規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)的清潔生產(chǎn)技術(shù)
——高床發(fā)酵型生態(tài)養(yǎng)豬技術(shù)研究

曾慶東，徐 偉，劉開(kāi)紅，吳 塔

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630；2.東瑞食品集團(tuán)股份有限公司，廣東 河源 517100；3.連平東瑞農(nóng)牧發(fā)展有限公司，廣東 河源 517100）

0 引言

在《2020 年廣東省畜牧獸醫(yī)工作要點(diǎn)》（粵農(nóng)農(nóng)辦〔2020〕50 號(hào)）中，廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳要求各地市著力推動(dòng)畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)高質(zhì)量發(fā)展，加快構(gòu)建現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖體系，大力發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖，形成高質(zhì)量的產(chǎn)能，建設(shè)高效安全、綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)化集中養(yǎng)殖小區(qū)。文件為廣東省養(yǎng)殖業(yè)建設(shè)朝著集約化、規(guī)?；I(yè)化方向前進(jìn)吹響了號(hào)角。

集約化、規(guī)?；切竽翗I(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量發(fā)展的需要[1]，但也使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種養(yǎng)分離的格局越發(fā)突顯。在此背景下，養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的畜禽糞污無(wú)法及時(shí)通過(guò)種植業(yè)來(lái)接納和消解，成為農(nóng)業(yè)面源污染的最大來(lái)源。雖然國(guó)家和企業(yè)為此增加污染治理投資，增加糞污處理設(shè)施，制定畜禽養(yǎng)殖業(yè)的各類排放標(biāo)準(zhǔn)，提出各種糞污處理方案[2-4]，但這些產(chǎn)生污染治理污染的方法，只注重末端治理，成本高，效果差，不能從根本上解決畜牧業(yè)產(chǎn)生污染的問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展除了要構(gòu)建現(xiàn)代化畜禽養(yǎng)殖體系、動(dòng)物防疫體系、畜禽產(chǎn)品流通體系，還要將清潔生產(chǎn)的理念貫穿到養(yǎng)殖業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)[5,6]，特別是要對(duì)養(yǎng)殖廢棄物產(chǎn)生和處置實(shí)行全過(guò)程控制，以整條生產(chǎn)鏈為主線，在各個(gè)環(huán)節(jié)減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用，才是現(xiàn)代畜牧業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展途徑。

1 清潔生產(chǎn)

清潔生產(chǎn)的概念起源于20 世紀(jì)70 年代。工業(yè)化的迅速發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，引起各國(guó)的反思。雖然人們開(kāi)始重視環(huán)境治理，采用各種設(shè)施、設(shè)備來(lái)處理工業(yè)產(chǎn)生的污染物，但事倍功半。人們認(rèn)識(shí)到只重視末端治理的方法，不能從根本上解決生產(chǎn)污染問(wèn)題。

業(yè)界從1976年開(kāi)始討論、探索清潔生產(chǎn)的理念，隨著循環(huán)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展等理念和模式逐步完善和推廣，清潔生產(chǎn)有了越來(lái)越豐富的理論依據(jù)。1989 年聯(lián)合國(guó)正式提出清潔生產(chǎn)概念，并明確指出生產(chǎn)企業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的具體途徑，就是實(shí)施清潔生產(chǎn)。

我國(guó)于2003 年1 月1 日起實(shí)施《中華人民共和國(guó)清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》(國(guó)家主席令〔2002〕72 號(hào))。法律明確了清潔生產(chǎn)的定義，即“清潔生產(chǎn)，是指不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔的能源與原料、采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過(guò)程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對(duì)人類健康和環(huán)境和危害”。

在《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》的規(guī)范和指導(dǎo)下，我國(guó)的清潔生產(chǎn)從理論建設(shè)開(kāi)始走向生產(chǎn)實(shí)踐。依法實(shí)施清潔生產(chǎn)的企業(yè)明顯提高了資源利用率，減少了污染物的排放，獲得了較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)了企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

目前，我國(guó)開(kāi)展清潔生產(chǎn)的企業(yè)集中在化工、紡織、冶金、鋼鐵等重點(diǎn)工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的推廣緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。

