王懷禹

（南充職業(yè)技術(shù)學院，四川 南充 637131）

統(tǒng)計顯示，我國每年養(yǎng)殖畜禽200 億頭只，產(chǎn)生糞污38 億余噸，再加上生產(chǎn)過程的沖洗水，實際排放的污水總量遠遠超過200 億噸，其中豬的糞污量超過15 億噸，實際污水總量80 億噸以上，如此數(shù)量龐大的糞污大部分未經(jīng)任何處理就地排入江河、湖泊，導致水體污染、空氣污濁，影響土壤質(zhì)量，造成了土地和水體富營養(yǎng)化，危及人畜的飲水安全和生命健康。這不僅制約養(yǎng)豬行業(yè)的生存發(fā)展，而且給周邊環(huán)境和居民生活帶來不利的影響，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)污染的主要來源和迫在眉睫需要解決的難題。

1 規(guī)模化豬場糞污來源

1.1 豬舍沖洗用水

清水沖洗和干清糞便工藝是豬場傳統(tǒng)的兩種清糞方式。清水沖洗，部分豬尿和豬糞會伴隨廢水一同排放，干清糞便工藝能夠盡可能地避免廢污直接排放到水體。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)水沖洗糞便工藝每萬頭豬每日排放沖洗水約200 t，年排放約7.3 萬噸；干清糞便工藝每日排放沖洗水約100 t，年排放約3.65 萬噸，如此巨大的排放量對環(huán)境造成的壓力是可想而知的。因此，國家相關(guān)法律法規(guī)都對廢污排放情況有所限制，規(guī)模化生豬養(yǎng)殖場廢污排放量上限見表1。

1.2 豬糞尿

糞便和尿液每天都會不斷產(chǎn)生，這是豬場糞污的主要來源。一般養(yǎng)殖情況下，育肥場每頭豬日產(chǎn)2 ～3 kg 的糞便，每年出欄萬頭肥豬就會產(chǎn)生約7 300 ～10 950 t 糞便；規(guī)?；N豬場排污量會更大（表2），如果處理不當就會對環(huán)境造成嚴重的影響。

1.3 惡臭

規(guī)模養(yǎng)豬場周圍空氣中出現(xiàn)的惡臭，主要來自豬糞便及未發(fā)酵充分的沼液引起。未經(jīng)充分消化的蛋白質(zhì)飼料隨糞便排出，這些糞便經(jīng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量的氨氣和硫化氫臭味氣體，如果糞便水未及時清除或清除后未及時處理，將會進一步產(chǎn)生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多種形式低級脂肪酸等惡臭氣體200 余種，臭味成倍增加。一般情況下，年出欄萬頭的育肥豬場，日均向大氣排放氨氣約38.16 kg、二硫化氨34.8 kg。

1.4 粉塵和微生物

在豬舍分放飼料、清掃地面、通風、除糞等過程中，不可避免要產(chǎn)生大量的塵埃。豬舍空氣中的微生物大多附著在粉塵粒子上，以微生物氣溶膠的形式懸浮于空氣中并且可以在空氣中長時間停留。由于空氣具有高度的流動性和擴散性，攜帶病原微生物的氣溶膠微?？梢栽诳諝庵兴奶帞U散，從而引發(fā)相關(guān)疾病的傳播。一般情況下，一個年產(chǎn)萬頭的豬場每小時可向大氣排放粉塵2.4 kg、細菌1.4 億個。冬季豬舍內(nèi)的粉塵濃度可超標60 余倍，細苗總數(shù)超標1 300 ～1 700 倍，再加上季風等環(huán)境因素，這些潛在的病原體的影響范圍會不斷地擴大。

