談污水排放導向廢物利用的技術運用

摘 要：本文就如何解決當前養(yǎng)豬企業(yè)的污水排放問題做簡單分析。文中介紹了國內幾種主流的污水處理方式，同時重點介紹了廈門國壽自主研發(fā)的沼氣加熱氣泡污水處理系統(tǒng)。對比幾種處理方法后，發(fā)現(xiàn)廈門國壽的模式更適合當下的養(yǎng)殖形式。因此沼氣加熱氣泡式污水處理系統(tǒng)是可以進行再規(guī)模化、集約化養(yǎng)殖企業(yè)進行技術推廣工作。

關鍵詞：污水；廢物利用；廈門國壽；沼氣加熱氣泡

中圖分類號：S815 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2014）10-0041-03

2013年11月份國務院辦公廳公布《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》，禁止在飲用水水源保護區(qū)、風景名勝區(qū)、自然保護區(qū)的核心區(qū)和緩沖區(qū)、城鎮(zhèn)居民區(qū)、文化教育科學研究區(qū)等人口集中區(qū)域內建設畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)，對違反條例條款的企業(yè)將處于重罰，該條例并于2014年1月1日開始實施。全國養(yǎng)豬業(yè)開始進入了轟轟烈烈的整治期，拆除、整治、改善、提升相結合。2014年9月1日國家發(fā)改委、財政部、環(huán)保部聯(lián)合下發(fā)《關于調整排污費征收標準等有關問題的通知》，決定到2015年6月底前，我國各?。▍^(qū)、市）污水、廢氣主要污染物排污費征收標準將翻一翻，廢氣中的SO2和氮氧化合物排污費由當量0.6元提升為1.2元，COD、氧氮和（鉛、汞、鉻、鎘、類金屬砷）五項重金屬指標排污費由當量0.7元提升為1.4元，同時實行差別化排污收費政策。

養(yǎng)豬業(yè)作為我國畜牧業(yè)發(fā)展主要部分，為全國GDP做出一定貢獻。當前形勢的養(yǎng)豬業(yè)無疑已經進入了規(guī)?；?、技術化、集約化的發(fā)展階段，作為污染物排放的一個大源頭，如何利用技術提高污水處理水平已是迫在眉睫，真正做到由污水治理導向廢物利用，由減碳減排轉向廢物零排放。

1 養(yǎng)豬業(yè)現(xiàn)狀

據國家統(tǒng)計局數(shù)據，2013年底我國能繁母豬存欄4 820萬頭，生豬存欄量47 411.26萬頭，生豬出欄71 560萬頭，產出5 493.03萬t豬肉，占肉類產出量的64.34 %，占全球總產量50.6 %。據國家統(tǒng)計局、農業(yè)部最新數(shù)據，2014年6月全國生豬存欄44 440萬頭，1～6月份累計出欄35 200萬頭，7月份能繁母豬存欄4 537萬頭，1～6月份豬肉產量2 705萬t。2012年全國年出欄500頭以上養(yǎng)殖場（戶）有25.56萬家，截止2013年其中75家已經確立為國家生豬核心育種場。據農業(yè)部發(fā)布的《全國農業(yè)和農村經濟發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》設定的生豬產業(yè)發(fā)展應占畜牧業(yè)的80 %，而2013年比重只有40.8 %，因此我國養(yǎng)豬業(yè)仍有較大的發(fā)展空間，因此2010年～2020年被業(yè)界者稱為“養(yǎng)豬業(yè)的黃金十年”[1]。

2 養(yǎng)殖場污水排放情況

隨著養(yǎng)豬企業(yè)向規(guī)?；⒓s化發(fā)展，養(yǎng)殖效率逐年提升，因飼養(yǎng)集中導致生豬糞便污水排放量激增而引發(fā)環(huán)境污染問題也日益突出[2]。一頭豬年產糞便污水2.5 t，一家年出欄萬頭的豬場日排放糞便污水70 t～100 t，那么該豬場一年就需要向外界排放出30 000 t糞便、污水等污物[3]。如果按照新頒布的排污費征收條例，那么就污水一項，該企業(yè)就需要上繳42 000元排污費用，同時造成周圍土壤、水源等環(huán)境造成嚴重的影響，相應養(yǎng)殖成本大幅度增加（還未考慮污物對豬間接副作用）。有調查稱就豬場一項BOD（生化需氧量）總量為人類糞尿BOD的11倍。據國家環(huán)境保護部發(fā)布的2012環(huán)境年報，2012年重點調查了全國135 614家規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場、9 426家規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖小區(qū)，發(fā)現(xiàn)就該項BOD、氨氮排放量分別為1 153.8萬t、80.6萬t，占全國BOD、氨氮排放量的47.6 %與31.8 %[4]。

