生豬養(yǎng)殖糞污減量化和集中全量化處理模式的探索與實(shí)踐

陳春飛 徐樹(shù)明 萬(wàn)里平

摘要規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)帶來(lái)了環(huán)境問(wèn)題。介紹了養(yǎng)殖糞污的危害及處理現(xiàn)狀，以新余羅坊沼氣站為例，闡述了糞污減量化處理和集中全量化處理模式。結(jié)果表明，養(yǎng)殖糞污總固體（TS）不低于6%時(shí)，該模式能實(shí)現(xiàn)沼氣站與養(yǎng)殖場(chǎng)的“雙贏”，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖糞污的無(wú)害化、減量化及資源化利用。

關(guān)鍵詞養(yǎng)殖糞污；減量化；全量化；處理模式

中圖分類號(hào)S216.1；X713文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）21-0211-02

Exploration and Practice on the Reduced Processing and Centralized Full Quantization Treatment Mode of Pig Livestock Pollutants

CHEN Chunfei1，2， XU Shuming3，WAN Liping1，2

（1.Jiangxi Zhenghe Environmental Engineering Co.，Ltd， Nanchang，Jiangxi 330001；2.Jiangxi Zhenghe Ecological Agriculture Co.，Ltd， Xinyu，Jiangxi 338000 ；3.Energy Station of Agriculture and Food Bureau of Dingnan County ， Dingnan，Jiangxi 341900 ）

AbstractEnvironmental problems has happened with the scale of the rapid development of livestock. In this paper， the harm and treatment status of livestock pollutants were introduced. Taking biogas station in Luofang Town， Xinyu City as an example， introduced the livestock pollutants reduced processing and centralized full quantization treatment mode. The results showed that the aquaculture waste TS was not less than 6%， the mode can realize the biogas station with the farm "winwin"， realize the manure harmless， reduction and resource utilization.

Key wordsLivestock pollutants；Reduction；Quantization；Treatment mode

隨著我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的日益發(fā)展，集約化養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的畜禽糞污因超過(guò)農(nóng)田環(huán)境自身消納的能力，對(duì)農(nóng)村環(huán)境造成了嚴(yán)重污染[1]。畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生的排泄物含有大量的有機(jī)物，排出體外后會(huì)迅速腐敗發(fā)酵，產(chǎn)生惡臭物質(zhì)，污染養(yǎng)殖場(chǎng)及其周邊的大氣環(huán)境[2]。而未經(jīng)任何處理的排泄物排放到水體中，將對(duì)地表水和地下水產(chǎn)生嚴(yán)重的污染[3]。目前，加強(qiáng)農(nóng)村污染防治，改善農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量已受到國(guó)家的高度重視[4]。江西省具有畜牧業(yè)發(fā)展得天獨(dú)厚的自然資源和空間，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已形成規(guī)?；?、集團(tuán)化的格局[5]。由此帶來(lái)的一系列嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，已到非常嚴(yán)峻的程度，亟需解決。在此條件下，進(jìn)行生豬養(yǎng)殖糞污減量化和集中全量化處理，是解決農(nóng)村面源污染，改善農(nóng)村環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的必要途徑[6]。

筆者以江西新余羅坊沼氣站為例，對(duì)養(yǎng)殖糞污減量化和集中全量化處理模式進(jìn)行了闡述。

1生豬養(yǎng)殖糞污的危害

生豬養(yǎng)殖糞污主要包括豬糞尿和污水，豬糞尿及其有機(jī)物分解后會(huì)產(chǎn)生多種惡臭物質(zhì)，其中大多數(shù)對(duì)人、畜具有刺激性和毒性，易引發(fā)眼病和呼吸道疾病[7]。養(yǎng)殖糞污對(duì)環(huán)境的危害主要表現(xiàn)如下[8-9]：第一，使水質(zhì)惡化，水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而導(dǎo)致水生生物大量死亡。第二，有毒有害物質(zhì)滲透進(jìn)入地下水，影響飲水安全。第三，糞污產(chǎn)生的惡臭氣體主要是含氮、含硫的有毒化合物，嚴(yán)重污染空氣。第四，隨著糞污的排放，糞污中大量的致病微生物和蟲(chóng)卵會(huì)不斷傳播，最終造成人畜間或畜禽間的交叉感染，引發(fā)疾病。第五，糞污中還含有大量銅、鐵、鋅、砷等礦物質(zhì)元素，不僅污染環(huán)境，而且破壞土壤質(zhì)地和微生物結(jié)構(gòu)，影響農(nóng)作物產(chǎn)量和養(yǎng)分含量。

