李宗麗 常州海欣環(huán)?？萍加邢薰?/p>

根據(jù)全國第二次污染源普查公布數(shù)據(jù)，我國畜禽養(yǎng)殖水污染排放量：化學(xué)需氧量(CODcr) 排放量為1000.53萬t，占全國46.67%，占農(nóng)業(yè)源93.76%；總氮排放量為59.63萬t，占全國19.61%，占農(nóng)業(yè)源42.14%；畜禽養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的部分污染物排放量已經(jīng)超過了工業(yè)生產(chǎn)污染物排放量和城鎮(zhèn)居民生活所產(chǎn)生的污染排放量，成為了我國三大污染源之一。

我國《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》t中提出，要大力發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)，控制畜禽溫室氣體排放；農(nóng)業(yè)畜禽溫室氣體主要包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)三種氣體。三種氣體溫室效應(yīng)差異大，其中CH4的溫室效應(yīng)是CO2的25倍，而N2O的溫室效應(yīng)是CO2的298倍。因此，畜禽養(yǎng)殖的碳減排需要將處理過程中產(chǎn)生的CH4轉(zhuǎn)化為CO2,并對其進(jìn)行吸收中和，固碳減排。

1 生豬飼養(yǎng)過程中的碳減排

生豬飼養(yǎng)過程中的碳減排可以采用飼養(yǎng)減排技術(shù)，將氨基酸平衡日糧養(yǎng)殖略作改良，在滿足畜禽對有效氨基酸需要的基礎(chǔ)上，適當(dāng)降低日糧的蛋白質(zhì)水平，在不影響畜禽生長和生產(chǎn)水平下，可減少糞便中碳排放量。另外，飼養(yǎng)過程還可采用濕簾降溫、飲水導(dǎo)流、杯式飲水器、機(jī)械干清糞等控制措施，從源頭減少廢水產(chǎn)生，以便于畜禽養(yǎng)殖的資源化利用和降低處理能耗和成本。

2 生豬畜禽養(yǎng)殖糞污的污染物指標(biāo)

生豬畜禽養(yǎng)殖糞污處理及資源化利用的進(jìn)料污染物濃度的高低決定了資源化利用工藝、廢水處理工藝流程和固碳減排技術(shù)的選擇，它和糞污處理及資源化利用項(xiàng)目的基建投資、運(yùn)行費(fèi)用和副產(chǎn)品生產(chǎn)投資回報(bào)率密切相關(guān)。然而，豬糞污的進(jìn)料污染物指標(biāo)又與生豬養(yǎng)殖管理水平、養(yǎng)殖用水量、清污方式、氣候、季節(jié)以及糞污在養(yǎng)殖場的畜禽廢渣儲存設(shè)施及場所的儲存時間等關(guān)聯(lián)。經(jīng)調(diào)研顯示，生豬畜禽養(yǎng)殖主要固體污染物產(chǎn)生量及其性指標(biāo)詳見表1。

表1 生物質(zhì)電廠焚燒飛灰和爐渣的主要成分

表1 生豬畜禽養(yǎng)殖主要固體污染物產(chǎn)生量及其性指標(biāo)表

3 畜禽養(yǎng)殖糞污的資源化利用及碳減排

生豬畜禽養(yǎng)殖糞污的資源化利用及處理的碳減排流程如圖1。

圖1 生豬畜禽養(yǎng)殖糞污的資源化利用及處理的碳減排流程圖

3.1 預(yù)處理及資源化利用碳減排系統(tǒng)

糞污從生豬體內(nèi)排出后，在豬舍經(jīng)機(jī)械干清糞系統(tǒng)清理，液相進(jìn)入污水收集儲存調(diào)節(jié)系統(tǒng)儲存均質(zhì)后，再進(jìn)入固液分離系統(tǒng)，分離出來的固相與豬舍經(jīng)機(jī)械干清糞系統(tǒng)清理出的糞渣一起進(jìn)入好氧堆肥系統(tǒng)生產(chǎn)固體有機(jī)肥，固體有機(jī)肥可作為附近森林、苗圃、農(nóng)田、果園、花圃等的肥料或?qū)ν怃N售，既可替代部分化肥減少其使用量，又可提高土壤有機(jī)物、氮、磷等植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的含量，增加土壤的固碳量，以土壤碳匯形式中和養(yǎng)殖場的碳排放。有機(jī)肥還田取得的固碳量可能高于養(yǎng)殖場的碳排放量，很好的中和了養(yǎng)殖場的碳排放。

3.2 厭氧反應(yīng)器及資源化利用碳減排系統(tǒng)

固液分離系統(tǒng)分離出的液相進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器系統(tǒng)將液相中的大量有機(jī)物分解為沼氣，沼氣經(jīng)沼氣干燥脫硫系統(tǒng)處理后進(jìn)入沼氣儲氣柜儲存緩沖，再由沼氣增壓系統(tǒng)將沼氣供給沼氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，所發(fā)的電可供養(yǎng)殖場、畜禽養(yǎng)殖資源化利用處置中心自用和并網(wǎng)外售。沼氣發(fā)電系統(tǒng)燃燒發(fā)電所產(chǎn)生的煙氣熱量可用于飼料烹煮和加熱熱水，熱水可用于厭氧反應(yīng)器進(jìn)水的加熱以保障和提高厭氧反應(yīng)器的正常運(yùn)行和反應(yīng)效率，剩余熱水可供養(yǎng)殖場、畜禽養(yǎng)殖資源化利用處置中心及附近居民使用。將經(jīng)余熱利用后的高濃度二氧化碳尾氣通入大棚濕地處理系統(tǒng)作為水生農(nóng)作物的氣肥使用，提高農(nóng)作物的光合作用和產(chǎn)量，同時利用大棚濕地中的水生植物進(jìn)行碳捕捉，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖糞污處置的碳中和。