其實(shí)，規(guī)模化、集約化、專業(yè)化的養(yǎng)殖場(chǎng)如同一個(gè)工廠，是一個(gè)獨(dú)立的集中、專業(yè)、高效產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)[7]。但由于生產(chǎn)對(duì)象是家畜家禽，作為動(dòng)物，需要受到自然環(huán)境的約束和得到農(nóng)業(yè)體系的資源保障。比如供應(yīng)飼料的種植業(yè)、接納消解養(yǎng)殖污水的水體、承載畜禽糞便的土地等，都需要通過(guò)大農(nóng)業(yè)的資源條件來(lái)維持。無(wú)論畜牧業(yè)集約化、專業(yè)化程度如何，養(yǎng)殖場(chǎng)都不能破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，而是要維護(hù)區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的平衡，才能和周邊環(huán)境和諧共處，本身的生產(chǎn)過(guò)程才能有安全保障[8-10]。所以，畜牧業(yè)需要研究如何節(jié)約資源，如何減少?gòu)U棄物產(chǎn)生，如何防止環(huán)境污染等清潔生產(chǎn)課題，才能實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。

在畜牧業(yè)新一輪快速發(fā)展的形勢(shì)下，亟須宣傳清潔生產(chǎn)的理念和技術(shù)，并在規(guī)?；酿B(yǎng)殖企業(yè)中推廣清潔生產(chǎn)，才能構(gòu)建產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖體系。

2 畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)糞污

畜禽糞便從資源變成環(huán)境問(wèn)題，從根本上看，是由于種植、養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)分離后，兩者在空間上、時(shí)間上存在的差異性，當(dāng)?shù)貨](méi)有足夠土地來(lái)簡(jiǎn)單消納畜禽糞便，使本該成為種植業(yè)生產(chǎn)資源的肥料，成為環(huán)境污染源。

畜禽糞污含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是有機(jī)肥料的主要原料來(lái)源。《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2017〕48 號(hào)）指明了畜禽養(yǎng)殖廢棄物是資源屬性，治理方向是實(shí)現(xiàn)其資源化利用。所以，對(duì)畜禽固養(yǎng)殖廢棄物的處理，不僅是要達(dá)到治理污染的目的，更重要的是改變?cè)瓉?lái)視糞尿?yàn)槲廴驹吹挠^念，轉(zhuǎn)為重點(diǎn)采用末端治理的思路，才能解決治理技術(shù)單一，處理成本高、效果差的狀況。

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物如何處理，是畜牧業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。其中產(chǎn)量占比最大的畜禽糞尿，本應(yīng)該是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機(jī)肥資源，現(xiàn)在卻被視為環(huán)境污染源。根據(jù)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳關(guān)于做好畜禽糞污資源化利用跟蹤監(jiān)測(cè)工作的通知》（農(nóng)辦牧〔2018〕28 號(hào)），統(tǒng)計(jì)得到的廣東省養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞尿產(chǎn)生量如表1 所示。

在廣東省，養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的糞污污染特別嚴(yán)重。自古“豬糧安天下”，生豬產(chǎn)業(yè)是菜籃子工程的重頭戲。按《2020 年廣東省畜牧獸醫(yī)工作要點(diǎn)》要求，我省要確保生豬自給率穩(wěn)定在70%以上，生豬存欄量保守估算保持在3 300 萬(wàn)頭以上。按表1 計(jì)算，全省僅豬糞尿產(chǎn)生量35 萬(wàn)t/d（僅指按保守養(yǎng)豬量估算豬只排泄純糞尿量，排放量遠(yuǎn)大于這個(gè)數(shù)值）。

表1 單位畜禽糞便晃尿液產(chǎn)生量參數(shù)表（廣東）

廣東屬南方水網(wǎng)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口密集，是糧棉油豬的主產(chǎn)區(qū)和主銷區(qū)，發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)是剛性需求，特別是生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展迅速。但人均土地資源少，適養(yǎng)區(qū)域的養(yǎng)殖密度越來(lái)越高；另外由于氣候濕熱，糞污含水量大，糞污處理成本高，難以簡(jiǎn)單處理利用，導(dǎo)致養(yǎng)殖業(yè)與環(huán)保矛盾日益突出，養(yǎng)殖場(chǎng)糞污總量減排成為各級(jí)政府對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染整治工作的核心和關(guān)鍵任務(wù)。

