務川自治縣中小型規(guī)模豬場糞污治理與資源化利用探索

熊 濤, 龍 飛, 敖長友, 申 強, 徐 鳳, 楊 坤, 申建江

(貴州省務川自治縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,貴州 務川 564300)

務川仡佬族苗族自治縣(以下簡稱“務川縣”)位于貴州省東北部,地處黔渝邊界結合部,屬亞熱帶高原濕潤季風氣候區(qū),年平均氣溫15.5 ℃,自然資源豐富,生態(tài)環(huán)境良好,適宜發(fā)展生豬產(chǎn)業(yè)。2022年全縣生豬存欄13.49萬頭,出欄22.74萬頭,其中年出欄50～500頭的中小型規(guī)模養(yǎng)豬場(戶)有285個,中小型規(guī)模豬場發(fā)展迅速。與此同時,養(yǎng)殖糞污也大量增加,對土壤、水資源、空氣造成一定負面影響。大量的養(yǎng)殖糞污如不進行有效治理會造成環(huán)境污染;另一方面,糞污若沒有得到資源化利用會增大治理成本,生物安全得不到保障[1]。因此,開展糞污治理和資源化利用是養(yǎng)殖綠色發(fā)展的趨勢和目標,事關養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展大局。務川縣根據(jù)本地實際情況,創(chuàng)新了1種在中小型規(guī)模養(yǎng)豬場推廣的糞污治理和資源化利用模式,現(xiàn)介紹如下,供參考。

1 創(chuàng)新模式技術原則要求

堅持種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)相互結合發(fā)展的原則,根據(jù)務川縣中小型規(guī)模養(yǎng)豬場區(qū)域分布特點,圍繞糞污就近還田還土利用和經(jīng)濟實用,重點推進中小型規(guī)模養(yǎng)豬場糞污治理基礎設施改造,全面實行“一控、兩分、三防、兩配套、一基本”工藝。“一控”是指從源頭控制用水量,改進節(jié)水飲水器,減少使用水沖糞,壓減污水產(chǎn)生量;“兩分”是指改造建設雨污分流、暗溝布設的糞污收集輸送系統(tǒng),實行雨污分流,改變水沖糞、水泡糞等濕法清糞工藝,推行干清糞工藝,實現(xiàn)糞污干濕分離;“三防”是指建設的化糞池、糞污溝等糞污配套設施要達到防滲、防雨、防溢流要求;“兩配套”是指配套建設干糞堆積棚和糞污處理池,配套糞污處理設施設備;“一基本”是指基本實現(xiàn)糞污無害化處理、資源化利用。

2 創(chuàng)新模式技術要點

2.1 豬舍內(nèi)部糞污溝模式

傳統(tǒng)中小型規(guī)模豬場設計多為單棟雙排式,中間是通道,兩側是豬舍,豬舍內(nèi)靠外墻部由較長的糞污溝加漏糞板共同組成排污設施,排污溝上面蓋漏糞板,裸露在圈舍內(nèi),使得圈舍內(nèi)部的臭味、濕氣增多[2]。新模式將原糞污溝進行改造或新建,通過埋設PVC排水管(內(nèi)徑200 mm)將糞污從圈舍內(nèi)部接到圈舍外部,將原有的排污溝填埋硬化,每個圈舍靠墻最低處預留1個20 cm×20 cm的漏糞口(與飲水器錯位),并接入到外部糞污管道,預留口加蓋漏糞板。外部糞污溝鋪設管道,呈一定的傾斜度(3°以上),進污口高、排污口低,這樣有利于糞污排放通暢。同時推行干清糞工藝,清糞頻率1～2次/天,減少水沖糞。新模式通過PVC管將糞污溝移到圈舍外,減少圈舍內(nèi)部臭氣、濕氣和糞污處理量,改善圈舍內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生狀況,保證生豬健康,同時也增加圈舍內(nèi)部可利用面積。

2.2 豬舍外部雨污溝模式

傳統(tǒng)豬舍外部排糞溝因裸露在外,豬場臭味大,易滋生大量蚊蟲和病原,下雨時屋檐水、雨水會摻入到糞污溝內(nèi),形成雨水糞污混流,增加了糞污產(chǎn)生量。新模式將豬場糞污溝改建為雨污分流、暗溝布設的糞污收集輸送系統(tǒng),雨水溝修建寬度30 cm、深度30 cm、厚度5 cm,底面用混凝土硬化,再用PVC排水管(內(nèi)徑200 mm)安放于雨水溝下層做糞污溝,與豬舍內(nèi)部糞污溝改造后的排污管用三通管相接,再用厚度5 cm的混凝土覆蓋PVC排水管(一是保護管材使用年限,二是防止糞污滲漏),排污管和雨水溝傾斜度為3°以上,排污管末端預留1個觀察口,便于定期檢查糞污溝是否正常運行,實行底部糞污暗溝,頂部雨水明溝(見圖1)。改造后可提高場內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生清潔度,大大減少豬場因糞污溝裸露在外而滋生的臭味、蚊蟲和病原,減少因雨水摻入而帶來的糞污產(chǎn)生量,緩解糞污處理壓力。