養(yǎng)豬業(yè)污水、糞便的處理不當會引起疾病的發(fā)生，導致養(yǎng)殖企業(yè)的更大損失，如何使得企業(yè)經營者轉變養(yǎng)殖理念，實實在在做到由污物排放到減碳減排，再到廢物利用與零排放，這樣不僅能夠在處理好污物排放問題創(chuàng)造良好的養(yǎng)殖環(huán)境，同時還能夠變廢為寶，為企業(yè)創(chuàng)造收益。

3 主流污物排放處理技術

3.1 干濕分離模式

糞便與污水分別處理方式，主要為人工清糞，使用少量水沖洗，糞便污水還田、農、果做肥料，最終達到零排放。散戶多采用此種糞便處理方法，一般適用于年出欄 5 000頭以下的養(yǎng)殖小區(qū)，較為落后。該模式需要勞動力，同時周圍農田、果樹能夠消耗糞便污水。

3.2 厭氧發(fā)酵模式

使用尿泡糞或水泡糞技術，使得糞便與污水能夠充分的混勻，進入沼氣池經過8 d～21 d的厭氧發(fā)酵，后將沼渣與沼液一同排放入氧化塘等自然處理。此種模式比較適合年出欄萬頭以上，離城市較遠，氣溫較低，土地寬廣，有灘涂、魚塘、荒地、林地等的規(guī)?；B(yǎng)殖企業(yè)。

3.3 發(fā)酵床技術

使用一定比例混合秸稈、鋸末屑、稻殼粉和糞便（或泥土），并添加EM生態(tài)菌群，進行微生物發(fā)酵繁殖，形成一個微生態(tài)發(fā)酵床工廠，并以此作為豬圈的墊料。使豬糞、尿和墊料充分混合，通過發(fā)酵床的分解發(fā)酵，使豬糞、尿中的有機物質得到充分的分解和轉化，微生物以尚未消化的豬糞為食餌，繁殖滋生。隨著豬糞尿的處理，臭味也就沒有了。而同時繁殖生長的大量微生物又向生豬提供了無機物營養(yǎng)和菌體蛋白質被豬食用，從而相輔相成將豬舍墊料發(fā)酵床演變成微生態(tài)飼料加工廠，達到無臭、無味、無害化的目的，是一種無污染、無排放的、無臭氣的新型環(huán)保生態(tài)養(yǎng)豬技術。此種模式一般應用于年出欄5萬頭以上的大規(guī)模性養(yǎng)殖企業(yè)、集團，同時該模式需要較強的技術力量，需要定期翻發(fā)酵床，同時要求不能隨意在飼料中添加抗生素。管理不善極容易導致呼吸道疾病的發(fā)生。

4 廈門國壽首創(chuàng)沼氣加熱氣泡污水處理系統(tǒng)

廈門國壽種豬開發(fā)有限公司于2013年投資300萬元，結合北京科技大學、臺灣農科院、臺灣動物科技研究所等海峽兩岸技術力量合作研發(fā)了全國首創(chuàng)沼氣加熱氣泡污水處理系統(tǒng)。全套系統(tǒng)充分利用了“豬-沼-農”三位一體經濟模式架構，可分為生產糞便污水處理階段、綠色生態(tài)改善階段、有機物利用階段。

