談養(yǎng)豬業(yè)污物處理技術(shù)的運(yùn)用

（廈門(mén)國(guó)壽種豬開(kāi)發(fā)有限公司，福建 廈門(mén) 361100）

談養(yǎng)豬業(yè)污物處理技術(shù)的運(yùn)用

林新仁

（廈門(mén)國(guó)壽種豬開(kāi)發(fā)有限公司，福建 廈門(mén) 361100）

2013年至2014年全國(guó)掀起了拆豬場(chǎng)潮流，養(yǎng)豬業(yè)開(kāi)始進(jìn)入了轟轟烈烈以防污減排、環(huán)境保護(hù)、豬場(chǎng)改善、技術(shù)提升為主題的整治期。2013年11月國(guó)務(wù)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(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)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(xué)研究區(qū)等人口集中區(qū)域內(nèi)建設(shè)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)、養(yǎng)殖小區(qū)，對(duì)違反條例條款的企業(yè)將處以重罰，該條例并于2014年1月1日開(kāi)始實(shí)施。同時(shí)2014年9月1日國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、環(huán)保部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于調(diào)整排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)問(wèn)題的通知》，決定到2015年6月底前，我國(guó)各?。▍^(qū)、市）污水、廢氣主要污染物排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)將翻一翻，廢氣中的SO2和氮氧化合物排污費(fèi)由污染當(dāng)量0.6元增加為1.2元，COD、氧氮和5項(xiàng)重金屬指標(biāo)（鉛、汞、鉻、鎘、類(lèi)金屬砷）排污費(fèi)由污染當(dāng)量0.7元增加為1.4元，同時(shí)實(shí)行梯形差別化排污收費(fèi)政策。養(yǎng)豬業(yè)作為我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展主要部分，為農(nóng)業(yè)提高全國(guó)GDP做出一定貢獻(xiàn)。當(dāng)前，養(yǎng)豬業(yè)已經(jīng)邁入了規(guī)?；?、技術(shù)化、集約化的發(fā)展階段，作為污染物排放的一個(gè)大源頭，如何利用科學(xué)技術(shù)提高污物處理水平，真正做到由污水治理導(dǎo)向廢物利用，由減碳減排轉(zhuǎn)向廢物零排放已是迫在眉睫。

1??我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展概況

依據(jù)2013年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2013年底我國(guó)能繁母豬存欄4 820萬(wàn)頭，生豬存欄量47 411.26萬(wàn)頭，生豬出欄71 557萬(wàn)頭，產(chǎn)出5 493.03萬(wàn)t豬肉，占肉類(lèi)產(chǎn)出量的64.34%，占全球豬肉總產(chǎn)量50.6%。據(jù)國(guó)家農(nóng)業(yè)部、統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)，2014年6月全國(guó)生豬存欄44 440萬(wàn)頭，1—6月份累計(jì)出欄35 200萬(wàn)頭，7月份能繁母豬存欄4 537萬(wàn)頭，1—6月份豬肉產(chǎn)量2 705萬(wàn)t。據(jù)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《全國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃》設(shè)定的生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)占畜牧業(yè)的80%，而2013年比重只有40.8%，因此我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)仍有較大的發(fā)展空間，因此2010年至2020年被業(yè)界者稱(chēng)為“養(yǎng)豬業(yè)的黃金十年”[1]。

2??養(yǎng)豬場(chǎng)污水排放情況

隨著養(yǎng)豬企業(yè)向規(guī)?；?、集約化發(fā)展，養(yǎng)殖效率逐年提升，因飼養(yǎng)集中導(dǎo)致生豬糞便污水排放量激增而引發(fā)環(huán)境污染問(wèn)題也日益突出。每頭豬年產(chǎn)糞便污水2.5 t，一家年出欄萬(wàn)頭的豬場(chǎng)日排放糞便污水70～100 t，那么該豬場(chǎng)每年就向外界排放出30 000 t糞便、污水等污物[2]。如果按照新頒布的排污費(fèi)征收條例，那么就污水一項(xiàng)，該企業(yè)就需要上繳42 000元排污費(fèi)用，同時(shí)對(duì)周?chē)寥?、水源等環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，相應(yīng)養(yǎng)殖成本大幅度增加（還未考慮污物對(duì)豬間接副作用）。有調(diào)查稱(chēng)就豬場(chǎng)一項(xiàng)BOD（生化需氧量）總量為人類(lèi)糞尿BOD的11倍。據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的2012環(huán)境年報(bào)，2012年重點(diǎn)調(diào)查了全國(guó)135 614家規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)、9 426個(gè)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖小區(qū)，發(fā)現(xiàn)就該項(xiàng)BOD、氨氮排放量分別為1 153.8萬(wàn)t、80.6萬(wàn)t，占全國(guó)BOD、氨氮排放量的47.6%與31.8%。

