規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染生態(tài)環(huán)保達(dá)標(biāo)治理模式對(duì)比分析①

原瑞芬

（莆田市農(nóng)業(yè)環(huán)保能源站 福建莆田 351100）

近年來，隨著莆田市城市“菜籃子工程”的實(shí)施，畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，經(jīng)營方式由分散型向集約化轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢水，帶來的環(huán)境問題也日趨嚴(yán)重，成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染源之一。據(jù)莆田市第一次全國農(nóng)業(yè)污染源普查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年底全市生豬規(guī)模養(yǎng)殖場存欄量52.90萬頭，生豬養(yǎng)殖業(yè)糞便排放總量已達(dá)26.17萬t，再加上規(guī)模化生產(chǎn)的沖洗水，實(shí)際排出的污水總量超過83.35萬t?？刂坪拖鳒p養(yǎng)殖污水排放，實(shí)現(xiàn)污水的生態(tài)環(huán)保達(dá)標(biāo)治理成為規(guī)模畜禽養(yǎng)殖污水治理的主要研究方向。

2011～2018 年，筆者參與研究設(shè)計(jì)和指導(dǎo)實(shí)施了3種主要的規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染治理模式，主要以自循環(huán)沼氣系統(tǒng)凈化處理豬場廢水為核心，因地制宜地植入沼渣與沼液還田、沼液自然生態(tài)系統(tǒng)（氧化塘、人工濕地）降解或生物發(fā)酵舍等技術(shù)環(huán)節(jié)，形成“能源—生態(tài)循環(huán)、消納、降解型”的規(guī)模養(yǎng)殖場污染生態(tài)環(huán)保達(dá)標(biāo)治理模式，治理模式在51家規(guī)模豬場污染陸續(xù)投入有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染治理模式簡介

1.1 模式一：規(guī)模養(yǎng)豬場養(yǎng)殖廢水種植消納生態(tài)循環(huán)模式

即“豬—沼—果（田、林等）”種植全消納生態(tài)循環(huán)體系，采用干清糞工藝，養(yǎng)殖污染物經(jīng)固液分離、酸化、厭氧（沼氣）發(fā)酵后排入貯液池，沼液經(jīng)管網(wǎng)輸送至種植消納地用作肥料，實(shí)現(xiàn)零排放（不外排）的環(huán)保目標(biāo)。該模式以沼氣為紐帶，把養(yǎng)豬業(yè)與種植業(yè)有機(jī)接合起來，優(yōu)化耦合，形成污染物低排放或零排放的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系。合理利用了能流與物流的平衡和良性循環(huán)，多層次利用和增值，幾乎是一個(gè)閉合的生態(tài)鏈，以沼液消納為主體的生態(tài)、養(yǎng)殖、凈化的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)減排體系。

1.2 模式二：規(guī)模養(yǎng)豬場養(yǎng)殖廢水達(dá)標(biāo)排放模式

將養(yǎng)殖污染物經(jīng)固液分離、酸化、厭氧發(fā)酵后，排出的沼液進(jìn)入生化（好氧曝氣）處理設(shè)施以及人工濕地、氧化塘等后續(xù)深度處理系統(tǒng)進(jìn)行降解，使得處理液符合GB18596-2001《集約化國家畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物最高允許排放量》標(biāo)準(zhǔn)后排放至市政污水管道，進(jìn)入污水處理廠處理；或?qū)⒋蟛糠诌_(dá)標(biāo)水回收用于沖洗豬欄，進(jìn)入凈化系統(tǒng)進(jìn)行二次循環(huán)處理[1]。

1.3 模式三：規(guī)模養(yǎng)豬場養(yǎng)殖廢水室外生物墊料消納模式

養(yǎng)殖污染物經(jīng)固液分離、酸化、厭氧發(fā)酵后，沼液全部排入室外生物墊料發(fā)酵舍內(nèi)消納，在微生物降解和好氧發(fā)酵產(chǎn)生熱能驅(qū)散水分的機(jī)理作用下，實(shí)現(xiàn)零排放的環(huán)保目標(biāo)。

2 治理模式對(duì)比分析

在莆田市已投入運(yùn)轉(zhuǎn)3～5年的3種治理模式中規(guī)模豬場，分別抽取3家作為考查統(tǒng)計(jì)和對(duì)比分析對(duì)象。

2.1 成效分析

通過分析2018年相關(guān)部門對(duì)上述規(guī)模豬場污染治理工程運(yùn)行狀況的監(jiān)測和驗(yàn)收情況，結(jié)果詳見附表1。所有模式工程均監(jiān)測其日沼液（糞污）排放量，日排污量是取一年中每個(gè)月中旬的日沼液（糞污）排放量的均值；“模式一”另測沼液消納狀況，必須是全消納，不外排，不產(chǎn)生二次污染；“模式二”另測出水水質(zhì)，必須符合GB18596-2001的排放標(biāo)準(zhǔn)；“模式三”另測室外生物發(fā)酵墊料是否全消納養(yǎng)殖糞污，并實(shí)現(xiàn)污染物零排放的環(huán)保目標(biāo)。

