生猪养殖场粪污治理利用现状及建议采取的措施
2022-11-22裴志勤任灵肖程瑞汲如芬
裴志勤,任灵肖,程瑞,汲如芬
(1.邯郸市畜牧技术推广站,河北 邯郸 056001;2.辛集市农业农村局,河北 辛集 052300)
畜牧业所产生的污染物主要来自于畜禽粪便、尿液、污水等废弃物,这些废弃物含有及其复杂的污染物,有COD、BOD、氮、磷、铜、锌及高浓度的有机污染物,若处理不当,会对土壤、水体、大气、生物产生污染,严重地影响养殖场周边的生产、生活环境。 因此,在发展畜牧业保障百姓对畜禽产品需求的同时,却给环保带来了较大的压力,也成为制约畜牧业健康可持续发展的重要因素。 畜禽养殖由于各地产业优势、养殖规模、品种结构、处理水平不同,导致不同区域污染程度差异较大,且各地养殖业都存在着点多、面广、治理及利用难度大的问题。 因此畜禽废弃物治理及有效利用是近几年及未来的主要工作重点,需要探索合理、经济、有效,广大养殖业主承受认可并积极应用的治理及利用模式,才能保障此项工作的有序开展。
1.猪场环境污染
畜禽场环境污染主要包括恶臭污染、 粪便污染、污水污染、病原微生物污染、药物污染和畜禽尸体污染等[2],其中除尸体污染外,其他几个污染方式都与产生的粪污有关。 一是猪场粪尿中含有的大量氮、磷、微生物、药物和超量使用饲料添加剂、 残留的微量元素及其他有害物资,是污染周围水源和土壤的主要污染物;二是猪粪尿中含有大量大肠杆菌、肠球菌以及数量不等的寄生虫卵、活性较强的沙门氏杆菌,如果得不到妥善处理,会直接威胁本场猪群健康及猪场周边环境,易引发疫病传播,甚至还会引发人畜共患传染病,严重危及人体健康;三是猪场自身产生的NH3、H2S、CO2、CH4、粪臭素等有害气体会导致恶臭污染,不但影响猪只的生长发育,还会危及周围居民的健康,加剧空气污染;四是猪场粪尿中大量有机物的排放使得生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)值高度上升,一般都超过国家规定的污水排放标准(BOD 60~80 毫克/升,COD 150~200 毫克/升); 五是非洲猪瘟常态化形势下,猪场增加了消毒流程及频次,导致大量使用的化学制剂类消毒药直接进入污水;六是猪粪尿中含有大量未被消化吸收的碳水化合物和含氮化合物, 碳水化合物可分解成甲烷、有机酸和醇类,含氮化合物在有氧条件下最终被分解成硝酸盐类,在无氧条件下可分解成氨、硫化氢、甲胺、二甲胺等恶臭气体。 猪场污染物如果得不到科学而有效的治理,将会对猪场自身环境和周围空气、土壤、水源造成严重的污染。
2.治理及利用现状
畜禽养殖粪污治理虽然早在相关的法律法规、条例中提及,但这项工作的开展起步较晚,养殖户主体众多,尤其是投入能力差的中小养殖散户占的比例较大, 且缺乏主动治理及环保的意识。 中上规模畜禽养殖场业主对粪污治理及资源化利用工作认识也严重不到位,加之需要增加配套的成本投入,导致当前较多养殖场没有粪污治理设施,有设施的装备水平低,简单粗放改造难度大,粪污有效循环利用模式较少。 近些年国家政策支持力度较大,随着整县制粪污资源化利用项目的大力推进,广大养殖业主对粪污治理主体责任有所认识,大部分规模养殖场配套建设了必要的粪污收集和处理设施,基本上能达到环境保护的底线要求。 但在实际生产中,有的养殖场建了污水贮存池, 却未采取有效防渗漏措施、未加装盖板等防止雨水倒灌、 污水增量外溢等设施,有的养殖场配建了贮存设施但未能正常运行或因为运行成本太高主观不运行, 粪污依然乱堆,所以总体上看,仍不容乐观。再者畜禽养殖业延续发展下来,缺乏合理的发展规划,导致养殖场空间布局不合理,农与牧严重脱结,大部分规模养殖场场内功能区布局规划缺乏必要的粪污处理设施。 养殖业是一个“高投入、高风险、低收入”的行业,加之粪污处理成本相对较高,在近几年环保的严格要求下,导致大多数养殖场负担过重。
生猪养殖粪污日产生量与养殖场的清粪工艺、用水量有很大关系。 收集环节的清粪方式有机械清粪、人工刮粪板清粪、水泡粪、水冲粪,其中大中规模猪场水泡粪模式居多,老旧半开放小规模猪场人工干清粪居多。储存环节有全混合粪污储存、固体粪便储存、液体粪便储存、露天储存、半覆盖储粪池、全覆盖储粪池等。大部分猪场停留在初级处理阶段:固液分离、沼气发酵(罐发酵、黑膜发酵、红膜发酵)、固体堆肥、氧化塘、分级沉淀氧化池等, 小部分猪场能进行商品有机肥、生物有机肥等深加工处理。沼气发酵在北方,由于气候的原因,冬天基本不能正常运转。 据了解一个存栏500 头能繁母猪,年出栏10000 头的猪场用红膜发酵加氧化塘模式, 一次性投入在200 多万元。