養(yǎng)豬業(yè)污水、糞便的處理不當(dāng)會(huì)引起疾病的發(fā)生，導(dǎo)致養(yǎng)殖企業(yè)的損失更大。要使企業(yè)經(jīng)營(yíng)者轉(zhuǎn)變養(yǎng)殖理念，實(shí)實(shí)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(wèn)題創(chuàng)造良好的養(yǎng)殖環(huán)境，同時(shí)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(shù)

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，經(jīng)過(guò)處理后的糞便污水還田（農(nóng)、果）做肥料，最終達(dá)到零排放。散戶(hù)多采用此種較為落后的糞便處理方法，一般適用于年出欄5 000頭以下的養(yǎng)殖小區(qū)。該模式需要?jiǎng)趧?dòng)力，同時(shí)周?chē)r(nóng)田、果樹(shù)要能夠消納糞便污水。

3.2?厭氧發(fā)酵模式

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

3.3??發(fā)酵床技術(shù)

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(jìn)行微生物發(fā)酵繁殖，形成一個(gè)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(guò)發(fā)酵床的分解發(fā)酵，使豬糞、尿中的有機(jī)物質(zhì)得到充分的分解和轉(zhuǎn)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(méi)有了。而同時(shí)繁殖生長(zhǎng)的大量微生物又提供了有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)和菌體蛋白質(zhì)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，是一種無(wú)污染、無(wú)排放、無(wú)臭氣的新型環(huán)保生態(tài)養(yǎng)豬技術(shù)。此種模式一般應(yīng)用于年出欄5萬(wàn)頭以上的規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)、集團(tuán)，同時(shí)該模式需要較強(qiáng)的技術(shù)力量，需要定期翻動(dòng)發(fā)酵床，同時(shí)要求不能隨意在飼料中添加抗生素。管理不善極容易導(dǎo)致呼吸道、消化道等疾病的發(fā)生。

圖1 干濕分離模式示意圖

圖2 厭氧發(fā)酵模式示意圖

圖3 厭氧發(fā)酵模式示意圖

4??廈門(mén)國(guó)壽首創(chuàng)沼氣加熱氣泡污水處理系統(tǒng)

廈門(mén)國(guó)壽種豬開(kāi)發(fā)有限公司于2013年投資300萬(wàn)元，結(jié)合北京科技大學(xué)、臺(tái)灣農(nóng)科院、臺(tái)灣動(dòng)物科技研究所等海峽兩岸技術(shù)力量合作研發(fā)了全國(guó)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(nóng)”三位一體經(jīng)濟(jì)模式架構(gòu)，可分為糞便污水處理階段、綠色生態(tài)改善階段、有機(jī)物利用階段。

4.1?糞便污水處理階段

糞便污水經(jīng)過(guò)地面溝渠、管道流入進(jìn)料池，經(jīng)過(guò)充分混合后，再通過(guò)污水泵抽取進(jìn)入彎板過(guò)濾器，使用的濾網(wǎng)為100目，去除100目以上的固體顆粒物，可以降低廢水中COD、BOD濃度，低于100目的懸浮物在沉淀池進(jìn)一步沉淀處理，這種方式又可以極大降低COD、BOD濃度。經(jīng)強(qiáng)化預(yù)處理的沼液，進(jìn)入沼氣袋內(nèi)厭氧發(fā)酵21～30 d，在發(fā)酵過(guò)程中將會(huì)對(duì)沼氣袋間歇性加熱以及打入產(chǎn)出的沼氣，從而促進(jìn)主要不產(chǎn)甲烷菌與產(chǎn)甲烷菌群的活性，加速對(duì)有機(jī)物的分解與沼氣的合成。經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵處理后的沼液進(jìn)入曝氣池，24～48 h連續(xù)不間斷曝氣，增強(qiáng)好氧微生物分解有機(jī)物作用。處理后沼液進(jìn)入沉淀池，分級(jí)沉淀后，進(jìn)入下一階段。