如何通過(guò)清潔生產(chǎn)治理養(yǎng)殖業(yè)糞污污染和實(shí)現(xiàn)糞污資源化利用，讓寶貴資源回歸大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。河源市的高床發(fā)酵型生豬養(yǎng)豬模式提供了很好的借鑒。

3 高床發(fā)酵型生豬養(yǎng)殖模式的清潔生產(chǎn)項(xiàng)目分析

針對(duì)傳統(tǒng)水沖式養(yǎng)豬方式已難以適應(yīng)現(xiàn)代生態(tài)型農(nóng)業(yè)發(fā)展要求的問(wèn)題，河源某養(yǎng)殖集團(tuán)應(yīng)用了一種新模式——高床發(fā)酵型生態(tài)養(yǎng)豬模式，如圖1所示。

圖1 高床發(fā)酵型生態(tài)養(yǎng)豬模式示意圖

新模式將生豬生產(chǎn)與糞污處理結(jié)合在一棟上下層結(jié)構(gòu)豬舍內(nèi)，上層養(yǎng)豬下層處理糞污。新模式通過(guò)全漏縫地板豬舍加墊料動(dòng)態(tài)發(fā)酵的方式，全部糞污不用運(yùn)出豬舍，從養(yǎng)殖面直落到發(fā)酵中的墊料收納層內(nèi)，利用微生物好氧發(fā)酵原理，原位轉(zhuǎn)化為固體有機(jī)肥料（半成品）。目前集團(tuán)己建、在建采用高床發(fā)酵生態(tài)型養(yǎng)殖模式的大型養(yǎng)殖場(chǎng)有5 家，今年內(nèi)生豬出欄量超過(guò)50 萬(wàn)頭。

3.1 糞污運(yùn)輸、處理、貯存一體化，減少生產(chǎn)工序，節(jié)省了人力和土地

豬舍上層養(yǎng)豬地面采用全漏縫地板結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的豬糞尿通過(guò)漏縫板落入一層墊料中，不用刮糞和水沖。

下層為墊料發(fā)酵車間，高度為2.5 m，地下鋪設(shè)70～80 cm 厚木糠、谷殼等組成的發(fā)酵墊料，如圖2 所示。

圖2 下層墊料車間實(shí)景圖

豬糞尿落到發(fā)酵墊料中，成為發(fā)酵原料，即時(shí)進(jìn)入好氧發(fā)酵狀態(tài)，消解成為肥料養(yǎng)分，多余水分蒸發(fā)后隨引風(fēng)系統(tǒng)散出舍外。

墊料發(fā)酵車間配備翻堆機(jī)，可以依據(jù)墊料的發(fā)酵情況，定時(shí)翻堆，豬糞尿與墊料混合均勻，保證微生物的好氧發(fā)酵作用，保證堆體物料均一。

墊料要選擇合適的原料，按公司的配方混合，保證發(fā)酵效果和時(shí)間，整批進(jìn)、整批出，每養(yǎng)一批豬換一批墊料（17～18 周）。

新養(yǎng)豬模式豬糞尿不用運(yùn)出豬舍，在原位即發(fā)酵成有機(jī)肥料，節(jié)省了收集、運(yùn)輸成本，也節(jié)省人力、物力，減少豬糞處理廠建設(shè)用地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，減少人員40%左右，減少建筑占地面積30%以上。

3.2 嚴(yán)格管理，從源頭上減少糞污含水量和污水產(chǎn)生量

由于下層為發(fā)酵墊料區(qū)，生豬生產(chǎn)操作流程一定要從源頭實(shí)行節(jié)水措施：①養(yǎng)豬全程不沖洗豬舍；

②批次間豬舍清除漏縫地板采用火焰消毒等無(wú)水消毒方法；③養(yǎng)豬配置自動(dòng)喂料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼喂，減少飼料浪費(fèi)；④采用節(jié)水型飲水器，并在飲水器下面專門設(shè)計(jì)地面凹型槽，收集豬只玩耍的浪費(fèi)水，通過(guò)管道管網(wǎng)排至室外水溝，不進(jìn)入墊料層。

