畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治技術(shù)

□劉雙苗玉濤韋偉劉燕范志剛劉建輝竇炳軍王紅（河北省畜牧站）

畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治技術(shù)

□劉雙苗玉濤韋偉劉燕范志剛劉建輝竇炳軍王紅（河北省畜牧站）

（接上期）

4.4.1.4沉淀池

沉淀池以平流和豎流式的沉淀池應(yīng)用最多。新鮮的畜禽污水有比較好的沉淀性能。但由于豬污水厭氧發(fā)酵速度快，特別是在夏天氣溫較高時(shí)，沉于底部的糞渣如不及時(shí)清理，因厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，將糞渣一起帶上至表面，形成表面浮渣層。養(yǎng)殖污水處理中常用平流式沉淀池，一般畜禽污水水力停留時(shí)間為 1～3小時(shí)，總高不宜大于5米，有效水深2～4米。沉淀池應(yīng)設(shè)排渣管道或采用機(jī)械排泥方式。通常情況下規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng) （生豬存欄10000頭以下）采用人工排渣。平流沉淀池比較適用于“能源環(huán)?！毙凸こ蹋刻焯幚眇B(yǎng)殖污水100噸，建15～20立方米沉淀池，按磚混結(jié)構(gòu)估算，建池費(fèi)用為0.5～0.65萬(wàn)元。機(jī)械排渣僅用于大型養(yǎng)殖場(chǎng)，其設(shè)備投資大，總投資為17萬(wàn)元左右。

4.4.2厭氧處理技術(shù)

厭氧處理技術(shù)部分見4.3。

4.4.3好氧處理技術(shù)

好氧處理技術(shù)就是在有氧的條件下，借助好氧微生物和兼氧微生物的代謝作用，將污水中部分有機(jī)物氧化分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，如二氧化碳、氮?dú)狻⑾跛猁}氮等，并釋放能量，而把另一部分有機(jī)物代謝合成新的細(xì)胞物質(zhì) （原生質(zhì)），從而微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生更多的微生物（也就是污水處理中形成的剩余污泥）。根據(jù)曝氣方式、污泥在反應(yīng)器中的存在狀態(tài)以及運(yùn)轉(zhuǎn)方式，好氧處理工藝主要有完全混合活性污泥法、序批活性污泥法（SBR）、接觸氧化法等，一般需要專業(yè)設(shè)計(jì)，運(yùn)行管理要求較高。

4.4.3.1完全混合活性污泥法

完全混合活性污泥法工藝是一種人工好氧生化處理技術(shù)。污水經(jīng)初次沉淀池后與二次沉淀池底部回流的活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池，通過曝氣污水中的懸浮膠狀物質(zhì)被吸附，可溶性有機(jī)物被微生物代謝轉(zhuǎn)化為生物細(xì)胞，并被氧化成為二氧化碳等最終產(chǎn)物。曝氣池混合液在二次沉淀池內(nèi)進(jìn)行分離，上層出水排放，污泥部分返回曝氣池，剩余污泥由系統(tǒng)排出。完全混合活性污泥法停留時(shí)間一般4～12天，污泥回流比通常為20%～30%。BOD5有機(jī)負(fù)荷率一般為 0.3～0.8千克/（立方米·天），污泥齡2～4天。

完全混合活性污泥法工藝的特點(diǎn)是：承受沖擊負(fù)荷的能力強(qiáng)，投資與運(yùn)行費(fèi)用低，便于運(yùn)行管理。缺點(diǎn)：易引起污泥膨脹，出水水質(zhì)一般。該技術(shù)適用于中小型養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理。

4.4.3.2序批活性污泥法（SBR）

序批活性污泥法是集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)的一種處理工藝。序批活性污泥法停留時(shí)間一般為20～50天，污泥回流比通常為30%～50%。BOD5有機(jī)負(fù)荷率通常為 0.13～0.3千克/（立方米·天），污泥齡5～15天。

該工藝可有效去除有機(jī)污染物，工藝流程簡(jiǎn)單，占地少，管理方便，投資與運(yùn)行費(fèi)用較低，出水水質(zhì)較好。適用于大中型養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理。