2生豬養(yǎng)殖糞污處理現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)養(yǎng)殖糞污的處理進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐。目前，養(yǎng)殖糞污的處理方法主要有好氧處理、厭氧處理、好氧+厭氧處理、氧化塘處理和人工濕地處理等[10-11]。盡管處理方法很多，但處理效率仍然很低[12]。從2009年5月份開(kāi)始，江西省率先在全國(guó)啟動(dòng)了以生豬糞污治理為主要內(nèi)容的畜禽清潔生產(chǎn)行動(dòng)計(jì)劃。自該計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，各地環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)。近年來(lái)雖然無(wú)重大的污染事件發(fā)生，但養(yǎng)殖污染形勢(shì)仍較為嚴(yán)峻，糞污消納壓力日趨增大。糞污處理存在的問(wèn)題主要有[13]：

2.1監(jiān)管不到位

規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)正式投產(chǎn)后，糞便、污水未經(jīng)無(wú)害化處理，沼氣未經(jīng)燃燒直接排放，少有監(jiān)管機(jī)構(gòu)介入查處。

2.2服務(wù)跟不上

處理豬糞的沼氣工程出現(xiàn)問(wèn)題后，少有專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，沼氣工程有效使用率低。

2.3資金需求量大小型養(yǎng)豬場(chǎng)業(yè)主無(wú)充足資金建立配套設(shè)備，當(dāng)監(jiān)管缺位時(shí)，業(yè)主為了節(jié)約成本也不會(huì)按要求開(kāi)啟某些處理設(shè)備。

2.4政府扶持少

鑒于養(yǎng)殖污染源多、面廣，治理成本高，在地方財(cái)政還不是很富裕的情況下，很難撥出足夠的資金對(duì)養(yǎng)殖污染進(jìn)行徹底的整治，導(dǎo)致每年養(yǎng)殖污染治理效果不理想。

3糞污減量化和集中全量化處理模式

新余羅坊沼氣站對(duì)羅坊鎮(zhèn)周邊15 km范圍內(nèi)豬場(chǎng)所產(chǎn)生的養(yǎng)殖糞污（污水、糞便）全部收集，通過(guò)完整有效的無(wú)害化解決方案，實(shí)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖糞污無(wú)害化、減量化、資源化的過(guò)程。其中，豬場(chǎng)必須確保糞污總固體（TS）含量不低于6%；沼氣站負(fù)責(zé)養(yǎng)殖糞污的轉(zhuǎn)運(yùn)和處理。

該模式建設(shè)內(nèi)容主要包括：全量化收儲(chǔ)運(yùn)體系、畜禽糞污無(wú)害化處理中心、田間消納體系及養(yǎng)殖場(chǎng)試點(diǎn)改造。

3.1全量化收儲(chǔ)運(yùn)體系

養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污收集方式主要分為2種：干糞收集和濕糞收集，通過(guò)專門(mén)定制的原料收集車和吸污車到養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行收集。干糞收集主要是對(duì)于采用干清糞工藝的養(yǎng)殖場(chǎng)，建設(shè)糞污平臺(tái)，放置一個(gè)5 m3的運(yùn)糞車專制車箱斗，裝滿后業(yè)主電話通知羅坊鎮(zhèn)沼氣站的業(yè)務(wù)部，由業(yè)務(wù)部管理員安排專門(mén)定制的原料收集車輛運(yùn)至羅坊沼氣站；而對(duì)于沒(méi)有采用干清糞工藝的養(yǎng)殖場(chǎng)就采用濕糞收集，在養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)40 m3的糞污收集池，業(yè)主可以將廠區(qū)產(chǎn)生的廢棄物（豬糞及豬尿）統(tǒng)一收集到糞污收集池中進(jìn)行自然沉淀，待糞污收集池裝滿后業(yè)主通知業(yè)務(wù)部，由管理員安排吸污車將池中混合物收集并運(yùn)送至羅坊沼氣站。

由于糞污的TS和單位沼氣產(chǎn)氣率直接決定了沼氣收益和處理成本。為此，羅坊沼氣站根據(jù)連續(xù)攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)（CSTR）發(fā)酵工藝的基本要求及通過(guò)計(jì)算鮮糞的產(chǎn)沼氣收益補(bǔ)貼污水的處理成本，提出每噸鮮糞[TS為18%～20%、揮發(fā)性固體（VS）為13%～15%（基于鮮重）]配2 t沖欄廢水（TS<1%）的組合設(shè)計(jì)（即每頭豬每天產(chǎn)生2 kg糞便和4 kg污水，糞污總量6 kg），即混合后的糞污TS為6%～7%。

3.2畜禽糞污無(wú)害化處理中心

采用CSTR進(jìn)行處理。完全混合式厭氧消化池的特點(diǎn)是可以直接處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的料液，一般帶有機(jī)械攪拌，其特點(diǎn)是固體濃度高、處理量大、便于管理、容易啟動(dòng)，適宜處理高懸浮物的有機(jī)廢棄物，具有其他反應(yīng)器所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在歐洲等沼氣工程發(fā)達(dá)地區(qū)廣泛采用。