4.1 生產糞便污水處理階段

糞便污水經過地面溝渠、管道流入進料池，經過充分混合后，再通過污水泵抽取進入彎板過濾器，使用濾網為100目，去除100目以上的固體顆粒物，可大力降低廢水中COD、BOD濃度，低于100目的懸浮物在沉淀池進一步沉淀處理，這種方式又可以極大降低COD、BOD濃度。經強化預處理的沼液，進入沼氣袋內厭氧發(fā)酵21 d～30 d，在發(fā)酵過程中將會對沼氣袋間歇性加熱以及打入產出的沼氣，從而促進主要不產甲烷菌與產甲烷菌群的活性，加速對有機物的分解與沼氣的合成。經過厭氧發(fā)酵處理后的沼液進入曝氣池，24 h～48 h連續(xù)不間斷曝氣，增強好氧微生物分解有機物作用。處理后沼液進入沉淀池，分級沉淀后，進入下一階段（圖4）。

4.2 綠色生態(tài)改善階段

將處理后的廢水通過污水泵抽取進入生態(tài)砂石過濾人工濕地，進行物理、化學、生物作用三者協(xié)同處理。

（1） 物理作用，沉淀后污水經過10 cm的礫石層、80 cm石英石層、10 cm的污泥粗砂層、20 cm礫石層逐層過濾，并在最底層鋪設PE膜雙面土工布。

（2） 化學作用，含磷化學物與基質填料中反應、富集、沉淀。

（3） 生物作用，基質填料為微生物細菌提供了一個非常適合的環(huán)境，有機氮經氨化作用轉化為氨氮，在好氧菌作用下，氨氮經硝化作用轉變?yōu)橄跛猁}和亞硝酸鹽，然后再厭氧和有機碳源的條件下，經反硝化作用被還原為氮氣，釋放至空氣中。同時綠色植物強大根系中的固氮微生物進行固氮作用，葉子葉綠體進行光合作用。

經過逐層處理過后，進入生態(tài)儲蓄池，并在池中植入蓮花、荷花等植物，飼養(yǎng)青蛙、清道夫等動物。對生態(tài)儲蓄池水質進行指標檢測，經該污水處理系統(tǒng)處理后的水質指標遠超國家《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB18596-2001）排放標準 。

4.3 有機物利用階段

該系統(tǒng)竣工后，該污水處理系統(tǒng)能夠做到沼渣變綠色有機肥；沼氣做能源；沼液澆灌果樹等。實現(xiàn)日處理糞便污水200 t，日產沼氣840 m3，年產綠色有機新鮮植物與蔬菜 112 t，年產有機化肥經濟效益約415萬元。運行真正實現(xiàn)豬場糞便污水綠色、生態(tài)、環(huán)保、無害化與綜合利用。

5 結論

①我國每年產生糞便量約為17.3億 t，其中總氮含量就1 597萬t，總磷363萬t[5]。作為一個嚴重的環(huán)境污染源，如不經過無害化處理就排入周圍環(huán)境，在造成土壤、水源、空氣的污染同時，還危及畜禽與人員的生命健康[6]。規(guī)?；⒓s化成為現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向，正確處理好污物排放問題，才能在不損害自然資源情況下創(chuàng)造利益最大化。

②不同規(guī)模的養(yǎng)豬企業(yè)都需要有適合自身的一套污物處理模式，沼氣工程厭氧發(fā)酵技術是運用較早、較成熟的一種模式，沼氣利用可以追溯到公元前10世紀的亞述和公元前16世紀的波斯，而在我國最早可追溯到公元前1世紀的西漢，開鑿了人類的第一口沼氣井——臨邛火井[7]。發(fā)酵床技術最早模型是“柴草墊圈”養(yǎng)豬，后期經發(fā)展形成現(xiàn)階段經添加EM菌群適溫發(fā)酵后使用，但是由于發(fā)酵床的技術不夠完善以及技術要求較高，需要專人做墊料的護理，因此推廣上存在難度。

③廈門國壽首創(chuàng)的污物處理系統(tǒng)是結合傳統(tǒng)模式與現(xiàn)代模式，使用了沼氣袋、循環(huán)加熱系統(tǒng)、沼氣回沖系統(tǒng)構成的沼氣池，以及傳統(tǒng)的曝氣池、沉底池，同時增加了人工濕地垂直流生態(tài)濾床污水處理系統(tǒng)技術。幾種技術、模式的相結合使得養(yǎng)豬企業(yè)污物處理難題輕松得以解決。但是整套系統(tǒng)前期需要資金的投入，因此前期適合一些規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)的推廣，后期在通過技術手段降低成本后方可大范圍的推廣。□□

參考文獻：（7篇，略）