谈养猪业污物处理技术的运用

（厦门国寿种猪开发有限公司，福建 厦门 361100）

谈养猪业污物处理技术的运用

林新仁

（厦门国寿种猪开发有限公司，福建 厦门 361100）

2013年至2014年全国掀起了拆猪场潮流，养猪业开始进入了轰轰烈烈以防污减排、环境保护、猪场改善、技术提升为主题的整治期。2013年11月国务院办公厅公布《畜禽规模养殖污染防治条例》，禁止在饮用水水源保护区、风景名胜区、自然保护区的核心区和缓冲区、城镇居民区、文化教育科学研究区等人口集中区域内建设畜禽养殖场、养殖小区，对违反条例条款的企业将处以重罚，该条例并于2014年1月1日开始实施。同时2014年9月1日国家发改委、财政部、环保部联合下发《关于调整排污费征收标准等有关问题的通知》，决定到2015年6月底前，我国各省（区、市）污水、废气主要污染物排污费征收标准将翻一翻，废气中的SO2和氮氧化合物排污费由污染当量0.6元增加为1.2元，COD、氧氮和5项重金属指标（铅、汞、铬、镉、类金属砷）排污费由污染当量0.7元增加为1.4元，同时实行梯形差别化排污收费政策。养猪业作为我国畜牧业发展主要部分，为农业提高全国GDP做出一定贡献。当前，养猪业已经迈入了规模化、技术化、集约化的发展阶段，作为污染物排放的一个大源头，如何利用科学技术提高污物处理水平，真正做到由污水治理导向废物利用，由减碳减排转向废物零排放已是迫在眉睫。

1  我国养猪业发展概况

依据2013年国家统计局数据，2013年底我国能繁母猪存栏4 820万头，生猪存栏量47 411.26万头，生猪出栏71 557万头，产出5 493.03万t猪肉，占肉类产出量的64.34%，占全球猪肉总产量50.6%。据国家农业部、统计局最新数据，2014年6月全国生猪存栏44 440万头，1—6月份累计出栏35 200万头，7月份能繁母猪存栏4 537万头，1—6月份猪肉产量2 705万t。据农业部发布的《全国农业和农村经济发展第十二个五年规划》设定的生猪产业发展应占畜牧业的80%，而2013年比重只有40.8%，因此我国养猪业仍有较大的发展空间，因此2010年至2020年被业界者称为“养猪业的黄金十年”[1]。

2  养猪场污水排放情况

随着养猪企业向规模化、集约化发展，养殖效率逐年提升，因饲养集中导致生猪粪便污水排放量激增而引发环境污染问题也日益突出。每头猪年产粪便污水2.5 t，一家年出栏万头的猪场日排放粪便污水70～100 t，那么该猪场每年就向外界排放出30 000 t粪便、污水等污物[2]。如果按照新颁布的排污费征收条例，那么就污水一项，该企业就需要上缴42 000元排污费用，同时对周围土壤、水源等环境造成严重的影响，相应养殖成本大幅度增加（还未考虑污物对猪间接副作用）。有调查称就猪场一项BOD（生化需氧量）总量为人类粪尿BOD的11倍。据国家环境保护部发布的2012环境年报，2012年重点调查了全国135 614家规模化畜禽养殖场、9 426个规模化畜禽养殖小区，发现就该项BOD、氨氮排放量分别为1 153.8万t、80.6万t，占全国BOD、氨氮排放量的47.6%与31.8%。

养猪业污水、粪便的处理不当会引起疾病的发生，导致养殖企业的损失更大。要使企业经营者转变养殖理念，实实在在做到由污物排放到减碳减排，再到废物利用与零排放，这样不仅能够在处理好污物排放问题创造良好的养殖环境，同时还能够变废为宝，为企业创造收益。

3  主流污物排放处理技术

3.1 干湿分离模式

粪便与污水分别处理方式，主要为人工清粪，使用少量水冲洗，经过处理后的粪便污水还田（农、果）做肥料，最终达到零排放。散户多采用此种较为落后的粪便处理方法，一般适用于年出栏5 000头以下的养殖小区。该模式需要劳动力，同时周围农田、果树要能够消纳粪便污水。

3.2 厌氧发酵模式

使用尿泡粪或水泡粪技术，使得粪便与污水能够充分的混匀，进入沼气池经过8～21 d的厌氧发酵，后将沼渣与沼液一同排入氧化塘等自然处理。此种模式比较适合年出栏万头以上，离城市较远，气温较低，土地宽广，有滩涂、鱼塘、荒地、林地等自然资源的规模化养殖企业。

3.3  发酵床技术

使用一定比例混合秸秆、锯末屑、稻壳粉和粪便（或泥土），并添加EM生态菌群，进行微生物发酵繁殖，形成一个微生态发酵床工厂，并以此作为猪圈的垫料。使猪粪、尿和垫料充分混合，通过发酵床的分解发酵，使猪粪、尿中的有机物质得到充分的分解和转化，微生物以尚未消化的猪粪为食饵，繁殖滋生。随着猪粪尿的处理，臭味也就没有了。而同时繁殖生长的大量微生物又提供了有机物营养和菌体蛋白质被猪食用，从而相辅相成将猪舍垫料发酵床演变成微生态饲料加工厂，是一种无污染、无排放、无臭气的新型环保生态养猪技术。此种模式一般应用于年出栏5万头以上的规模养殖企业、集团，同时该模式需要较强的技术力量，需要定期翻动发酵床，同时要求不能随意在饲料中添加抗生素。管理不善极容易导致呼吸道、消化道等疾病的发生。