羅坊沼氣站收集到養(yǎng)殖糞污后，先經(jīng)過(guò)勻漿池預(yù)處理以除去糞污中的大顆粒無(wú)極雜質(zhì)并將糞污稀釋到一定濃度后泵入CSTR厭氧反應(yīng)器。CSTR反應(yīng)器內(nèi)使用立軸攪拌器進(jìn)行攪拌，保證物料濃度和溫度的均一；采用熱水循環(huán)加熱系統(tǒng)，根據(jù)季節(jié)的變化，通過(guò)控制面板來(lái)調(diào)節(jié)溫度，保持發(fā)酵溫度恒定，利于物料的發(fā)酵。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣沼液進(jìn)入固液分離系統(tǒng)，部分沼液回流至預(yù)處理工段做稀釋水使用，剩余部分沼液和沼渣作為有機(jī)肥供給附近種植業(yè)做有機(jī)肥使用。非灌溉季節(jié)將加工成商品肥料，面向羅坊鎮(zhèn)及其周邊的設(shè)施農(nóng)業(yè)，保證沼肥完全消納。

3.3田間消納體系

畜禽糞污經(jīng)厭氧發(fā)酵后，作物生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素基本上都保持下來(lái)，并且含有植物活性助長(zhǎng)劑，使得沼肥的肥效比畜禽糞污直接施用的肥效高出幾倍，因此是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)綠色農(nóng)作物的較好肥源。沼渣沼液如果直接外排，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，不僅能夠大大減少農(nóng)藥、化肥的使用量，還能夠促進(jìn)區(qū)域內(nèi)水和土地資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。

羅坊沼氣站以水肥一體化技術(shù)為基礎(chǔ)，在羅坊下排村打造了33.33 hm2示范基地，示范基地采用水肥一體化技術(shù)，在生態(tài)稻田基地旁建設(shè)沼液暫存點(diǎn)1 000 m3，用肥季節(jié)使用潛污泵通過(guò)主管道和臨時(shí)管道泵送至農(nóng)田或吸污車送至農(nóng)田。并在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)打造了1 33333 hm2生態(tài)水稻園區(qū)、33333 hm2生態(tài)果業(yè)、蔬菜園區(qū)，大力推廣有機(jī)肥的使用。

3.4養(yǎng)殖場(chǎng)試點(diǎn)改造

為全面推廣生豬養(yǎng)殖糞污集中全量化處理模式，需要對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)糞污收集方式進(jìn)行改造。改造內(nèi)容包括：

①欄舍改造，地面采用水泥漏糞板，漏糞板下挖05 m糞溝，便于清糞機(jī)的刮糞板工作。

②糞溝可采用磚混結(jié)構(gòu)，具有一定的傾斜坡度，需做防滲措施。

③按照養(yǎng)殖規(guī)模量建設(shè)糞污收集池，對(duì)于存欄量小于3 000頭的養(yǎng)殖場(chǎng)，收集池有效容積應(yīng)大于養(yǎng)殖場(chǎng)每天產(chǎn)生糞污量，最小池容有效容積不小于20 m3；對(duì)于存欄量大于3 000頭的養(yǎng)殖場(chǎng)，糞污收集池有效容積應(yīng)大于2次排污收集量。

④養(yǎng)殖企業(yè)必須保證有道路通向糞污收集池，且道路寬度不得小于3.0 m，含有6.0 m的轉(zhuǎn)彎半徑。

⑤使用豬用自動(dòng)節(jié)水飲水器，節(jié)省生產(chǎn)用水量。

⑥整個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行雨污分離改造。

4結(jié)論

養(yǎng)殖糞污減量化和集中全量化處理模式在羅坊沼氣站已實(shí)踐一年多，正趨于完善。該模式實(shí)現(xiàn)了沼氣站與養(yǎng)殖場(chǎng)的無(wú)縫對(duì)接。該模式設(shè)計(jì)促進(jìn)養(yǎng)殖企業(yè)改造豬舍，從源頭減少生產(chǎn)用水、降低疾病發(fā)生率；而沼氣站可通過(guò)簡(jiǎn)化的糞污收集程序，提升了它的糞污處理能力，解決了養(yǎng)殖場(chǎng)污水量大帶來(lái)的處理難等問(wèn)題。

該模式實(shí)現(xiàn)了豬場(chǎng)與沼氣站的雙贏。對(duì)于豬場(chǎng)來(lái)說(shuō)，只需要保證糞污TS不低于6%即可，無(wú)需考慮廢水難處理及費(fèi)用問(wèn)題；對(duì)于沼氣站來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定了整個(gè)收儲(chǔ)運(yùn)體系中的糞污組成與TS（6%），降低了運(yùn)行成本。

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