中小型规模畜禽养殖场污染物减排技术探讨

    摘要：在“十二五”期间，国家对畜禽养殖业污染防治工作做出了一系列安排，限制了污染排放量，收到了一定的成效。但是从目前整体情况来看，我国畜禽养殖场污染问题形势仍不容乐观，特别是中小型规模畜禽养殖场是重要的农业污染源，对农村生态环境产生了不利影响。因此，中小型规模畜禽养殖场是“十三五”期间畜禽养殖场污染减排的工作重点。笔者主要分析了中小型规模畜禽养殖场对环境污染的危害，并针对中小规型模畜禽养殖场主要污染物提出处理措施，以实现我国畜禽养殖业与自然生态的和谐发展。

    随着畜禽养殖业发展迅速，中小型规模畜禽养殖场已成为我国畜禽养殖业的主力军。但是，中小型规模畜禽养殖场布局不合理、种养脱节，相关配套设施不够完善，缺乏循环利用等问题，给生态环境造成严重的影响。当前，农业畜禽养殖污染物减排已经纳入国家经济发展规划约束性指标中，通过采取有效的污染物减排防治技术，进一步减少畜禽养殖场污染物总量，有利于推动畜禽养殖业可持续发展、促进农业产业结构优化升级并能改善农村人居环境。

    1 畜禽养殖对环境污染的危害

    畜禽养殖场污染源主要是尿液、粪便。另外，病死畜禽对环境的污染问题也不容忽视。

    1.1 污染水体

    畜禽粪便中包含了硫、钾、磷等有机质元素，当这些有机质元素进入水体后，导致水体富营养化，促进了水体中藻类植物的生长与繁殖，威胁水生态平衡。如果畜禽养殖场中高浓度污染物直接进入水体中，会对水质产生直接的影响，可能对周边群众生活带来不便。地下水一旦被污染，治理难度很大。当前，畜禽养殖场是农村环境污染问题的罪魁祸首。

    1.2 污染空气

    经过长时间的发酵，畜禽粪便会产生大量有害气体，包括硫化氢、氨氮、甲烷等。这些气体对人体直接有害，且极容易破坏生态环境。如果人类误吸入这些气体，容易引发严重的呼吸道疾病，对养殖场周边群众生命安全造成威胁。

    1.3 污染土壤

    很多当地的农户为了给土地施肥，在使用畜禽养殖场粪便时处理不当，造成严重的土壤污染。第一，施肥不当容易增加土壤中的氮、磷元素，打破原来的元素平衡体系。根据有关资料显示，长期施加畜禽粪便，土壤表层氮磷含量会增加4倍～5倍。第二，在畜禽养殖过程中，很多饲料、兽药中含有金属微量元素、抗生素以及激素，导致其粪便中也同样存在这些物质，将其直接用于土地施肥，可能导致土壤中重金属含量超标、微量元素过量等，影响土壤正常功能。

    1.4 威胁人类健康

    畜禽粪便中存在大量的病原微生物，如果对粪便处理不当或随意堆放，可能滋生出大量的蚊虫，增加环境中的病原体种类，容易引发畜禽疾病，也会威胁人类健康。根据国家卫生组织的研究，近年来频发的猪流感、禽流感等人兽共患传染病，或多或少与畜禽粪便污染有关。例如，美国一个农场动物粪便污染了当地城市供水，导致当地出现大规模的腹泻症，受感染者超过40万人次。

    2 中小型规模养殖场粪污处理措施

    2.1 粪便处理实施干清粪工艺

    干清粪是一项重要的粪便处理工艺，是指粪便通过人工或机械收集、清除，残余粪便和尿液经水冲洗后排出的清粪方式。在规模养殖场中，处理畜禽粪便与尿液往往用水冲洗，这样不仅会消耗大量的水资源，而且这些污染物进入到水中，进一步增加了后续污染治理的负担。因此，在畜禽粪便的处理上，可以改变传统水冲粪的方法，将干粪直接处理，并且通过堆肥技术，将有机粪便转变为农业生产肥料。

    2.2 实行雨水和污水的分流

    畜禽粪便与尿液，可以设置地下封闭式排放，而雨水则可以采取明沟排放。这样，即使遇上大雨天气，也不会增加养殖污水的总量。

    2.3 建沉砂池

    污水经过沉砂池，其中的粪便及泥沙等固体物质不易滤过沉砂池的筛网，定期收集沉砂池截留的粪便及泥沙等固体物质，可以减少下一步处理的粪污总量。

    2.4 建堆肥场

    粪便经堆放充分发酵后可作农家肥，或集中送到有机肥厂生产有机肥。堆肥场必须防雨防渗漏，并定期清运。

    2.5 建沼气池

    沼气池对粪便、尿液及污水进行厌氧发酵处理，起到分解粪污中的有机物的作用。同时，产生的沼气可满足场内生活及部分生产能源，降低生产成本。

    2.6 建集污池中贮存或沼液贮存池

    集污池收集猪尿和冲洗、饲养管理用水，沼液贮存池收集粪污在沼气池经过厌氧反应产生的沼液。

    2.7 农业综合利用

    规模化畜禽养殖场如果建设在周边有农业生产的区域，畜禽产生的粪便可以直接用于农业生产用肥，通过畜禽粪便的直接还田，能够减少农业生产过程中对于化肥的使用，这在一定程度上减少了农业污染量。采用“猪 - 沼 - 果”“猪 - 沼 - 菜”“猪 -沼 - 鱼”等生态养殖模式，粪污达到循环利用，实现养殖业可持续发展。

