太湖流域發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程實施方案及其效益分析

徐潔++劉城++王坡

摘要 畜禽養(yǎng)殖污染已經(jīng)成為太湖流域農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源，是造成太湖水污染的重要原因之一。發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖作為一種將畜禽糞污排放控制、污染治理與畜禽養(yǎng)殖相結(jié)合的養(yǎng)殖方式，是江蘇省在太湖流域規(guī)模畜禽場推廣的糞污處理工程典型技術(shù)模式之一，主要應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖，還可用于雞、鴨等家禽的養(yǎng)殖。結(jié)合近年來江蘇省太湖水環(huán)境綜合治理專項資金農(nóng)業(yè)面源污染治理類項目經(jīng)驗，提出發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程實施方案，并對實施后的環(huán)境效益進行分析，旨在為“十三五”畜禽養(yǎng)殖污染治理和畜禽污染減排及資源化利用提供模式借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 發(fā)酵床；畜禽養(yǎng)殖；糞污處理；效益；江蘇省；太湖流域

中圖分類號 X713 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）20-0165-02

Project Implementation Plan and Its Benefits Analysis of Sewage Treatment with Fermentation Bed Ecological Breeding in Taihu Basin

XU Jie LIU Cheng WANG Po

（School of Environmental Engineering，Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture，Suzhou Jiangsu 215008）

Abstract Livestock and poultry pollution has become the main source of agricultural non-point source pollution in Taihu Basin，and it′s an important cause for water pollution of Taihu Lake. Intergrated livestock sewage discharge，pollution management and livestock raising，the fermentation bed is one of the typical technologies of sewage treatment engineering in scale livestock farms in Taihu Basin of Jiangsu Province. Fermentation bed was mainly applied for pig raising，but also for raising of chicken，duck and other poultry.Combined recent years′ experience of water environment agricultural non-point source pollution control project for Taihu Lake in Jiangsu Province，fermentation bed project implementation plan was proposed，and its benefits were analyzed，so as to provide reference for livestock and poultry pollution control，reduction and resource utilization during the 13th Five-Year Plan.

Key words fermentation bed；livestock and poultry raising；sewage treatment；benefit；Jiangsu Province；Taihu Basin

畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，在促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、增加農(nóng)民收入、改善城鄉(xiāng)居民生活的同時，也帶來了環(huán)境污染，畜禽養(yǎng)殖污染已經(jīng)成為導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因[1-4]。第一次全國污染源普查結(jié)果顯示，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的化學(xué)需氧量、總氮、總磷排放量分別為1268.26萬、102.48萬、16.04萬t，分別占農(nóng)業(yè)源排放量的96%、38%、56%，分別占污染源排放總量的42%、22%、38%[5]。加強畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染防治，對減緩農(nóng)業(yè)面源污染以及改善生態(tài)環(huán)境具有重大意義，已引起各級政府的高度重視和社會的廣泛關(guān)注[6-8]。

江蘇省太湖流域的總氮、氨氮、化學(xué)需氧量和總磷4種污染指標中，來自畜禽養(yǎng)殖業(yè)面源污染的比重較大，分別占流域內(nèi)各自總量的27%、21%、40%、26%。因此，畜禽養(yǎng)殖業(yè)面源污染是該地區(qū)的重要污染源，也是江蘇省環(huán)保工作的重中之重[9-10]。

發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖作為一種將畜禽糞污排放控制、污染治理與畜禽養(yǎng)殖相結(jié)合的養(yǎng)殖方式，是江蘇省在太湖流域規(guī)模畜禽場推廣的糞污處理工程典型技術(shù)模式之一，主要應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖，還可用于雞、鴨等家禽的養(yǎng)殖[11-12]。本文結(jié)合近年來江蘇省太湖水環(huán)境綜合治理專項資金農(nóng)業(yè)面源污染治理類項目經(jīng)驗，提出發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程實施方案，并對實施后的環(huán)境效益進行分析，旨在為“十三五”畜禽養(yǎng)殖污染治理和畜禽污染減排及資源化利用提供模式借鑒和參考。