2 豬場糞污處理模式及應用

2.1 減量化排放模式

減量化排放模式即是在豬生產(chǎn)過程中，從源頭上降低糞污的排放量或?qū)⑵錅p少到最低量。常用的減量化量生產(chǎn)模式有如下幾種。

2.1.1 “三改兩分”再利用模式

這種模式即改水沖清糞或人工干清糞→漏縫地板下自動化干清糞、改無限用水→控制用水、改明溝排污→暗道排污，實施固液分離、雨污分離，實現(xiàn)糞污減量化和綜合管理優(yōu)化，疏通末端處理，利用關(guān)鍵接口，促進水資源、養(yǎng)分資源節(jié)約與循環(huán)利用。按照“三改兩分”要求，從源頭上削減糞污排放量。這種模式需要對干清糞系統(tǒng)進行改造，主要包括清糞溝的改造，配備糞便收集輸送設備等；進行雨污分離改造，配備固液分離設施；建設固體糞便好氧堆肥設施，主要包括：糞便暫存池、原輔料貯存車間、堆肥車間、堆肥槽、后腐熟車間，配備相應的堆肥處理設備和轉(zhuǎn)運設備等；建設污水收集與處理設施，主要包括：集污池、氧化塘、配備污水輸送設備等。這種模式主要適用于規(guī)模養(yǎng)豬場或養(yǎng)殖小區(qū)。

表1 規(guī)模化豬場廢污排放量上限

表2 規(guī)?；N豬場不同類別豬只日排污量 kg/d

2.1.2 日糧營養(yǎng)調(diào)控

一是在豬日糧中適當降低粗蛋白的含量，以減少氨氣的排泄量，同時，低蛋白日糧額外補充單體氨基酸可使糞便pH 降低，尿素酸化，進而也可減少氨氣的排放。試驗發(fā)現(xiàn)，飼喂低蛋白日糧可使空氣中氮含量降低15%左右；在育肥豬的日糧中每千克粗蛋白減少0.01 kg 時，豬舍的氨氣排放減少7%～15%。二是在日糧中添加一定量的粗纖維可有效減少糞污中氨的排放。O'Shea等試驗發(fā)現(xiàn)，日糧中粗纖維添加量由12.1%提高到18.5%，可使豬場氨氣排放減少40%。三是使用添加劑降低氮、磷的排泄量。據(jù)試驗，日糧中添加益生菌、非淀粉多糖酶、酸制劑、微生物添加劑（EM）、植物提取物、沸石等可減少氮的排泄量。O'Shea 等試驗發(fā)現(xiàn)在以小麥為基礎(chǔ)的日糧中添加非淀粉多糖酶制劑，可使氨氣排放降低15%～20%。研究發(fā)現(xiàn)絲蘭提取物中含有皂苷類等葡萄糖復合物，可有效抑制尿酶的活性并與氨氣結(jié)合形成化合物，如在日糧中添加0.01%的絲蘭提取物可使氨氣排放減少20%～30%，就是直接將其添加到糞便中也可使氨氣的排放量減少。研究證實益生菌能夠改善豬腸道微生態(tài)平衡，提高氮、磷表觀消化率，減少豬糞便中氮磷含量。史慧玲等研究發(fā)現(xiàn)，在保育豬日糧中分別添加0.5%的枯草芽孢桿菌、釀酒酵母菌和植物乳桿菌，能分別有效提高氮、磷表觀消化率33.14%和48.99%（P ＜0.01）。

2.1.3 發(fā)酵床養(yǎng)豬

發(fā)酵床養(yǎng)豬是通過墊料（鋸末、稻殼、秸桿等）和豬糞便協(xié)同發(fā)酵，快速轉(zhuǎn)化豬糞、尿等養(yǎng)殖廢棄物，消除惡臭，抑制害蟲、病菌，同時，有益微生物菌群能將墊料、糞便中的某些成分合成可供牲畜食用的糖類、蛋白質(zhì)、有機酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，促進豬抗病和生長。發(fā)酵床養(yǎng)豬分原位發(fā)酵床養(yǎng)豬和異位發(fā)酵床養(yǎng)豬兩種模式，前者豬床一體，糞便無需清理直接在原位發(fā)酵床降解實現(xiàn)零排放的目的，而后者是在傳統(tǒng)發(fā)酵床養(yǎng)殖基礎(chǔ)上進行改進，把養(yǎng)豬的地方和發(fā)酵槽分開，即異位處理糞便（圖1）。這樣墊料不直接與生豬接觸，豬舍免沖洗，糞便和尿液通過漏縫地板進入下層墊料或轉(zhuǎn)移到舍外鋪設墊料的發(fā)酵槽中，進行糞便尿液的發(fā)酵分解和無害化處理，經(jīng)過一段時間后可直接作為有機肥料進行農(nóng)田利用。異位發(fā)酵床養(yǎng)豬模式可以克服原位發(fā)酵床養(yǎng)豬模式中豬接觸糞污易造成寄生蟲和病菌感染的問題。