圖4 污水處理流程示意圖

4.2?綠色生態(tài)改善階段

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

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

2）化學(xué)作用：含磷化學(xué)物與基質(zhì)填料中反應(yīng)、富集、沉淀。

3）生物作用：基質(zhì)填料為微生物細(xì)菌提供了一個(gè)非常適合的環(huán)境，有機(jī)氮經(jīng)氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮，在好氧菌作用下，氨氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}和亞硝酸鹽，然后在厭氧和有機(jī)碳源的條件下，經(jīng)反硝化作用被還原為氮?dú)?，釋放至空氣中。同時(shí)綠色植物強(qiáng)大根系中的固氮微生物進(jìn)行固氮作用，葉子葉綠體進(jìn)行光合作用。

經(jīng)過(guò)逐層處理過(guò)后，進(jìn)入生態(tài)儲(chǔ)蓄池，并在池中植入蓮花、荷花等植物，飼養(yǎng)青蛙、清道夫魚(yú)等水生動(dòng)物。對(duì)生態(tài)儲(chǔ)蓄池水質(zhì)進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)，經(jīng)該污水處理系統(tǒng)處理后的水質(zhì)完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18596-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排放指標(biāo)。

4.3?有機(jī)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(jī)肥，沼氣做能源，沼液澆灌果樹(shù)等。實(shí)現(xiàn)日處理糞便污水200 t，日產(chǎn)沼氣840 m3，年產(chǎn)綠色有機(jī)新鮮牧草與蔬菜112 t，年產(chǎn)有機(jī)化肥經(jīng)濟(jì)效益約415萬(wàn)元。真正實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)糞便污水綠色、生態(tài)、環(huán)保、無(wú)害化與綜合利用。

?表1?污水系統(tǒng)處理前后污水水質(zhì)指標(biāo)??mg/L

5??結(jié)論

1)我國(guó)每年產(chǎn)生畜禽糞便量約為17.3億 t，其中總氮含量就高達(dá)1 597萬(wàn) t，總磷363萬(wàn)t。作為一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境污染源，如不經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理就排入周?chē)h(huán)境，在造成土壤、水源、空氣污染的同時(shí)，還危及畜禽與人員的生命健康[3]。規(guī)?；?、集約化成為現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向，正確處理好糞污排放問(wèn)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糞污處理模式，沼氣工程厭氧發(fā)酵技術(shù)是運(yùn)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(jì)的亞述帝國(guó)和公元前16世紀(jì)的波斯帝國(guó)，而在我國(guó)最早可追溯到公元前1世紀(jì)的西漢，開(kāi)鑿了人類(lèi)的第一口沼氣井——臨邛火井[4]。發(fā)酵床技術(shù)最早模型是“柴草墊圈”養(yǎng)豬，后期經(jīng)發(fā)展形成現(xiàn)階段添加微生態(tài)菌群適溫發(fā)酵后使用，但是由于發(fā)酵床的技術(shù)不夠完善以及技術(shù)要求較高，需要專(zhuān)人做墊料的護(hù)理，因此推廣上存在難度。

3）廈門(mén)國(guó)壽首創(chuàng)的污物處理系統(tǒng)是結(jié)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(gòu)成的沼氣池，以及傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池，同時(shí)增加了人工濕地垂直流生態(tài)濾床污水處理系統(tǒng)技術(shù)。幾種技術(shù)、模式的相結(jié)合使得養(yǎng)豬企業(yè)糞污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，因此前期適合在一些規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)推廣，后期，如果能夠通過(guò)技術(shù)手段降低成本方可大范圍的推廣。

[1] 林新仁，林國(guó)忠，祁保民.畜禽無(wú)害化高速處理系統(tǒng)技術(shù)介紹與運(yùn)用實(shí)例[J].豬業(yè)科學(xué)， 2013，30(10)：52-53.

[2] 岳偉敏.規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)對(duì)環(huán)境的污染及防治措施[J]. 飼料與畜牧，2011 (10)： 41-42.

[3] 葉曉東.豬場(chǎng)廢水處理工藝研究與運(yùn)用[D].南昌：南昌大學(xué)，2010：1-6.

[4] 王義超.中國(guó)沼氣發(fā)展歷史及研究成果述評(píng)[J].農(nóng)業(yè)考古，2012(3)：268-269.

2014-09-23）

林新仁，獸醫(yī)碩士研究生，主要研究動(dòng)物疾病、營(yíng)養(yǎng)以及豬場(chǎng)管理，linxinren@126.com