1 江蘇省太湖流域畜禽養(yǎng)殖特征

太湖流域面積36 895 km2，地跨江蘇、浙江、上海兩省一市，其中江蘇省占53%[9]。據(jù)統(tǒng)計，江蘇省太湖流域主要養(yǎng)殖生豬、蛋禽、肉禽、奶牛等畜禽。根據(jù)《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB 18596—2001），將2011年流域內(nèi)養(yǎng)殖總量進行折算，相當于標準生豬659萬頭左右，占全省總量的15%[13]。在各類畜禽中，生豬占養(yǎng)殖總量的59%，其比重最大，排放的污染物也最多。江蘇省太湖流域各類型畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖場超過9 700個，其養(yǎng)殖量占總量的85%以上[12]。如何對規(guī)模畜禽場進行綜合治理，減少畜禽養(yǎng)殖污染，尤其是規(guī)?；B(yǎng)豬場內(nèi)排泄的大量糞尿?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境造成的影響，成為江蘇省太湖水環(huán)境綜合治理迫切需要解決的問題。endprint

2 工程實施方案

2.1 技術(shù)模式

采用發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)模式，對傳統(tǒng)養(yǎng)殖圈舍進行改造，建成以發(fā)酵床進行微生物發(fā)酵為核心的畜禽糞污處理工程。

發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)是一種無污染、零排放的新型環(huán)保養(yǎng)殖技術(shù)。先按一定比例將微生物菌種與鋸木屑等為主體的墊料基質(zhì)混合發(fā)酵形成有機墊料，生豬飼養(yǎng)在墊料上面，將排泄物直接排泄于發(fā)酵床墊料上，利用豬的拱翻習(xí)性，使豬糞尿與有機墊料充分混合，經(jīng)墊料中的微生物發(fā)酵，迅速降解、消化，從而達到免沖洗欄舍、無臭味、無糞污排放。同時，豬糞尿被微生物分解轉(zhuǎn)化為可被豬食用的無機物和菌體蛋白，通過豬的拱翻食用，給豬提供了一定的蛋白質(zhì)等營養(yǎng)。更換的墊料經(jīng)過處理成為生物有機肥，可直接用于種植農(nóng)作物，達到循環(huán)利用、變廢為寶的目的[14-16]。

2.2 工藝流程

發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程工藝流程見圖1。

2.3 建設(shè)內(nèi)容

2.3.1 發(fā)酵床圈舍建設(shè)。根據(jù)發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖的要求，因地制宜設(shè)計圈舍，對傳統(tǒng)豬舍進行發(fā)酵床豬舍改造。發(fā)酵床圈舍主要由豬欄、發(fā)酵床、水泥床、飼喂飲水系統(tǒng)、通風(fēng)降溫系統(tǒng)、過道等組成。發(fā)酵床（地下式、半地下式或地上式）建設(shè)應(yīng)符合實際要求，如地下水位高的地方選用地上式或半地下式。圈舍過道內(nèi)側(cè)與發(fā)酵床之間設(shè)置寬度合適的水泥床，以供豬只取食或盛夏高溫時休息。舍頂應(yīng)設(shè)置保溫隔熱材料，以利冬季保溫及夏季隔熱。同時建設(shè)配套的供水、供電工程和道路、綠化工程等。

2.3.2 菌種購買。微生物菌種的優(yōu)劣直接影響豬糞尿的降解速度和墊料發(fā)酵床的效率，高效、安全、經(jīng)濟、適用性廣的菌種是發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)的關(guān)鍵，應(yīng)選用知名品牌或廠商的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

2.3.3 墊料制作。墊料基質(zhì)以鋸木屑等為主體，與商品化菌種按一定比例充分混合發(fā)酵后，制成發(fā)酵床用的有機墊料。墊料鋪設(shè)適宜厚度，豬舍應(yīng)達到70 cm以上。墊料濕度適宜水分含量控制在40%～60%之間[17]。