圖1 雨水溝、糞污溝剖面圖

2.3 糞污3級沉淀處理池模式

傳統(tǒng)養(yǎng)豬場化糞池多為1個獨立大池子,全部糞污排入化糞池中,經(jīng)過簡單沉淀發(fā)酵處理后排放到田地利用。未完全發(fā)酵的糞污還含有較多蟲卵、病原,直接利用對環(huán)境污染較大。通過推廣新模式3級沉淀處理池,很好地解決了這一問題。以存欄200頭育肥豬規(guī)模場為例,每天所產(chǎn)生糞污量約2 m3,按糞污處理周期60天計算,需修建的3級沉淀處理池至少120 m3。建造方法:首先開挖3 m深的處理池,用混凝土標磚依次砌成3格處理池(墻體厚度為“18墻”),3級沉淀處理池容積比例為2∶1∶3,即第1格40 m3、第2格20 m3、第3格60 m3。第1格進污口設在頂部,第3格排污口設在距離板面25 cm處,2個間隔墻中間用PVC排水管(內(nèi)徑160 mm)連接,流通方向為第1格流向第2格再流向第3格。第1根傾斜管第1格為低端進污口,距離地面30～60 cm,第2格為高端出污口,距離板面20 cm;第2根傾斜管第2格為低端進污口,距離地面90～120 cm,第3格為高端出污口,距離板面25 cm,2棵傾斜管與間隔墻呈30°夾角;糞污池內(nèi)墻全部使用混凝土清光(防滲漏處理),頂部用混凝土蓋板,第3格板面上留1個50 cm×50 cm的觀察口,用預制板密封蓋住,做好整個3級沉淀處理池的密封性,同時在第3格出糞口下方修建1個約2 m3的應急處理池,防止糞污溢流到外環(huán)境造成污染(見圖2)。糞污在第1格沉淀靜止后分為3層,底層是沉淀物,中層是糞污液,上層是漂浮物和發(fā)酵的發(fā)泡物[3]。第1格中層的糞污液逐漸流向第2格,第2格沉淀后的中層糞污液逐漸流向第3格,通過3級糞污沉淀處理池的密封沉淀、發(fā)酵,沉淀物逐漸發(fā)酵成漂浮物,然后轉化為糞污液,整個發(fā)酵過程可殺死糞污中大部分的蟲卵、病原。到第3格處理池時糞污液體成為淺褐色,通過抽檢大腸菌群含量在2.4×104MPN/L以下,效果優(yōu)于常規(guī)糞污池處理,最后流入應急池貯存后可以直接進行農(nóng)田利用,達到糞污資源化利用目的。

圖2 120 m3 3級沉淀處理池剖面圖

2.4 干糞堆積棚模式

受傳統(tǒng)觀念影響,農(nóng)村養(yǎng)豬因為有大面積土地消納糞污,糞污作為農(nóng)家肥供農(nóng)作物生長的肥料,很多中小型規(guī)模養(yǎng)豬場很少進行糞污干濕分離,通常都是糞便和尿液一起排入化糞池內(nèi),增大了糞污處理量[4]。新模式通過對3級沉淀處理池的蓋板面再利用,修建干糞堆積發(fā)酵棚,即在3級沉淀處理池板面上修建鋼架棚,用磚將鋼架棚3面砌成1～2 m高的墻體(墻體厚度為“18墻”),同時做好防雨、防滲、防開裂處理。由于改造后的圈舍內(nèi)只有1個進(排)糞口,多數(shù)固體糞便還留在圈舍內(nèi),采用干清糞工藝將圈舍內(nèi)的固體糞便集中收集后倒入干糞棚內(nèi),根據(jù)固體糞便的含水量適當添加稻殼、鋸末、碎秸稈等物料,堆積發(fā)酵期夏季不少于60天,冬季不少于90天。干糞經(jīng)堆積利用生物熱發(fā)酵處理可以殺死大量病原和蟲卵,腐熟后再進行揉碎處理即可直接還田還土利用。這樣一方面可以充分利用養(yǎng)豬場的基礎設施;另一方面使糞便、尿液干濕分離,大大減少了糞污處理量,也提高了3級沉淀處理池內(nèi)的凈化效率和糞污資源化利用率。

