上海市奶牛場(chǎng)污染防治措施案例分析

陳曄

（上海市環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)，上海 200003）

1 引言

奶產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代畜牧體系的重要組成部分，大力發(fā)展奶產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)畜牧產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化發(fā)展，是我國(guó)建設(shè)現(xiàn)代化畜牧產(chǎn)業(yè)的重要策略［1］。國(guó)務(wù)院辦公廳于2020 年9 月印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》中明確指出，畜牧業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要產(chǎn)業(yè)，肉蛋奶是百姓“菜籃子”的重要品種，要因地制宜發(fā)展規(guī)模化養(yǎng)殖，引導(dǎo)養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）改造提升基礎(chǔ)設(shè)施條件，擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，提升標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖水平。因此，在奶牛養(yǎng)殖規(guī)模迅速發(fā)展的情況下，提供可參考的環(huán)境污染防治措施，特別是在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)及技術(shù)評(píng)估過(guò)程中尤為重要。

本文以上海市某郊區(qū)的3 個(gè)奶牛場(chǎng)為例，對(duì)奶牛場(chǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中環(huán)境污染治理措施的選擇及污染防治效果進(jìn)行分析。

2 案例概況

奶牛場(chǎng)一的經(jīng)營(yíng)范圍為生鮮牛奶的生產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為飼養(yǎng)母奶牛650 頭，年產(chǎn)牛奶量5 575 t，廠區(qū)總占地面積約10.5 萬(wàn)m2；奶牛場(chǎng)二的經(jīng)營(yíng)范圍為生鮮牛奶的生產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模為飼養(yǎng)母奶牛1 800 頭，年產(chǎn)牛奶量14 850 t，廠區(qū)總占地面積約16.8 萬(wàn)m2；奶牛場(chǎng)三為后備牛場(chǎng)，其經(jīng)營(yíng)范圍為后備牛養(yǎng)殖，規(guī)劃存欄后備牛2 074 頭，規(guī)劃年出欄育成牛1 200 頭，廠區(qū)總占地面積約7.9 萬(wàn)m2。

3 個(gè)奶牛場(chǎng)內(nèi)均建設(shè)有牛舍、飼料倉(cāng)庫(kù)、污糞處理設(shè)施、動(dòng)物防疫設(shè)施等相關(guān)配套設(shè)施，按照農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化要求建立并采用現(xiàn)代化養(yǎng)殖模式。奶牛場(chǎng)一、二內(nèi)出生的母犢牛進(jìn)入奶牛場(chǎng)三進(jìn)行飼養(yǎng)，育成母牛進(jìn)行配種、妊娠后轉(zhuǎn)回奶牛場(chǎng)一、二進(jìn)行生育從而成為成乳牛，成乳牛重復(fù)進(jìn)行擠奶和生育直至第五胎后被淘汰。

3 產(chǎn)污分析

奶牛場(chǎng)內(nèi)的奶牛采用集中舍養(yǎng)方式，不從事放牧作業(yè)和飼料加工，場(chǎng)內(nèi)主要進(jìn)行奶牛飼養(yǎng)、繁育及奶制品生產(chǎn)，主要產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)集中在奶牛產(chǎn)奶、犢牛繁育、牛奶采集及預(yù)處理、衛(wèi)生防疫、糞污處理等過(guò)程中。奶牛場(chǎng)廢氣主要來(lái)自牛舍、干糞棚、糞污池及沼氣火炬，主要廢氣污染物包括氨、硫化氫、臭氣、二氧化硫及氮氧化物；廢水主要來(lái)自牛尿液、乳品間沖洗過(guò)程、吸糞車清洗過(guò)程、沼氣脫水過(guò)程及職工生活，主要廢水污染物包括化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮物、氨氮、總氮、總磷、糞大腸菌群；噪聲主要來(lái)自牛叫聲及牛舍風(fēng)扇、糞污處理系統(tǒng)設(shè)備、沼氣火炬燃燒系統(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程；固體廢物主要包括病死牛及胎盤(pán)、牛糞、沼渣、牛舍廢墊料、實(shí)驗(yàn)室廢物、消毒及防疫產(chǎn)生的醫(yī)療廢物、沼氣脫硫產(chǎn)生的廢脫硫劑、職工生活垃圾。