異位發(fā)酵床養(yǎng)殖模式中的關(guān)鍵點除了準確計算發(fā)酵床面積和控制糞污的濃度外，還取決于發(fā)酵床好氧發(fā)酵的條件（表3）。

2.1.4 高床養(yǎng)殖

高床發(fā)酵型養(yǎng)殖實質(zhì)上是一種結(jié)合了原位和異位發(fā)酵床優(yōu)點的養(yǎng)殖模式，本質(zhì)上屬于異位發(fā)酵床養(yǎng)殖。高床發(fā)酵型養(yǎng)豬的豬舍可采用全封閉全溫控的雙層鋼和鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)建設，豬舍底層一般保持3 m 高，鋪放木屑等墊料，用于消納生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的豬糞尿。墊料厚度約60 ～80 cm，采用翻堆設備定期（1 ～2 d）對墊料和豬的廢棄物進行混合翻堆處理，這樣不會產(chǎn)生刺鼻的氣味。豬舍二層為養(yǎng)豬生產(chǎn)設施，采用溫控通風設備，地面采用全漏縫地板，糞尿通過漏縫地板排到底層與墊料混合，經(jīng)過半年到一年的好氧發(fā)酵腐熟可轉(zhuǎn)變成有機肥料，基本上解決了養(yǎng)豬廢棄物的污染問題。這種養(yǎng)殖模式雖然前期投資成本比傳統(tǒng)豬場高1.5 倍左右，但建成后運行成本低，加上有機肥銷售收入，經(jīng)濟效益比傳統(tǒng)養(yǎng)豬好。

2.2 糞污資源化利用模式

2.2.1 糞污全量收集還田利用模式

該模式工藝流程見圖2。主要優(yōu)點：糞污收集、處理、貯存設施建設成本低，處理利用費用也較低；糞便和污水全量收集，養(yǎng)分利用率高。主要不足：糞污貯存周期一般要達到半年以上，需要足夠的土地建設氧化塘貯存設施；施肥期較集中，需配套專業(yè)化的攪拌設備、施肥機械、農(nóng)田施用管網(wǎng)等；糞污長距離運輸費用高，只能在一定范圍內(nèi)施用。適用范圍：適用于豬場水泡糞工藝，糞污的總固形物含量小于15%；需要與糞污量相配套的農(nóng)田。養(yǎng)豬場可自行還田或第三方服務組織糞污還田。

2.2.2 糞污專業(yè)化能源利用模式

該模式工藝流程見圖3，這種模式以專業(yè)生產(chǎn)可再生能源為主要目的，依托專門的畜禽糞污處理企業(yè)，收集周邊養(yǎng)豬場糞便和污水，投資建設大型沼氣工程，進行高濃度厭氧發(fā)酵，沼氣發(fā)電上網(wǎng)或提純?yōu)樯锾烊粴饫茫釉a(chǎn)有機肥農(nóng)田利用，沼液農(nóng)田利用或深度處理達標排放。模式主要優(yōu)點：對養(yǎng)殖場的糞便和污水集中統(tǒng)一處理，減少小規(guī)模養(yǎng)豬場糞污處理設施的投資；專業(yè)化運行，能源化利用效率高。主要不足：一次性投資高；能源產(chǎn)品利用難度大；沼液產(chǎn)生量大集中，處理成本較高，需配套后續(xù)處理利用工藝。適用范圍：適用于大型規(guī)模化豬場或養(yǎng)豬密集區(qū)，具備沼氣發(fā)電上網(wǎng)或生物天然氣進入管網(wǎng)條件，需要地方政府配套政策予以保障。