2.5 還田利用模式

新模式對中小型規(guī)模豬場進行糞污干濕分離,固體糞便經(jīng)充分堆積發(fā)酵后已達到腐熟標準,可作為苗木、經(jīng)果林和牧草種植底肥,也可鋪撒在土地里翻耕種植農(nóng)作物。液體糞污經(jīng)過3級沉淀處理池處理后,可采用噴施、澆灌、滴灌方式直接用于農(nóng)作物、樹苗和牧草等施肥。當?shù)赝茝V滴灌施肥方式,即用膠管每距離1 m扎1個小孔,孔呈環(huán)繞形分開,膠管長度根據(jù)土地面積調整,滴灌便于土地消納和避免肥力過剩。液體糞肥施用于土壤表面后,要及時翻耕入土,減少糞肥在土壤表面的停留時間和與空氣的接觸面積[5]。

3 治理利用成效

2019年務川縣積極爭取項目資金,在豐樂鎮(zhèn)、鎮(zhèn)南鎮(zhèn)、浞水鎮(zhèn)等7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)實施中小型規(guī)模豬場新模式新技術改造試點項目27個,總結試點項目技術經(jīng)驗后,2020—2022年在全縣16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)推廣實施中小型養(yǎng)豬場糞污資源化利用改造52個。通過新模式的建設,一是生態(tài)效益明顯提升,改變了之前豬場臟、亂、臭現(xiàn)象,養(yǎng)豬場內(nèi)無糞污亂流、雨污橫流和蚊蟲紛飛,臭味也比之前減輕很多,環(huán)境質量大幅提升。二是經(jīng)濟效益明顯增加,每年能生產(chǎn)有機肥料2.78萬t,可以替代化肥0.92萬t,化肥按3 500 元/t計算,節(jié)約資源價值達3 220萬元,全部改造的79個中小型規(guī)模養(yǎng)豬場糞污資源化綜合利用率達到95%以上。其中務川縣榮達養(yǎng)豬場糞污處理后用于生姜種植基地,增產(chǎn)90 kg/667 m2,增收360元/667 m2;務川天寶畜牧公司每年出售干糞收入約8萬元。下一步務川縣將結合13 333 hm2花椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展和17個壩區(qū)建設,不斷優(yōu)化中小型養(yǎng)殖場糞污設施改造,將養(yǎng)殖廢棄物變廢為寶,推動全縣養(yǎng)殖業(yè)轉型升級。

4 小結

4.1務川縣通過項目帶動,創(chuàng)新了適應當?shù)刂行⌒鸵?guī)模豬場的糞污處理和資源化利用模式,有效解決了中小型規(guī)模豬場糞污無害化處理和還田利用的難題,養(yǎng)殖場周邊無亂排現(xiàn)象,糞污經(jīng)過有效處理后還田還土利用,實現(xiàn)了種養(yǎng)結合、循環(huán)利用,減輕了養(yǎng)殖環(huán)保壓力,節(jié)約了種植肥料成本,達到了資源化利用目的,提升了養(yǎng)殖環(huán)境和生態(tài)效益。在應用新模式中要做到因場制宜,根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模、作物種植面積、土地消納能力等實際情況建設糞污設施,保證糞污處理設施正常運行,定期維護管理,確保有效運行,處理后的糞污要合理還田利用,避免過量施用對作物生長造成影響;同時也要做到因場施策,按照糞污源頭減量、過程控制、末端利用的要求,指導好養(yǎng)殖業(yè)主減少用水量,嚴格執(zhí)行投入品標準,減輕末端糞污處理壓力,同時建立好養(yǎng)殖檔案、糞污臺賬。

4.2在推廣新模式中,一部分養(yǎng)豬場配套土地數(shù)量不足,制約了糞污還田路徑,也存在糞污設施使用和管理措施不全、安全警示缺乏等問題,易引發(fā)安全事故。要圍繞生態(tài)畜牧業(yè)發(fā)展要求,積極鼓勵中小型規(guī)模養(yǎng)豬場通過流轉、租用等方式配套相應的消納土地,大力推廣種養(yǎng)結合、循環(huán)利用,積極開展有針對性的技術指導服務和培訓,使養(yǎng)殖業(yè)主的養(yǎng)殖技術、安全意識與生態(tài)環(huán)保理念得到革新,提升養(yǎng)殖場的糞污處理意識,并引導其積極學習糞污處理技術,融入養(yǎng)殖場的運營中,促進中小型規(guī)模豬場糞污減量化生產(chǎn)、無害化處理和資源化利用,推動養(yǎng)殖行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。