規(guī)模豬場糞污水處理與利用的實(shí)踐

邱紅輝 蔣小強(qiáng)

（海南省東方市畜牧獸醫(yī)局，海南東方 572600）

規(guī)模豬場糞污水處理與利用的實(shí)踐

邱紅輝 蔣小強(qiáng)

（海南省東方市畜牧獸醫(yī)局，海南東方 572600）

本試驗(yàn)旨在研究經(jīng)厭氧處理后的豬場糞污水與清水按不同比例的混合澆灌龍眼果樹后，對龍眼果實(shí)的產(chǎn)量、單粒果重、可食率、可溶性固形物含量的影響。選用52株平均樹齡4～5年，大小基本一致，地塊平整，行距和間距一致的龍眼樹，隨機(jī)分成5組，其中3個(gè)污水試驗(yàn)組，每組12株；對照組和化肥實(shí)驗(yàn)組各1組，每組8株。對照組只澆灌清水，污水試驗(yàn)組澆灌糞污水與清水的混合水，低、中、高濃度試驗(yàn)組澆灌混合水的比例分別是1∶2、1∶1、2∶1，試驗(yàn)期13個(gè)月；化肥試驗(yàn)組每株月中和月末各施用尿素0.5 kg，施肥期為9個(gè)月，其他時(shí)間只澆灌清水。試驗(yàn)結(jié)果表明，與對照組相比，3個(gè)污水試驗(yàn)組的產(chǎn)量和果重顯著提高（P＜0.05），其中，中濃度污水試驗(yàn)組的產(chǎn)量和果重提高最顯著；3個(gè)污水試驗(yàn)組的可食率和可溶性固形物的含量均無顯著差異（P＞0.05）。與化肥試驗(yàn)組相比，只有中濃度污水試驗(yàn)組的產(chǎn)量和果重顯著提高。其他指標(biāo)差異不顯著或者指標(biāo)值顯著降低。綜上所述，豬場污水經(jīng)厭氧處理后與清水按一定的比例混合，澆灌龍眼樹后，能提高果實(shí)的產(chǎn)量和果重，對可食率和可溶性固性物的含量無不利影響，其中污水與清水按1∶1比例混合后澆灌龍眼樹的產(chǎn)量和果重效果最佳。

豬場糞污水 龍眼 產(chǎn)量 果重

近年來，畜禽飼養(yǎng)量不斷增加，養(yǎng)殖規(guī)模日益擴(kuò)大，畜禽產(chǎn)生的糞便及排泄物對環(huán)境造成的污染也越來越嚴(yán)重，不僅污染著人類的生存環(huán)境，而且制約了畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，畜牧業(yè)生產(chǎn)造成的污染已經(jīng)成為繼工業(yè)污染之后的又一個(gè)亟待解決的新的有機(jī)污染問題[1]。

調(diào)查表明，存欄10000頭豬的畜牧場平均每天豬糞便的排放量達(dá)17.5t，其中氮（N）和磷（P）的排放量分別達(dá)105kg和70kg；年飼養(yǎng)10000只蛋雞的養(yǎng)雞場，平均每天的雞糞便排放量達(dá)1.5t，其中氮（N）和磷（P）的排放量分別達(dá)24.45kg和23.1kg[2]。

據(jù)調(diào)查[3]，我國90%以上的規(guī)?；B(yǎng)殖場缺乏必要的污染治理措施，大量的畜禽糞便不經(jīng)處理就排放到環(huán)境中，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和養(yǎng)分流失。2003年資料顯示：全國畜禽糞便年產(chǎn)生量約為當(dāng)年工業(yè)廢棄物的3.2倍，其中氮年產(chǎn)量約為1597萬t，但僅有50%的糞便氮素養(yǎng)分還田利用，另外一半則流入環(huán)境：15%的氮素養(yǎng)分揮發(fā)損失，22%的氮素養(yǎng)分進(jìn)入水體污染環(huán)境，13%的氮素養(yǎng)分被堆置廢棄。磷年產(chǎn)量約為363萬t，COD年產(chǎn)量約為6400萬t，BOD年產(chǎn)生量約為5400萬t，畜禽糞便進(jìn)入水體流失率高達(dá)25%～30%。而據(jù)測定成年豬每日糞尿中的BOD（生化需氧量）是人糞尿的13倍[4]。因此，解決畜禽糞便的排放和環(huán)境污染問題，已成為關(guān)系到人類的生存和發(fā)展以及21世紀(jì)中國生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的大問題。