4 污染治理對(duì)策措施

4.1 惡臭污染防控措施和沼氣處理措施

根據(jù)奶牛的習(xí)性和產(chǎn)污特點(diǎn)，提出針對(duì)性的惡臭防控措施，在奶牛場(chǎng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中具有重要的意義。奶牛耐寒不耐熱，過(guò)高氣溫會(huì)對(duì)奶牛造成輕度熱應(yīng)激，導(dǎo)致其生理功能紊亂及奶產(chǎn)量減少［2］，因此牛舍日常以自然通風(fēng)及風(fēng)扇強(qiáng)制通風(fēng)為主要通排風(fēng)方式。糞污處理系統(tǒng)的糞污池位于干糞棚內(nèi)部，干糞棚頂部采用鋼結(jié)構(gòu)及陽(yáng)光板結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，側(cè)面采用混凝土及陽(yáng)光板結(jié)構(gòu)進(jìn)行阻擋，僅留有一側(cè)設(shè)為糞污運(yùn)輸出入口，由于糞污出入頻繁無(wú)法對(duì)干糞棚采取全密閉廢氣收集措施?；谏鲜鲈颍膛?chǎng)內(nèi)牛舍、糞污池、干糞棚產(chǎn)生的惡臭氣體在場(chǎng)內(nèi)無(wú)組織逸散排放，但場(chǎng)區(qū)可從源頭采取控制措施，并加強(qiáng)日常管理，主要包括：（1）每日定時(shí)在牛舍內(nèi)及四周、干糞棚內(nèi)及運(yùn)輸出入口、糞污池霧化噴灑具有殺菌除臭功能的天然植物除臭劑，除臭原理為利用除臭劑對(duì)空氣中的異味物質(zhì)進(jìn)行吸附、吸收、溶解或使其發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到消除惡臭成分的目的［3］；（2）提高糞便清理頻次，牛舍糞便采用吸糞車進(jìn)行人工干清糞并做到日產(chǎn)日清，整場(chǎng)采用暗溝收集牛尿液和廢水，可有效控制牛舍內(nèi)糞尿的停留及發(fā)酵時(shí)間；（3）加強(qiáng)飼養(yǎng)管理，控制合理的飼養(yǎng)密度，飼料內(nèi)添加除臭劑和益生菌并降低粗蛋白質(zhì)水平；（4）場(chǎng)內(nèi)貯存設(shè)施需滿足抗拉、抗?jié)B、抗風(fēng)、防雨、防漏、防溢和固體糞滲瀝液收集等規(guī)范要求，運(yùn)輸工具具有防滲漏、防流失和防撒落等防止固體糞便運(yùn)輸過(guò)程中污染環(huán)境的措施。

奶牛場(chǎng)糞污經(jīng)固液分離后，污水進(jìn)入黑膜厭氧塘進(jìn)行發(fā)酵從而產(chǎn)生沼氣，沼氣經(jīng)脫硫脫水預(yù)處理后通過(guò)內(nèi)燃式沼氣火炬燃燒處理后排放，燃燒效率可達(dá)到99%。其中，沼氣脫硫凈化處理采用以氧化鐵為脫硫劑的干法脫硫技術(shù)［4］，脫水處理采用冷分離法［5］。

4.2 糞污資源化利用措施

奶牛場(chǎng)產(chǎn)生的牛尿液及各類廢水通過(guò)污水管道收集進(jìn)入糞污處理系統(tǒng)，牛糞通過(guò)吸糞車清運(yùn)至糞污處理系統(tǒng)。糞污處理系統(tǒng)采用“糞污池均質(zhì)+固液分離+黑膜厭氧塘+好氧塘”處理工藝，牛尿液、廢水及牛糞在糞污池內(nèi)攪拌混合均勻后，先進(jìn)入固液分離間對(duì)污水與糞渣進(jìn)行分離，污水進(jìn)入黑膜厭氧塘進(jìn)行厭氧處理后產(chǎn)生的沼液貯存于好氧塘內(nèi)，達(dá)到GB 7959—2012《糞便無(wú)害化衛(wèi)生要求》后作為液肥按需施用于奶牛場(chǎng)周邊農(nóng)田，糞渣和沼渣則暫存于干糞棚內(nèi)定期外運(yùn)。沼液通過(guò)糞污處理系統(tǒng)配套的還田管道輸送系統(tǒng)、田間溝渠輸送系統(tǒng)及管道壓力噴灌系統(tǒng)適時(shí)作為液肥還田，從而實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)循環(huán)［6］。

4.3 地下水和土壤污染防控措施

奶牛場(chǎng)對(duì)地下水及土壤污染采取的防控措施遵循“源頭控制、分區(qū)防控、污染監(jiān)控、應(yīng)急響應(yīng)”的原則，對(duì)牛舍、乳品間、干糞棚、固液分離間、柴油庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室的底部混凝土進(jìn)行防滲處理，對(duì)黑膜厭氧塘池壁及池底在夯壓的基礎(chǔ)上鋪設(shè)HDPE 膜進(jìn)行防滲，在好氧塘、糞污池、事故池底部進(jìn)行鋪膜防滲，在危廢暫存間地面鋪設(shè)環(huán)氧地坪。上述區(qū)域采取的防滲措施均可滿足等效黏土防滲層Mb≥1.5 m，滲透系數(shù)≤1.0×10-7cm/s 的要求。同時(shí)，企業(yè)還建立了地下水及土壤的環(huán)境監(jiān)測(cè)管理體系。