图1 干湿分离模式示意图

图2 厌氧发酵模式示意图

图3 厌氧发酵模式示意图

4  厦门国寿首创沼气加热气泡污水处理系统

厦门国寿种猪开发有限公司于2013年投资300万元，结合北京科技大学、台湾农科院、台湾动物科技研究所等海峡两岸技术力量合作研发了全国首创沼气加热气泡污水处理系统。全套系统充分利用了“猪—沼—农”三位一体经济模式架构，可分为粪便污水处理阶段、绿色生态改善阶段、有机物利用阶段。

4.1 粪便污水处理阶段

粪便污水经过地面沟渠、管道流入进料池，经过充分混合后，再通过污水泵抽取进入弯板过滤器，使用的滤网为100目，去除100目以上的固体颗粒物，可以降低废水中COD、BOD浓度，低于100目的悬浮物在沉淀池进一步沉淀处理，这种方式又可以极大降低COD、BOD浓度。经强化预处理的沼液，进入沼气袋内厌氧发酵21～30 d，在发酵过程中将会对沼气袋间歇性加热以及打入产出的沼气，从而促进主要不产甲烷菌与产甲烷菌群的活性，加速对有机物的分解与沼气的合成。经过厌氧发酵处理后的沼液进入曝气池，24～48 h连续不间断曝气，增强好氧微生物分解有机物作用。处理后沼液进入沉淀池，分级沉淀后，进入下一阶段。

图4 污水处理流程示意图

4.2 绿色生态改善阶段

将处理后的废水通过污水泵抽取进入生态砂石过滤人工湿地，进行物理、化学、生物作用三者协同处理。

1）物理作用：沉淀后污水经过10 cm的砾石层、80 cm石英石层、10 cm的污泥粗砂层和20 cm砾石层逐层过滤，并在最底层铺设PE膜双面土工布。

2）化学作用：含磷化学物与基质填料中反应、富集、沉淀。

3）生物作用：基质填料为微生物细菌提供了一个非常适合的环境，有机氮经氨化作用转化为氨氮，在好氧菌作用下，氨氮经硝化作用转变为硝酸盐和亚硝酸盐，然后在厌氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原为氮气，释放至空气中。同时绿色植物强大根系中的固氮微生物进行固氮作用，叶子叶绿体进行光合作用。

经过逐层处理过后，进入生态储蓄池，并在池中植入莲花、荷花等植物，饲养青蛙、清道夫鱼等水生动物。对生态储蓄池水质进行指标检测，经该污水处理系统处理后的水质完全符合国家标准GB 18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》规定的排放指标。

4.3 有机物利用阶段

该系统竣工后，该污水处理系统能够做到沼渣变绿色有机肥，沼气做能源，沼液浇灌果树等。实现日处理粪便污水200 t，日产沼气840 m3，年产绿色有机新鲜牧草与蔬菜112 t，年产有机化肥经济效益约415万元。真正实现猪场粪便污水绿色、生态、环保、无害化与综合利用。

 表1 污水系统处理前后污水水质指标  mg/L

5  结论

1)我国每年产生畜禽粪便量约为17.3亿 t，其中总氮含量就高达1 597万 t，总磷363万t。作为一个严重的环境污染源，如不经过无害化处理就排入周围环境，在造成土壤、水源、空气污染的同时，还危及畜禽与人员的生命健康[3]。规模化、集约化成为现代养殖业的发展方向，正确处理好粪污排放问题，才能在不损害自然资源情况下创造利益最大化。

2)不同规模的养猪企业都需要有适合自身的一套粪污处理模式，沼气工程厌氧发酵技术是运用较早、较成熟的一种模式，沼气利用可以追溯到公元前10世纪的亚述帝国和公元前16世纪的波斯帝国，而在我国最早可追溯到公元前1世纪的西汉，开凿了人类的第一口沼气井——临邛火井[4]。发酵床技术最早模型是“柴草垫圈”养猪，后期经发展形成现阶段添加微生态菌群适温发酵后使用，但是由于发酵床的技术不够完善以及技术要求较高，需要专人做垫料的护理，因此推广上存在难度。

3）厦门国寿首创的污物处理系统是结合传统模式与现代模式，使用了沼气袋、循环加热系统、沼气回冲系统构成的沼气池，以及传统的曝气池、沉淀池，同时增加了人工湿地垂直流生态滤床污水处理系统技术。几种技术、模式的相结合使得养猪企业粪污处理难题轻松得以解决。但是整套系统前期需要资金的投入，因此前期适合在一些规模养殖企业推广，后期，如果能够通过技术手段降低成本方可大范围的推广。

[1] 林新仁，林国忠，祁保民.畜禽无害化高速处理系统技术介绍与运用实例[J].猪业科学， 2013，30(10)：52-53.

[2] 岳伟敏.规模化养猪场对环境的污染及防治措施[J]. 饲料与畜牧，2011 (10)： 41-42.

[3] 叶晓东.猪场废水处理工艺研究与运用[D].南昌：南昌大学，2010：1-6.

[4] 王义超.中国沼气发展历史及研究成果述评[J].农业考古，2012(3)：268-269.

2014-09-23）

林新仁，兽医硕士研究生，主要研究动物疾病、营养以及猪场管理，linxinren@126.com