4.4.3.3接觸氧化法

生物接觸氧化法也稱淹沒式生物濾池，其在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過充氧的污水與長(zhǎng)滿生物膜的填料相接觸，在生物膜生物的作用下，污水得到凈化。接觸氧化工藝停留時(shí)間通常為 2～12天，BOD5有機(jī)負(fù)荷率通常為1.0～1.8千克/（立方米·天）。

生物接觸氧化法具有體積負(fù)荷高，處理時(shí)間短，占地面積小，生物活性高，微生物濃度較高，污泥產(chǎn)量低，不需污泥回流，出水水質(zhì)好，動(dòng)力消耗低等優(yōu)點(diǎn)；但由于生物膜較厚，脫落的生物膜易堵塞填料，生物膜大塊脫落時(shí)易影響出水水質(zhì)。該技術(shù)適用于大中型養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖污水處理。

4.4.4后處理技術(shù)

對(duì)于養(yǎng)殖污水處理而言，后處理即進(jìn)一步去除N、P等營(yíng)養(yǎng)性污染物的過程，處理中通常采用自然處理方法，如人工濕地、氧化塘等。畜禽養(yǎng)殖污水處理而言，要達(dá)標(biāo)排放，必須經(jīng)過后處理，而當(dāng)前經(jīng)濟(jì)上可行、技術(shù)上穩(wěn)定的后處理技術(shù)還是以人工濕地和氧化塘為主，其他后處理技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖污水處理上應(yīng)用還很少，且不成熟。人工濕地、氧化塘等自然處理系統(tǒng)不能用于處理高濃度的污水，因此，在養(yǎng)殖污水的處理中僅用于經(jīng)厭氧、好氧處理后的污水進(jìn)一步深度脫氮除磷，這些處理方式受土地條件、自然條件影響較大。

4.4.4.1人工濕地

人工濕地是為處理污水而人為設(shè)計(jì)建造的工程化的濕地系統(tǒng)。這種濕地系統(tǒng)是在一定長(zhǎng)、寬比及地面坡度的洼地中，由于土壤和基質(zhì)填料（如礫石等）混合組成填料床，污水在床體的填料縫隙或床的表面流動(dòng)，并在床的表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、成長(zhǎng)周期長(zhǎng)、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水生植物 （如蘆葦?shù)龋?。形成一個(gè)具有污水處理功能的獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，故人工濕地也稱為構(gòu)筑濕地，國(guó)外更有人稱之為生態(tài)濾地。人工濕地按污水在其中的流動(dòng)方向可分為三種類型：表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。

潛流人工濕地如采用多個(gè)人工濕地單元時(shí)，獨(dú)立單元面積不宜大于800平方米，垂直潛流人工濕地單元面積不宜大于1500平方米。潛流人工濕地的單元長(zhǎng)度比宜控制在3︰1以下。對(duì)于長(zhǎng)寬比小于1或不規(guī)則的潛流人工濕地，應(yīng)考慮人工濕地均勻布水和集水的問題。規(guī)則的潛流人工濕地單元的長(zhǎng)度宜為20～50米。不規(guī)則人工濕地，應(yīng)考慮盡量減少死角。潛流人工濕地的深度應(yīng)大于植物根系所能達(dá)到的最深處，保證人工濕地單元中植物的生長(zhǎng)及必要的好氧條件。表面流人工濕地的水深宜控制在0.3～0.5米，潛流人工濕地水深宜控制在0.4～1.6米。

在嚴(yán)寒地區(qū)，進(jìn)、出水管的設(shè)置必須考慮防凍措施，并在潛流人工濕地單元的進(jìn)出水管上設(shè)置閥門，底部設(shè)放空閥。人工濕地可選擇一種或幾種植物搭配栽種，并根據(jù)環(huán)境條件和植物群落的特征，按一定比例在空間、時(shí)間分布安排。人工濕地植物的插植密度不得小于3株/平方米，潛流人工濕地植物的種植密度宜為9～25株/平方米。