海南國際旅游島建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略，建設(shè)海南國家熱帶現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地被列為六大戰(zhàn)略定位之一。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)宏偉目標(biāo)，2011年10月26日農(nóng)業(yè)部與海南省政府在北京簽署《關(guān)于共同推進(jìn)海南國家熱帶現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地建設(shè)合作備忘錄》，該備忘錄中提出了11項(xiàng)合作內(nèi)容，其中第6項(xiàng)的內(nèi)容是推動(dòng)無規(guī)定動(dòng)物疫病區(qū)建設(shè)。發(fā)揮海南省“無疫區(qū)”品牌優(yōu)勢，大力推廣標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖小區(qū)和“豬－沼－作物”生態(tài)種養(yǎng)模式，促進(jìn)畜牧業(yè)向規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、現(xiàn)代化飼養(yǎng)方式轉(zhuǎn)變，建設(shè)畜禽良種繁育體系和畜產(chǎn)品出島加工出口基地[5]。

我們挑選了羅牛山東方豬場的污水處理站沼液水進(jìn)行熱帶作物龍眼的澆灌施肥效果測試，選取株產(chǎn)量、平均果重、可食率、可溶性固形物含量、經(jīng)濟(jì)效益5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行研究分析，為剖析利用豬-沼-作物模式提供實(shí)際例證。

羅牛山東方豬場引進(jìn)美國固定化微生物技術(shù)作為好氧處理階段的關(guān)鍵技術(shù)，主要的工序流程如圖1：

圖1 豬場糞污水處理主要工序流程圖

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)污水 ?？诹_牛山集團(tuán)東方豬場污水處理站厭氧池出水，與清水按比例混合

1.1.2 試驗(yàn)用龍眼樹 東方市八所鎮(zhèn)唐馬園種畜場內(nèi)4號地塊歐陽長庚龍眼種植專業(yè)戶的龍眼園，選取院內(nèi)主道路以南樹齡4-5年，大小基本一致，地塊平整，行距和間距一致的龍眼樹共52株。行距5米，株距4米。

1.2 方法

1.2.1 龍眼樹的分組 將待試驗(yàn)的龍眼樹編號后，隨機(jī)分成5組，Ⅰ組為清水對照組（8株）、Ⅱ組為低濃度污水試驗(yàn)組（12株）、Ⅲ組為中濃度污水試驗(yàn)組（12株）、Ⅳ組為高濃度污水試驗(yàn)組（12株）、Ⅴ組為化肥試驗(yàn)組（8株），分組后在每株樹上懸掛組號牌及編號牌。

1.2.2 龍眼的日常施肥和澆水管理 自2014年4月至2015年5月，Ⅰ組每次只澆清水；自羅牛山東方豬場污水處理站中厭氧池通過管道輸送來的糞污水與清水按比例1：2、1：1、2：1混合后分別澆灌到Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組的樹下根系。Ⅴ組從2014年4月至2014年12月花期結(jié)束施用尿素，每次每株樹用尿素0.5kg，每月月中和月末各施1次，澆水方式與清水對照組相同，此尿素施肥量是東方市龍眼種植戶傳統(tǒng)的施肥量。每次每株樹的澆水量相同，各組樹澆水次數(shù)、時(shí)間都相同。澆水時(shí)間間隔和每次的澆水量視天氣情況變化而變化，按照土壤的干濕程度采取最合理的澆水方式。

1.2.3 果實(shí)的采摘及稱重 按照東方市當(dāng)?shù)佚堁鄢墒斓募竟?jié)5月初，選取5月10日采摘所有試驗(yàn)的龍眼果實(shí)，現(xiàn)場稱量，統(tǒng)計(jì)株產(chǎn)量、平均果重。