4.4 噪聲污染防治措施

為減輕牛叫聲及各類設(shè)備運(yùn)行噪聲對(duì)外界環(huán)境的影響，奶牛場(chǎng)采取的噪聲污染防治措施主要包括：（1）規(guī)范奶牛飼養(yǎng)作業(yè)管理，盡可能滿足奶牛的飲食需求及減少外界環(huán)境對(duì)奶牛造成的干擾，夏季及時(shí)對(duì)奶牛采取防暑降溫措施使牛舍保持舒適、涼爽的環(huán)境；（2）牛舍風(fēng)扇、糞污處理系統(tǒng)的各類設(shè)備、沼氣火炬燃燒系統(tǒng)風(fēng)機(jī)選用低噪聲設(shè)備并進(jìn)行合理布局；（3）針對(duì)高噪聲設(shè)備采取減隔振、振墊、消聲等常規(guī)降噪措施。在上述措施下奶牛場(chǎng)噪聲基本能滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此防治效果分析中不再贅述。

4.5 固體廢物污染防治措施

奶牛場(chǎng)產(chǎn)生的糞渣、沼渣及牛舍廢墊料暫存于干糞棚內(nèi)，每月定期由其他企業(yè)外運(yùn)后用于制作有機(jī)肥；病死牛及胎盤(pán)定期運(yùn)至動(dòng)物無(wú)害化處理中心處置；消毒及防疫產(chǎn)生的醫(yī)療廢物、實(shí)驗(yàn)室廢物暫存于危廢暫存間內(nèi)，均委托有相應(yīng)危險(xiǎn)廢物處理資質(zhì)的單位外運(yùn)處置；廢脫硫劑由沼氣設(shè)備供應(yīng)商負(fù)責(zé)回收。

5 污染防治效果

3 個(gè)奶牛場(chǎng)在日常運(yùn)營(yíng)中均對(duì)各環(huán)境要素進(jìn)行了環(huán)境監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)期間，奶牛存欄量占規(guī)劃存欄量的比例均大于90%。

5.1 大氣環(huán)境影響調(diào)查

近期各奶牛場(chǎng)周界處的廢氣污染物監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，各奶牛場(chǎng)周界處氨的監(jiān)測(cè)濃度占排放標(biāo)準(zhǔn)濃度的20%～95%，硫化氫的監(jiān)測(cè)濃度占排放標(biāo)準(zhǔn)濃度的50.0%～96.7%，臭氣濃度均未檢出。各類惡臭污染物在場(chǎng)界處的濃度均可滿足DB 31/1025—2016《惡臭（異味）污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和DB 31/1098—2018《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的相應(yīng)排放限值要求。

5.2 地表水環(huán)境影響調(diào)查

近期各奶牛場(chǎng)好氧塘出口處的沼液監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表2。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，各奶牛場(chǎng)好氧塘出口處沼液中的鉻、砷、汞和鎘均未檢出；鉛僅在奶牛場(chǎng)一中檢出，且其占標(biāo)率極低，只占排放標(biāo)準(zhǔn)的0.001 04%～0.001 96%；糞大腸菌群滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；沙門(mén)氏菌和蛔蟲(chóng)卵數(shù)均未檢出。因此，奶牛場(chǎng)糞污經(jīng)過(guò)“糞污池均質(zhì)+固液分離+黑膜厭氧塘+好氧塘”處理工藝后，可滿足GB 7959—2012《糞便無(wú)害化衛(wèi)生要求》中的相關(guān)要求。

表2 近期各奶牛場(chǎng)好氧塘出口處的沼液監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況

5.3 地下水及土壤環(huán)境影響調(diào)查

各奶牛場(chǎng)均已建設(shè)運(yùn)行30 年以上，近期各奶牛場(chǎng)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表3。

表3 近期各奶牛場(chǎng)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況 mg/kg

近期各奶牛場(chǎng)地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表4。

表4 近期各奶牛場(chǎng)地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況

由監(jiān)測(cè)結(jié)果可見(jiàn)，近期各奶牛場(chǎng)各項(xiàng)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)均低于GB 15618—2018《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中的風(fēng)險(xiǎn)篩選值，各項(xiàng)地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)均滿足GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類及以上標(biāo)準(zhǔn)。

5.4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)各環(huán)境要素的監(jiān)測(cè)調(diào)查和分析可知，3個(gè)奶牛場(chǎng)的污染防治措施均能滿足相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，污染防治措施的選擇合理可行。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上海市某郊區(qū)部分奶牛場(chǎng)案例分析，提出了奶牛場(chǎng)的污染防治措施，分析了其防治措施的效果及可行性，可為奶牛場(chǎng)污染防治措施的選擇提供參考。