又可將處理后的污水直接引入山林灌溉、蔬菜種植、水田灌溉、魚塘養(yǎng)魚，達(dá)到污水綜合利用的目標(biāo)。其中第一單元為前處理、第二單元為厭氧發(fā)酵、第三單元為污水綜合利用和好氧處理、第四單元為沼氣利用、第五單元為固體廢物綜合利用。

前處理采用禽畜糞污全自動(dòng)高效固液分離機(jī)系列產(chǎn)品。對(duì)污染物的去除效率為COD:30%~50%;TS:70%~80%;氨氮:10%～30%。預(yù)處理后污水水質(zhì)為CODCr約為12000mg/L，TS約為0.5%，氨氮約為1000mg/L。

厭氧發(fā)酵采用普通厭氧池改進(jìn)型厭氧接觸消化工藝。厭氧過程采用紅泥塑料厭氧生物接觸床，該項(xiàng)技術(shù)工藝是利用紅泥塑料吸熱、保溫的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中采用較低的有效水深，便于熱輻射，在我國南方冬季也能得到較高的發(fā)酵溫度，夏季更佳。采用紅泥塑料厭氧反應(yīng)器的沼氣產(chǎn)氣率高，有機(jī)質(zhì)降解效果穩(wěn)定，并且具有抗腐蝕、耐用、維修方便等特點(diǎn)。另設(shè)置沼氣罐。厭氧處理對(duì)污染物的去除效率為COD:70%~80%;處理后污水水質(zhì)為CODCr約為3000mg/L，氨氮按COD去除量的5%計(jì)算，氨氮剩余濃度約為550mg/L。

綜合利用好氧處理沼液，首先考慮采用土地處理法，在土地?zé)o法消納時(shí)采用既去除COD同時(shí)又能處理氨氮的工藝SBR，SBR(Sequencing Batch Reactor)稱為序批式活性污泥法或間歇曝氣活性污泥工藝，擬采用SBR改進(jìn)型的CASS工藝。該系統(tǒng)主要包括沼液灌溉所需的管網(wǎng)和噴灌系統(tǒng)，剩余沼液的好氧處理系統(tǒng)。

沼氣的利用主要是作為燃料使用，可用來發(fā)電、生產(chǎn)和生活用氣。若采用生活用氣只需考慮鋪設(shè)沼氣管，但考慮到該流域養(yǎng)殖戶較分散，出于安全和輸送方便考慮，擬采用發(fā)電方式。

本工程在預(yù)處理、發(fā)酵和好氧處理等過程都會(huì)產(chǎn)生固體廢物，建設(shè)一個(gè)干化場(chǎng)進(jìn)行處理，有效面積為500m2。經(jīng)干化后的固體廢物(沼渣及干糞)作為生產(chǎn)原料生產(chǎn)生物有機(jī)肥。

3.3 試運(yùn)行效果與環(huán)境效益分析

目前，該流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)工程已基本完成建設(shè)，正處于試運(yùn)行調(diào)試階段。從當(dāng)前試運(yùn)行的結(jié)果來看，污水處理效果較好。處理后COD在300～400mg/L之間，氨氮約80mg/L。接近于預(yù)期效果要求的處理后污水水質(zhì)為CODCr約為300mg/L，氨氮約為50mg/L。

該區(qū)畜禽養(yǎng)殖廢水全部收納于污水處理系統(tǒng)并正常運(yùn)行后，每年可減少COD排放量約4500噸，氨氮300噸，此時(shí)流域污染得到大量消減，流域水質(zhì)將得到明顯改善，大大減輕閩江流域的污染，對(duì)該地區(qū)的畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展起示范作用。沼氣可為場(chǎng)內(nèi)職工提供做飯、洗澡、(下轉(zhuǎn)第67頁)

照明等方便，不僅節(jié)省電力，還有利于保護(hù)森林。沼液、沼渣可給牧草、果樹施肥，還可做為魚飼料，不僅節(jié)約肥料及飼料的成本還可改良土壤結(jié)構(gòu)，減少化肥對(duì)環(huán)境的污染。

4結(jié)語

由于養(yǎng)殖廢水中有機(jī)物濃度大，N、P含量高，還含有重金屬、有機(jī)污染物以及病原體等，直接用于農(nóng)田灌溉還存在著很多問題，包括可能引起的次生污染問題、衛(wèi)生和健康問題以及存在的時(shí)空矛盾問題。

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽污水處理后達(dá)標(biāo)排放或以回用為最

目標(biāo)。處理污水投資和運(yùn)行成本較高，對(duì)于利潤較低的養(yǎng)殖戶來說很難承受，采用該處理模式的比例很低。養(yǎng)殖廢水(包括集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖等產(chǎn)生的廢水)低成本低能耗預(yù)處理技術(shù)和穩(wěn)定儲(chǔ)存技術(shù)需進(jìn)一步研究和完善。

參考文獻(xiàn):

[1] 王凱軍.畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)與政策[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2] 張美欽.循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式在尤溪縣豬場(chǎng)廢棄物處理中的應(yīng)用[J].福建農(nóng)業(yè)科技 2006，(3):90~92.

[3] 國家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料科學(xué)部.水利科學(xué)與海洋工程[M].北京:科學(xué)出版社，2007.

終