4.4.4.2生物氧化塘

氧化塘是一種依靠微生物生化作用來(lái)降解水中污染物的天然池塘或經(jīng)過一定人工修整的有機(jī)污水處理池塘。氧化塘處理是自然處理方法中的一種，一個(gè)氧化塘就是一個(gè)小型污水處理廠。其處理污水的過程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)水體自凈的過程。氧化塘的優(yōu)點(diǎn)：在條件合適時(shí) （如有可利用的舊河道、河灘、沼澤、山谷及無(wú)農(nóng)業(yè)利用價(jià)值的荒地等），氧化塘系統(tǒng)的基建投資少；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、耗能少，運(yùn)行管理費(fèi)用約為傳統(tǒng)人工處理廠的1/5～1/3；可進(jìn)行綜合利用，如養(yǎng)殖水生動(dòng)物，形成多級(jí)食物網(wǎng)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。在一定條件下，氧化塘污水可回用進(jìn)行畜舍沖洗或灌溉，對(duì)污水資源進(jìn)行利用，實(shí)現(xiàn)污水資源化，如使用得當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。因此在附近有廢棄的溝塘、灘涂可供利用且能滿足凈化要求的前提下，應(yīng)盡量考慮采用此類方法。但氧化塘處理工藝也存在著一些缺點(diǎn)，除占地面積大、可凈化效率相對(duì)較低以外，氧化塘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或管理不善可造成空氣污染、剩余污泥堆積，或地下水和地表水污染。在應(yīng)用中必須考慮對(duì)地下水的影響，如可能存在對(duì)地下水的影響則必須對(duì)氧化塘作防滲處理。

好氧塘體積一般為每天排水量的100～200倍，采用矩形塘，長(zhǎng)寬比不應(yīng)小于3︰1～4︰1。堤壩宜采用不易滲透的材料建筑，土壩應(yīng)用不易滲透材料作心墻或斜墻。土壩的頂寬不宜小于2米，石堤和混凝土堤頂寬不應(yīng)小于0.8米。當(dāng)塘底原土滲透系數(shù)值大于0.2米/天時(shí)，應(yīng)采取防滲措施，如采用黏土層或者聚乙烯膜等建筑工程防水材料防滲。選種的水生植物應(yīng)具有良好的凈水效果和耐污能力，易于收獲和有較高的利用價(jià)值，可選種浮水植物、挺水植物和沉水植物。

適用條件：因氧化塘占地多，當(dāng)?shù)匦栌锌晒┭趸潦褂玫耐恋?，最好是可找到無(wú)農(nóng)業(yè)利用價(jià)值的荒地，地價(jià)較便宜；當(dāng)?shù)氐臍夂蜻m于氧化塘的運(yùn)行，氣溫適于塘中的生物生長(zhǎng)和代謝，使污染物質(zhì)的去除率高，從而可減少占地面積，降低投資；應(yīng)考慮日照條件及風(fēng)力等氣候條件；兼性塘和好氧塘需要光能以供給藻類進(jìn)行光合作用，適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速和風(fēng)向有利于塘水的混合。

生動(dòng)物中皆含有豐富的天然蝦青素，未發(fā)現(xiàn)有不良反應(yīng)等癥狀，另外美國(guó)Aquasearch公司對(duì)2組健康成年人每天分別以19.25毫克和3.85毫克劑量服用雨生紅球藻粉補(bǔ)充蝦青素進(jìn)行了系統(tǒng)的人體安全性試驗(yàn)，結(jié)果表明，口服富含天然蝦青素的雨生紅球藻藻粉對(duì)人體無(wú)致病效應(yīng)或毒副作用。但化學(xué)合成蝦青素，由于產(chǎn)品中還含有大量的順式異構(gòu)體，合成過程可能被其他有害物質(zhì)污染，其生物利用安全性降低，因此化學(xué)合成的蝦青素在食品、飼料上的應(yīng)用受到很大的限制。