從表1可見，3家“模式一”分析對(duì)象均達(dá)到了沼液全消納的環(huán)保要求；3家“模式二”分析對(duì)象的出水水質(zhì)均符合GB18596-2001的排放標(biāo)準(zhǔn)；3家“模式三”分析對(duì)象均實(shí)現(xiàn)糞污全消納（零排放）環(huán)保目標(biāo)[2]。

2.2 投資規(guī)模對(duì)比分析

根據(jù)《扶持畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染治理項(xiàng)目設(shè)施造價(jià)估算表及投資額度認(rèn)定表》的有關(guān)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)3種治理模式的設(shè)施建設(shè)內(nèi)容及其工程實(shí)際投資額。統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表2。

表1 莆田市部分規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染治理監(jiān)測結(jié)果

從表2可見，分析對(duì)象的治理模式工程總投資分別為73.45萬～153.9萬元，其中模式一、二、三這每頭生豬（存欄）治理工程的平均投資額分別為335.85、277.29和388.32元。平均投資額度為模式三最高、模式一次之，模式二最低。

2.3 運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比分析

經(jīng)實(shí)地核實(shí)并統(tǒng)計(jì)各分析對(duì)象的治理工程運(yùn)行費(fèi)用，統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見附表3。

從表3可見，（1）按不同模式對(duì)比，則“模式三”運(yùn)行費(fèi)用最高，年費(fèi)用高達(dá)33.34元/頭豬，“模式二”次之，年費(fèi)用為9.59元/頭豬，“模式一”最低，年費(fèi)用僅為1.01元/頭豬。（2）按不同治理階段對(duì)比，當(dāng)“模式一”污染物處于全程自流狀態(tài)時(shí)，僅有厭氧階段產(chǎn)生攪拌耗電等小額運(yùn)行費(fèi)用，其他階段幾乎是零費(fèi)用；當(dāng)糞污和沼液需要抽排運(yùn)行時(shí)，則抽排耗電為主要運(yùn)行費(fèi)用，且額度明顯高于厭氧攪拌，但無論是否自流運(yùn)行，該模式的運(yùn)行總費(fèi)用均明顯低于其他兩種模式。當(dāng)“模式二”污染物為自流進(jìn)水和出水時(shí)，僅有厭氧和好氧曝氣階段產(chǎn)生運(yùn)行費(fèi)用，但費(fèi)用明顯偏高；當(dāng)污染物需要抽排運(yùn)行時(shí)，則厭氧與好氧階段平均費(fèi)用最高，占總運(yùn)行費(fèi)用的98.35 %，其次是前處理的抽排階段，占總運(yùn)行費(fèi)用的1.65%，后處理階段無運(yùn)行費(fèi)用。當(dāng)“模式三”污染物處于全程進(jìn)水自流狀態(tài)時(shí)，主要有糞污抽排至生物發(fā)酵墊料時(shí)需要耗電費(fèi)用以及拋翻墊料和添加微生物劑等費(fèi)用，其中拋翻墊料和添加微生物劑為主要費(fèi)用，占總費(fèi)用的98.29 %，糞污抽排等耗電費(fèi)用較少，僅占總費(fèi)用的0.85%；當(dāng)前處理階段污染物需要抽排運(yùn)行時(shí)，抽排費(fèi)用僅占總費(fèi)用的0.86%，屬次要費(fèi)用[3]。

表2 莆田市部分規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染治理工程實(shí)際投資狀況

表3 莆田市部分規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染治理工程年運(yùn)行費(fèi)用

2.4 應(yīng)用潛力對(duì)比分析

治理模式的應(yīng)用潛力分析詳見表4。

由表4可見，模式一具有造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用均較低的優(yōu)勢，但需要配套較大的種植消納面積及其管網(wǎng)設(shè)施，應(yīng)用潛力受到一定的限制；模式二系“工業(yè)處理法”，依靠厭氧、好氧設(shè)備降解污染物，且耗電等費(fèi)用較高，更適用于大型養(yǎng)豬場和不具備選用其他模式條件的養(yǎng)殖企業(yè)，具有一定的應(yīng)用潛力；模式三系生物消納型治理工藝，當(dāng)墊料以及添加的微生物劑足夠并確保正常運(yùn)行時(shí)，顯現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力。

表4 莆田市規(guī)模豬場養(yǎng)殖污染治理模式應(yīng)用潛力分析

3 結(jié)語

莆田市推廣應(yīng)用的3種畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染治理模式，經(jīng)運(yùn)行實(shí)踐證明，不同模式間具有不同流程和達(dá)標(biāo)（或零排放）治理的功能共性，各種模式均能適用于處理規(guī)模養(yǎng)豬場養(yǎng)殖廢棄物。此外，不同治理模式工程的投資規(guī)模和運(yùn)行費(fèi)用存在著較大的差異性。在擁有足夠種植消納面積條件的養(yǎng)殖企業(yè)，建議首選消納型的“模式一”；在不具備種植和生物墊料舍等建設(shè)條件，以及養(yǎng)殖規(guī)模較大（如存欄5 000頭以上）的養(yǎng)豬場，選用“模式二”較為合適；在谷糠、木屑等墊料原料豐富，且擁有足夠墊料棚舍建設(shè)空間等條件的企業(yè)，選用“模式三”較為可行。