2.2.3 污水肥料化利用模式

該模式工藝流程見圖4，養(yǎng)豬場產(chǎn)生的污水厭氧發(fā)酵或氧化塘處理儲存后，在農(nóng)田需肥和灌溉期間，將無害化處理的污水與灌溉用水按照一定的比例混合，進行水肥一體化施用，固體糞便進行堆肥發(fā)酵就近肥料化利用或委托他人進行集中處理。模式主要優(yōu)點：污水進行厭氧發(fā)酵或氧化塘無害化處理后，為農(nóng)田提供有機肥水資源，解決污水處理壓力。主要不足：要有一定容積的貯存設施，周邊配套一定農(nóng)田面積；需配套建設糞水輸送管網(wǎng)或購置糞水運輸車輛。適用范圍：適用于周圍配套有一定面積農(nóng)田的規(guī)模豬場，在南方宜使用厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣等無害化處理，在北方宜直接使用氧化塘貯存，在農(nóng)田作物灌溉施肥期間進行水肥一體化施用。

2.2.4 污水達標排放模式

該模式工藝流程見圖5，養(yǎng)殖場產(chǎn)生的污水進行厭氧發(fā)酵+好氧處理等組合工藝進行深度處理，污水達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB 18596-2001，其中COD 低于400 mg/L，NH3-N 低于80 mg/L，TP 低于8 mg/L）或地方標準后直接排放，固體糞便進行堆肥發(fā)酵就近肥料化利用或委托他人進行集中處理。該模式主要優(yōu)點：污水深度處理后，實現(xiàn)達標排放；不需要建設大型污水貯存池，可減少糞污貯存設施的用地。主要不足：污水處理成本高，大多養(yǎng)豬場難以承受。適用范圍：適用于養(yǎng)豬場周圍沒有配套農(nóng)田的規(guī)?；i場。

2.2.5 生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式

生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式可實現(xiàn)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的綠色、可持續(xù)和健康發(fā)展。該模式實質(zhì)上就是實行種養(yǎng)殖結(jié)合，植物和動物協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)生態(tài)平衡。沼氣工程是生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式的核心技術(shù)，常見的模式是將糞尿發(fā)酵出的沼液沼渣用于農(nóng)作物的肥料、魚塘的餌料，沼氣生產(chǎn)量大可以發(fā)展電力供應。如我國江蘇省普遍采用“畜－沼－作物”農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式。隨著科技的發(fā)展和養(yǎng)殖技術(shù)的提高，生產(chǎn)實踐中有“豬－沼－生物（魚、蛹蛆）－果（糧、林、菜、草）”等多種模式巧妙結(jié)合，實現(xiàn)資源利用最大化，效益最大化。在生產(chǎn)實踐中，養(yǎng)豬場通常是把幾種糞污處理方法結(jié)合起來使用，最終實現(xiàn)化廢為寶的目標，實現(xiàn)生態(tài)循環(huán)。經(jīng)過近十幾年的改革發(fā)展，基本建立了以沼氣處理為紐帶的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式。

3 結(jié)語

規(guī)?；B(yǎng)豬場糞污處理和資源利用是生豬養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本要求，現(xiàn)行國家推行豬場治污方案，仍以達標排放（污水處理系統(tǒng)）及資源再生（有機肥制造技術(shù)）方案并行。但若在解決環(huán)保問題的前提下，“資源再生”（創(chuàng)造經(jīng)濟效益）當然優(yōu)于“達標排放”（資源浪費）。若“資源再生”技術(shù)成熟，“達標排放”作法自然不應被允許。由此而論，能夠就地（在豬場內(nèi)）、直接處理含水率80%以上糞污液（目前國內(nèi)無論產(chǎn)業(yè)或研究機構(gòu)極少能做到），實現(xiàn)零排污水及有害氣體，且創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)、低成本的有機肥料技術(shù)，便是我國必須與必然的發(fā)展方向。

表3 異位發(fā)酵床好氧發(fā)酵條件參考取值

圖1 異位發(fā)酵床養(yǎng)豬模式示意圖

圖2 糞污全量收集還田利用模式示意圖

圖3 糞污專業(yè)化能源利用模式示意圖

圖4 污水肥料化利用模式示意圖

圖5 污水達標排放模式示意圖

參考文獻（略）