    3 中小型规模养殖场粪污处理模式

    目前，环保部门提倡推广的粪污处理模式主要有“生态型”和“环保型”。由于“环保型”粪污处理模式需要的土地面积大，建设费用昂贵，污水处理运行环节多，且需要专人负责管理运行，如果运行不当，则容易造成超标排放；因此，一般情况下，中小规模养殖场不适于采用该模式。“生态型”粪污处理模式主要有“农牧结合生态型”和“能源利用生态型”2种模式。相比“环保型”粪污处理模式，“生态型”粪污处理模式在建设上不但需要的土地面积小，而且费用较低，运行操作简便，中小型规模的养殖场管理者乐于接受，便于推广使用。

    3.1 农牧结合生态型

    农牧结合生态型就是把畜禽养殖和种植业生产结合起来，畜禽粪污全部还田利用，达到循环利用的目的。

    要建设雨污分流设施、二级防雨防渗漏粪便堆肥场和集污池。粪污处理采用干清粪工艺，收集的粪便集中堆放在堆肥场。粪便经充分发酵后可作为农家肥或集中送到有机肥厂生产有机肥。集污池要求至少能贮存60d的猪尿和冲洗污水等粪污量，粪污全部通过污水管道排放至集污池贮存，定期采用粪污运输车辆或喷淋管道系统送至农田使用。中小型规模猪场堆肥场、集污池有效容积（以此规模为基数）参照表1。其他种类动物换算方法：30羽种（蛋）鸡或60羽肉鸡换算成1头猪，1头肉牛换算成5头猪，1头奶牛换算成10头猪，3头羊换算成1头猪。下同。

    3.2 能源利用生态型

    能源利用生态型就是利用沼气池（厌氧反应器）将畜禽粪污厌氧发酵生产沼气，沼气可作为生产或生活用能，产生的沼液、沼渣全部还田利用，达到循环利用的目的。

    3.2.1 处理工艺

    能源利用生态型的粪污处理工艺流程见图1。
    3.2.2 污水处理各环节最低参数要求

    国家环境保护部《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ497-2009）、农业部《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY/T 1222-2006）及各省《畜禽养殖业污染物排放标准》（DB44/613-2009）等制订有关技术参数，是畜禽养殖业污水处理各环节的最低技术参数要求。因此，污水处理各环节建设应注意把握好重要的技术参数，如果低于最低技术参数，则达不到减排要求。污水流经沉砂池、酸化调节池、流经沼气池（厌氧反应器）的停留时间分别要达到1h、1d和8d以上，沼液贮存池至少能容纳60d以上的沼液量。中小型规模猪场污水处理各环节最低要求参数见表1和表2。
    3.2.3 固体粪渣堆肥的要求

    参照国家《粪便无害化卫生标准》（GB7959-1987）、环境保护部《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ497-2009）、农业部《畜禽粪便无害化处理技术规范》（NY/T 1168-2006）有关要求：一是固体粪渣堆肥场不但要达到防雨防渗漏的要求，并且至少能容纳3个月的粪渣量；二是堆肥起始水分应控制在40%～60%，堆肥温度应控制在55℃～65℃且持续时间不少于5d，最高温度不宜高于75℃。

    3.3 配套的农业土地面积

    一般情况下，出栏10头肉猪需配套667m²（1 亩）农用土地，但种植不同的植物所需有机肥的量是不相同的；因此，在实际生产中，应根据所种的植物种类决定需配套的农业用地面积。中小型规模猪场需配套种植的农作物的最低农业用地面积见表2。

    4 结语

    总之，畜禽养殖业为农村经济发展做出了一定的贡献，也为农民增收提供了平台。但关于畜禽养殖污染问题，相关部门必须从立法、宣传等各方面入手，通过引入新的粪污处理工艺，改善养殖生态环境，达到污染减排目的。为实现“十三五”畜禽养殖业污染物减排目标，中小型规模养殖场是农业污染源减排工作重中之重。要充分结合养殖地的气候以及农业种植业的具体情况，借鉴各个区域成功的减排处理经验，减少畜禽养殖业对环境的影响，在生态环境与行业发展中找到平衡点，实现共赢。

   （冯新平 广东省韶关市乳源瑶族自治县动物卫生监督所）

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