1.2.4 可食率的測定 從每株樹的果實(shí)中隨機(jī)挑選3粒龍眼，切開分離果皮和果核后稱重，計(jì)算公式為：

1.2.5 可溶性固形物含量的測定 使用阿貝折射儀測量龍眼果實(shí)汁液的折光率，再查找可溶性固形物含量表

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯著性檢驗(yàn)，差異顯著時(shí)

用Duncan氏法進(jìn)行多重比較，試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05為差異顯著，p＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的沼液糞污水對龍眼株產(chǎn)量的影響

由表1中可以看出，與第Ⅰ組相比，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組的株產(chǎn)量均顯著提高（P＜0.05），其中第Ⅲ組最高。Ⅳ組和Ⅴ組之間的差異不顯著（P〉0.05），且和第Ⅱ組、第Ⅲ組間的差異顯著（P＜0.05），如圖2所示。

圖2 各組龍眼樹的株產(chǎn)量均值折線圖

2.2 不同濃度的沼液糞污水對龍眼平均果重的影響

由表1中可以看出，與第Ⅰ組相比，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組的平均果重均顯著提高（P＜0.05），其中第Ⅲ組最高。第Ⅲ組和第Ⅴ組之間的差異不顯著（P〉0.05），且和第Ⅱ組、第Ⅳ組間的差異顯著（P＜0.05），如圖3所示。

圖3 各組龍眼樹的單粒果重均值折線圖

表1 不同濃度糞污水對龍眼果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母表示差異顯著（P＜0.05）；肩標(biāo)相同字母表示差異不顯著（P〉0.05）。

2.3 不同濃度的沼液糞污水對龍眼可食率的影響

由表1中可以看出，與第Ⅰ組相比，第Ⅲ、Ⅴ組的可食率均無顯著差異（P〉0.05），第Ⅱ、Ⅳ兩組可食率無顯著差異（P〉0.05）。第Ⅲ、Ⅴ組和第Ⅱ、Ⅳ組之間的差異顯著（P＜0.05），如圖4所示。

圖4 各組龍眼果實(shí)的可食率均值折線圖

2.4 不同濃度的沼液糞污水對龍眼可溶性固形物含量的影響

由表1中可以看出，與第Ⅰ組相比，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組的可溶性固形物含量差異顯著（P＜0.05），但是第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組之間可溶性固形物含量無顯著差異（P〉0.05），如圖5所示。

圖5 各組龍眼果實(shí)的可溶性固形物含量均值折線圖

3 討論

3.1 厭氧、種養(yǎng)與好氧結(jié)合處理對周邊環(huán)境影響評估

羅牛山豬場沼液經(jīng)過管道輸送到附近果園給龍眼施肥后，并未對果園的空氣質(zhì)量造成污染，感官上無刺進(jìn)性氣味，龍眼樹長勢良好。好氧池出水的各項(xiàng)指標(biāo)如BOD5，COD，SS，TP均符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)對周邊環(huán)境造成破壞。

3.2 厭氧處理糞污水對龍眼樹的經(jīng)濟(jì)效益分析

假定如下條件：

①龍眼價(jià)格以2015年龍眼果園收購價(jià)12元/kg為計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；務(wù)量，為豬場節(jié)省了處理費(fèi)用。

此種模式可以在符合條件的地區(qū)推廣，推廣的亮點(diǎn)是能非常好的適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中多種不利因素的變化，能持續(xù)保持養(yǎng)殖場及環(huán)境不受污染，符合生態(tài)農(nóng)業(yè)的概念。

4 結(jié)論

②尿素按4元/kg的成本價(jià)計(jì)算；

③羅牛山豬場污水處理站日處理污水200t，按照澆灌龍眼用水和好氧池出水對半即100t計(jì)；厭氧池之前污水處理成本為2元/t（含電費(fèi)和人工管理費(fèi)）；

④每棵龍眼樹平均每天澆水5kg（污水和清水混合）計(jì)算；

⑤按照龍眼產(chǎn)量最好的中濃度糞污水混合比例1：1計(jì)算；

龍眼間距按照東方市傳統(tǒng)的株距4m，行距5m計(jì)算；

依據(jù)以上調(diào)查得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，將第Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ組的經(jīng)濟(jì)效益作分析對比如表3