2.3.4 設(shè)備購置。配備通風(fēng)降溫系統(tǒng)，購置小型冷風(fēng)機、濕簾、微噴管等夏季防暑降溫設(shè)備，以及通風(fēng)設(shè)施，改善舍內(nèi)空氣和濕度條件。配備飼喂飲水系統(tǒng)，購置采食器、飲水器等飼養(yǎng)設(shè)備及水路管線等附屬設(shè)施。

2.3.5 其他工程。樹立工程標示牌，明示發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程概況，包括企業(yè)基本情況、工程建設(shè)內(nèi)容和工藝流程、投資總額、環(huán)境效益、實施單位、監(jiān)督部門、監(jiān)督電話等，使用“江蘇農(nóng)業(yè)生態(tài)保護”專用標志，標明省、市、縣農(nóng)業(yè)行政主管部門。

3 環(huán)境效益

采用發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)，由于有機墊料中的微生物能夠有效降解、消化生豬排泄物，不再需要清掃豬糞尿，從而不會產(chǎn)生廢棄物排出豬場，也不會形成大量沖洗圈舍的污水，基本實現(xiàn)糞污零排放，大大減輕養(yǎng)豬場對周圍環(huán)境的污染[18]。近5年來，江蘇省在太湖流域?qū)嵤┌l(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程，共累計完成圈舍改造面積50萬m2 [10]。發(fā)酵床圈舍飼養(yǎng)密度一般為7～30 kg生豬0.8～1.2 m2/頭，30～100 kg生豬1.2～1.5 m2/頭[19]。按照1.2 m2/頭折算，1個飼養(yǎng)周期總養(yǎng)殖量折合生豬約41.67萬頭。根據(jù)豬糞尿排泄指數(shù)（糞便2.0 kg/d、尿液3.3 kg/d，飼養(yǎng)周期199 d）和豬糞尿中污染物含量（表1）推算[20]，通過發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程建設(shè)，1個飼養(yǎng)周期有效無害化處理和資源化利用糞便16.58萬t、尿液27.36萬t，實現(xiàn)COD減排11 084 t、氨氮減排901.91 t、總氮減排1 877.78 t、總磷減排707.65 t，可促進太湖流域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的完善和生態(tài)系統(tǒng)功能的逐漸恢復(fù)，提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加太湖以及周邊地區(qū)的環(huán)境承載力，使環(huán)境質(zhì)量水平顯著提高，人居環(huán)境的舒適性和適宜性得到極大增強，生態(tài)環(huán)境安全得到保障，促進生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。

4 結(jié)論

《江蘇省太湖流域水環(huán)境綜合治理實施方案》提出，要按照“減量化、無害化、資源化、生態(tài)化”要求，進一步提高畜禽養(yǎng)殖污染治理的技術(shù)水平，構(gòu)建養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展和廢棄物綜合利用模式，推進農(nóng)牧結(jié)合，逐步建立和完善農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的可持續(xù)循環(huán)生態(tài)鏈，到2020年，太湖地區(qū)基本實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖場糞污零排放。江蘇省近年來不斷加大對太湖流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)的綜合整治力度，每年從專項資金中安排5 000萬元用于畜禽養(yǎng)殖污染治理，在畜禽養(yǎng)殖糞污綜合治理和畜禽污染減排方面取得了顯著成效，逐步積累了較為成熟的治理經(jīng)驗和技術(shù)模式，并不斷探索新的治理思路[1]。發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)在促進江蘇省太湖流域水環(huán)境保護和畜禽養(yǎng)殖業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展方面成效顯著，適宜在有條件的地區(qū)推廣運行。本文結(jié)合近年來江蘇省太湖水環(huán)境綜合治理專項資金農(nóng)業(yè)面源污染治理類項目經(jīng)驗，提出發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖糞污處理工程實施方案，并對實施后的環(huán)境效益進行分析，旨在為“十三五”畜禽養(yǎng)殖污染治理和畜禽污染減排及資源化利用提供模式借鑒和參考。

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