5　蝦青素在家禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

蝦青素具有極強(qiáng)的著色、抗氧化等生物學(xué)功能，國(guó)內(nèi)、外已廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，在家禽養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用報(bào)道相對(duì)較少，隨著人們生活水平的提高、健康意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)家禽產(chǎn)品的要求不再只是產(chǎn)量的提高，還從色澤、風(fēng)味甚至保健功能等方面對(duì)家禽產(chǎn)品提出了新的更高的要求。蝦青素是類胡蘿卜素合成的終點(diǎn)，它進(jìn)入動(dòng)物體后可以與肌紅蛋白非特異性結(jié)合，不經(jīng)修飾或生化轉(zhuǎn)化而直接貯存沉積在組織中。研究表明，蝦青素作為功能性飼料添加劑添加到蛋雞飼料中，可以增強(qiáng)蛋雞體質(zhì)，提高產(chǎn)蛋量、孵化率、加深蛋黃色澤，還能促進(jìn)雛雞生長(zhǎng)，提高飼料利用率；蛋禽食用了富含蝦青素的食物后，蝦青素可積累于蛋黃中，使蛋黃的顏色加深、營(yíng)養(yǎng)更豐富；肉禽飼喂添加了蝦青素后，皮膚、腳、喙呈現(xiàn)出金黃色，且禽肉風(fēng)味得到改善，李新杰等研究表明，天然蝦青素可以改善鴨肉感觀、肉質(zhì)和貯藏穩(wěn)定性，大大提高禽蛋、禽肉的商品價(jià)值。在蛋雞、蛋鴨飼糧中，添加蝦青素，可以取代飼料中禁用的蘇丹紅Ⅳ（sudanⅣ），獲得安全高品質(zhì)的紅心蛋。

蝦青素作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還可以促進(jìn)家禽的生長(zhǎng)和生產(chǎn)，蛋雞飼料中添加蝦青素可以提高產(chǎn)蛋率、孵化率、延長(zhǎng)雞蛋的貯藏期、提高機(jī)體防御能力，如增強(qiáng)對(duì)沙門氏菌感染的抵抗力；肉雞飼料中添加蝦青素可以提高雞的生長(zhǎng)速度，增加胸肌重量，提高飼料利用率，降低卵黃性腹膜炎引起的死亡率。

因此，雞、鴨等家禽食用了含有天然蝦青素的飼料后，蝦青素可以很好的富集在禽蛋、禽肉中，不僅改善其色澤、風(fēng)味、增加其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能，還可促進(jìn)家禽的生長(zhǎng)和生產(chǎn)。此外，在飼料中加入蝦青素還可以保護(hù)飼料中的還原成分減少營(yíng)養(yǎng)損失，保持或提高飼料的品質(zhì)。

6　發(fā)展前景

近年來(lái)，隨著人們對(duì)蝦青素生理功能認(rèn)識(shí)的深入和對(duì)食品要求的提高，蝦青素應(yīng)用于家禽生產(chǎn)不僅僅是為了改善禽蛋、禽肉色澤，提高其營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)也是保留其生物學(xué)活性、生產(chǎn)富集蝦青素保健雞蛋的一個(gè)重要途徑，蝦青素在禽蛋中富集后，由于蛋殼和蛋黃的保護(hù)不容易被氧化，可以使不穩(wěn)定的蝦青素得到良好保存；另外，飼料中的蝦青素經(jīng)過蛋雞機(jī)體的篩選作用，可以濾去或減少有害污染物，提高食用蝦青素的安全性。目前，蝦青素因具有多種重要而獨(dú)特的保健功能特性，在國(guó)外常以新型功能性食品功效成分的身份，作為食品著色劑、抗氧化劑等提升食品品質(zhì)，增強(qiáng)食品的感觀，但蝦青素很容易受氧、光、熱等環(huán)境條件的影響而降低其功效。富集蝦青素的雞蛋可以作為人們食品中穩(wěn)定蝦青素的良好來(lái)源，雞蛋又是人們?nèi)粘Ｉ钪衅毡槭秤玫囊环N普通優(yōu)質(zhì)高蛋白食品，食用方便。

因此，蝦青素作為一種具特殊功能的飼料添加劑，對(duì)家禽養(yǎng)殖業(yè)和食品工業(yè)的縱深發(fā)展起著積極的促進(jìn)作用，利用蝦青素開發(fā)功能性營(yíng)養(yǎng)食品，將具有極好的應(yīng)用前景和深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

7　結(jié)語(yǔ)

天然蝦青素作為一種優(yōu)良抗氧化劑有著廣泛的生物學(xué)活性，在食品、家禽養(yǎng)殖業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)于促進(jìn)養(yǎng)禽業(yè)的縱深發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品的深加工具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于蝦青素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致其非常容易被降解和氧化，且化學(xué)合成的蝦青素存在安全性問題，因此，對(duì)蝦青素穩(wěn)定性的研究和天然蝦青素的開發(fā)以及富集了蝦青素的禽蛋和禽肉的保健功能將是今后研究的熱點(diǎn)之一。

動(dòng)物保健