3.3 濃縮液肥生產(chǎn)污染物減排和碳減排系統(tǒng)

厭氧反應(yīng)器的出水中有機(jī)物含量、氮含量、磷含量均很高，經(jīng)混凝沉淀過濾或氣浮處理后利用濃縮裝置將植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)捕捉濃縮后，營養(yǎng)物質(zhì)濃縮液作為液肥供給附近森林、苗圃、農(nóng)田、果園、花圃等做肥料或?qū)ν怃N售。該系統(tǒng)同固體好氧堆肥系統(tǒng)一樣很好的為養(yǎng)殖場起到了固碳減排和創(chuàng)造副產(chǎn)收益的作用。

3.4 污水處理及資源化利用碳減排系統(tǒng)

經(jīng)濃縮裝置攔截了大量的有機(jī)物、N、P等植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)后，其淡水側(cè)產(chǎn)水進(jìn)入能耗低、藥耗低、溫室氣體排放量低的與厭氧氨氧化脫氮工藝相結(jié)合的生物膜污水處理系統(tǒng)或活性污泥污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，出水進(jìn)入大棚濕地處理系統(tǒng)種植水生蔬菜、水果和青稞飼料，水生青稞飼料用于畜禽養(yǎng)殖，水生蔬菜和水果外售。在污水處理系統(tǒng)前設(shè)置濃縮裝置，即可獲得經(jīng)濟(jì)價值較高的液肥，還大大降低污水處理系統(tǒng)所需的能耗、藥耗、占地面積和投資成本，很大程度上節(jié)約了運(yùn)行成本和減少污水處理系統(tǒng)的碳排放量；大棚濕地處理系統(tǒng)既生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)的果蔬和青稞飼料，又利用植物對有機(jī)物、氮、磷等物質(zhì)的吸收，讓污水得到進(jìn)一步凈化，使其達(dá)到再生水回用標(biāo)準(zhǔn)后回用。這兩個系統(tǒng)在很大程度上降低了污水處理的能耗、藥耗和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)污水的固碳減排，同時還能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

另外，好氧堆肥系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和氣肥利用系統(tǒng)的尾氣，可視經(jīng)濟(jì)性通過液態(tài)二氧化碳制備系統(tǒng)生產(chǎn)液態(tài)二氧化碳出售。

大棚濕地處理系統(tǒng)利用水生植物解決了水中污染物的深度凈化問題，建立了良好的液相循環(huán)系統(tǒng)；同時，水生植物在生長過程中，源源不斷的將沼氣發(fā)電系統(tǒng)排出的經(jīng)余熱利用后含高濃度二氧化碳的尾氣作為基質(zhì)進(jìn)行光合作用，使其構(gòu)成了良好的氣相循環(huán)系統(tǒng)，在促進(jìn)農(nóng)作物生產(chǎn)、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，積極地吸收和捕捉了二氧化碳，有效實(shí)現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖企業(yè)的碳減排和碳中和。

大棚濕地處理系統(tǒng)的出水經(jīng)殺菌消毒后可回用至養(yǎng)殖場或畜禽養(yǎng)殖資源化利用處置中心，作為豬舍沖洗水、地面沖洗水、綠化澆灌用水、果樹和蔬菜種植的灌溉等再生用水，建立起畜禽養(yǎng)殖企業(yè)的水系循環(huán)系統(tǒng)。

4 結(jié)語

企業(yè)對廢棄物的資源化利用、生態(tài)化和低碳化處理已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，畜禽養(yǎng)殖行業(yè)等高濃度廢棄物及廢水治理技術(shù)一定會朝著節(jié)水、水減排、資源化利用、節(jié)能、碳減排和碳中和的綜合考核方向去發(fā)展。該探索之路不但有效的將自然再生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)再生產(chǎn)、畜禽養(yǎng)殖糞污處理及節(jié)能減排進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，而且還將固、液、氣三項(xiàng)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，形成了多系統(tǒng)循環(huán)模式，實(shí)現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖業(yè)節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、減材、減污和減碳“三節(jié)三減”的協(xié)同共進(jìn)，在提高畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化用效率，減少污染物和二氧化碳等溫室氣體排放的同時，減少了果蔬、青稞飼料等在種植過程中化肥的使用，提升了土壤的有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素。

改良日糧組成和添加相應(yīng)的益生菌，即可以提高養(yǎng)殖場的生產(chǎn)效率，又可降低畜禽排污系數(shù)。該路線不但從源頭減少了溫室氣體排放量和污水產(chǎn)量，還在畜禽養(yǎng)殖糞污的處置過程中充分將其資源化利用，變廢為寶，降低處理能耗和碳排放量，并對產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行了碳中和利用，很大程度的實(shí)現(xiàn)了畜禽養(yǎng)殖業(yè)碳減排、碳中和、廢水零排放和固廢零排放。不但達(dá)到了環(huán)保治理和固、液、氣三項(xiàng)的節(jié)能減排要求，還能美化環(huán)境和產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，完美實(shí)現(xiàn)了種養(yǎng)治的結(jié)合與循環(huán)。