采用以上措施，實(shí)現(xiàn)在養(yǎng)豬生產(chǎn)過(guò)程不沖水，較傳統(tǒng)水沖糞模式可節(jié)省80%用水，從源頭上減少了污水的產(chǎn)生，也保障發(fā)酵效果。

3.3 臭氣防控措施保證豬舍空氣潔凈和環(huán)境友好

豬舍和墊料發(fā)酵間安裝了環(huán)控系統(tǒng)：①高床豬舍上層豬舍采用溫控通風(fēng)，安裝濕簾、風(fēng)機(jī)及溫度控制器，保證舍內(nèi)溫濕度處于最佳范圍；②下層高度2.5 m 以上，保證與養(yǎng)殖層有足夠的隔離高度；下層發(fā)酵區(qū)單獨(dú)的安裝通風(fēng)裝置，能及時(shí)排除墊料發(fā)酵產(chǎn)生的水汽、CO2、氨氣等廢氣，防止污染二層空氣；③墊料定期翻堆、定時(shí)鼓風(fēng)曝氣、根據(jù)情況局部補(bǔ)充墊料，保證墊料好氧發(fā)酵狀態(tài)，減少臭氣產(chǎn)生；④豬舍的風(fēng)機(jī)末端加裝除臭間，對(duì)生豬養(yǎng)殖及墊料發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣洗滌處理，有效解決養(yǎng)殖過(guò)程臭氣污染環(huán)境問(wèn)題。

全漏縫地板、良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)、合理操作規(guī)程，糞污能及時(shí)處理，保證了整個(gè)養(yǎng)殖舍環(huán)境舒適，豬只健康，生長(zhǎng)速度快。通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，公司采用高床發(fā)酵型養(yǎng)豬模式對(duì)比傳統(tǒng)養(yǎng)豬模式，分別提高了4%的育肥豬飼料轉(zhuǎn)化率和3%的上市合格率，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3.4 實(shí)現(xiàn)全量糞污的肥料化利用

生態(tài)化處理方式和生態(tài)資源化利用：①豬糞尿全量收集，轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥回歸大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系；

②利用農(nóng)、林產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)廢棄物作為發(fā)酵墊料，遵循生態(tài)學(xué)原理，用動(dòng)物、植物、微生物之間相互依存關(guān)系，在廢棄物處理上實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合，協(xié)同工作；

③養(yǎng)殖生產(chǎn)中，在上層出豬后，下層墊料整批清理送到有機(jī)肥廠，再混合一些蘑菇渣、腐殖酸等輔料，利用快速好氧堆肥技術(shù)，半成品轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，成為農(nóng)資產(chǎn)品進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，維護(hù)整個(gè)農(nóng)業(yè)體系的資源平衡。

根據(jù)近6 年統(tǒng)計(jì)數(shù)字，該養(yǎng)殖模式每10 000 頭豬每年可以生產(chǎn)1 000 t 有機(jī)肥，今年公司能生產(chǎn)50 000 t 優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。目前，集團(tuán)的肥料生產(chǎn)業(yè)務(wù)已成立專業(yè)的有機(jī)肥公司，實(shí)行產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)。新養(yǎng)殖模式不但解決了養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的污染問(wèn)題，也為種植業(yè)提供大量可靠的綠色生態(tài)肥料，產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

“高床發(fā)酵生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)”遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想和全過(guò)程控制廢物產(chǎn)生的清潔生產(chǎn)方法，在養(yǎng)殖過(guò)程中減排污水、全量收集糞尿并協(xié)同農(nóng)林廢棄物發(fā)酵成有機(jī)肥料循環(huán)回歸種植業(yè)，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖條件舒適化和環(huán)境影響最小化，是優(yōu)秀的畜牧業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)，值得示范和推廣。