由表3可以看出，第Ⅲ組澆灌龍眼畝收益高于第Ⅰ組87.6%；第Ⅴ組高于第Ⅰ組44.8%。可見，第Ⅲ組不僅與第Ⅰ組畝收益的差異非常顯著，而且與第Ⅴ組的差異也非常顯著，用中濃度的糞污水澆灌龍眼能獲得非常明顯的效益提升。

3.3 羅牛山豬場厭氧、種養(yǎng)與好氧結(jié)合的對條件變化的適應(yīng)性分析

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周期一般比較長，受自然天氣、市場價(jià)格、病蟲害和疫情等客觀因素的影響較大，要在較長的生產(chǎn)周期內(nèi)適應(yīng)這些變化的因素沖擊，使環(huán)境不受養(yǎng)殖業(yè)污染，羅牛山豬場的這種厭氧、種養(yǎng)與好氧結(jié)合的污水處理模式能很好地適應(yīng)各種因素的變化，使周邊環(huán)境能持續(xù)的保持不受養(yǎng)殖糞污污染。豬場糞污水服務(wù)周邊龍眼種植戶，用量多少由種植戶按需要取用，為龍眼種植戶節(jié)省了購買肥料和灌溉用水的成本。未使用的厭氧池污水送到污水處理站進(jìn)行下一道工序——好氧處理，降低有機(jī)物含量后達(dá)標(biāo)排放，進(jìn)入土壤成為合格的地下水資源。龍眼種植戶同時(shí)為豬場消耗糞污水中的有機(jī)物，減少污水處理站好氧處理階段的任采用東方豬場糞污厭氧、種養(yǎng)與好氧結(jié)合的處理方式，完全可行，具有非常好的適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期長、變化因素多的優(yōu)勢，不論是對養(yǎng)殖場還是周邊的種植戶，都可以根據(jù)各自的需要排放或取用污水；豬場污水就近處理，減少了糞污中的病原微生物傳播到其他地區(qū)的機(jī)會(huì)，符合海南無規(guī)定動(dòng)物疫病區(qū)的防疫要求；糞污水為種植戶節(jié)省了施肥的費(fèi)用，提高了龍眼的產(chǎn)量和果重，帶來了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)由于施肥不用化肥，生產(chǎn)符合有機(jī)農(nóng)業(yè)的要求；對于豬場，糞污水送給種植戶后，無須進(jìn)行后續(xù)的好氧反應(yīng)，節(jié)省了好氧反應(yīng)階段的運(yùn)行費(fèi)用。因此，在海南建設(shè)國家熱帶現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地，大力發(fā)展“豬－沼－作物”生態(tài)種養(yǎng)模式，促進(jìn)養(yǎng)殖場污染物減排的過程中，東方豬場的糞污處理模式值得大力推廣。

[1] 陳家貴.王國利.畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞污處理及資源化利用[J].養(yǎng)殖與飼料，2013，12：7-10.

[2] 辛總秀.減輕畜禽糞便對環(huán)境污染的現(xiàn)狀及技術(shù)探索[J].青海畜牧獸醫(yī)雜志，2004，34（4）：35-37.

[3] 賈玉霞.規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖環(huán)境影響及主要防治問題[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2002，6：42-47.

[4] 孫振均.集約化畜牧生產(chǎn)對環(huán)境的污染與防治對策[DB/OL].http，// www.chinacatle.com/nlun/nlun00009.htm.

[5] 金敏，夏冠南.農(nóng)業(yè)部海南省共建國家熱帶現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基地.新華網(wǎng)海南頻道[DB/OL]. http：//www.hq.xinhuanet.com/news/2011-10/26/ content_23982257.htm.

表2 豬場污水處理站好氧處理后的總排放口水質(zhì)指標(biāo)

表3 第Ⅲ組與Ⅰ、Ⅴ組畝收益對比分析

海南省東方市科技人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目基金（東科（2014）11號第2項(xiàng)）

邱紅輝（1980—），男，湖北黃岡人，碩士，研究方向：豬場糞污生物治理及循環(huán)利用模式

邱紅輝