相对固体粪污、液体粪污收集、处理、利用设施需要的占地面积大,在《畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设规范》中推荐值,每头猪每日产生的全粪污是0.01 立方米, 而固体粪污仅0.002 立方米[1],液体粪污占全粪污量的80%,且大多通过氧化塘、 沉淀池等进行无害化处理的, 以一个年出栏万头的猪场为例, 需要近1.5万立方米的氧化塘或沉淀池,用地对猪场来说是一个制约因素。 臭气污染在本区域内90%以上缺乏合理的收集途径、设施及有效利用模式,也是影响农村人居环境的重要因素。 老旧猪场建场时基本上都没有考虑臭气收集、利用环节,当前新建猪场建场时有的考虑了臭气如何收集、利用,但实际应用效果不佳。
在配套消纳土地方面, 按照农业部办公厅印发的 《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》,存栏300~500 头母猪的猪场基本上还能满足,部分猪场也能实现种养循环模式, 但大规模猪场,如年出栏30 万头猪的猪场需要配套消纳土地约10 万亩左右,一般不好实现,再者目前的楼房猪场,更需要大面积的土地配套。 实际生产当中,虽有相关文件规定,但多数猪场在考虑规模发展时, 对粪污处理设施及土地配套方面考虑甚少,导致种养循环发展不能有效衔接。
通过发酵生产有机肥的设备运转率不高。一是一次性投入成本比较高, 实际应用中有立式发酵罐、横式发酵罐;二是实际应用过程中需要配合发酵菌种才可以生产,发酵菌种受温度、操作人员文化水平影响很大, 温度不适宜菌种不能发挥作用,导致进罐粪污不能发酵;再者用电成本较高, 据应用者反映生产1 吨有机肥需要200 多度电,光用电成本就达到120 元左右,导致养殖场不能正常运转。
3.未来发展,建议采取的措施
3.1 行业主管部门加强贯彻废弃物资源化新发展理念,以“优供给、强安全、保生态”为目标,加强技术培训和宣传的力度,使得养殖企业不断增强绿色生态可持续发展的意识。 从被动接受到主动投入,从单一注重生产到生产、生态和生活并重,提升养殖场(户)对粪污治理及资源化利用的认识理念,形成老场积极改造升级,新建场规范建设,推进种养结合、农牧循环的可持续发展新格局,以“增效”为着力点转型升级,逐步淘汰落后的生产方式, 用新的制造业装备去建造新猪场、用物联网新技术去装备新猪场、用数字智能化实现从粗放型到精细化管理,以“增美”为着力点构建种养循环关系,持续提升资源化利用率, 让畜禽粪污资源转化为产业和经济优势,以推动畜牧业高质量发展。
3.2 加强广大生猪养殖业主对主体责任的充分认识。 在《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国大气污染防治法》《中华人民共和国土壤污染防治法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《中华人民共和国畜牧法》《畜禽规模养殖污染防治条例》 等多项法律法规都对畜禽养殖过程中可能产生环境污染的环节予以规范, 要求畜禽养殖场必须进行粪污的收集、贮存、处理及综合利用, 无论新建场还是老旧场必须充分认识到履行环境保护的主体责任, 意识到为了节约成本而牺牲环境的做法是得不偿失的, 从而统筹考虑设计存栏与周边消纳土地匹配的问题,包括农作物规模、种植类型、耕地质量、环境承载力等因素[3],一场一策,探索经济实用的粪污肥料化、能源化、基质化等资源化有效循环利用模式,推进粪肥还田与化肥减量增效,真正实现“点粪成金,变废为宝”,实现畜牧业的绿色生态和可持续发展。
3.3 鼓励指导发展标准化、 自动化规模养殖,配备自动饲喂、自动饮水、智能化环境控制等现代化装备,实现“源头减量、过程控制、末端利用”。 生产中应用清洁养殖工艺实现节水、节料,实行污水暗沟输送、雨水明沟排放的雨污分流,减少粪污产生总量,降低粪污处理难度,回收污水循环利用,控制污水产生量;采取干清粪方式降低粪污产生量;使用微生物制剂、酶制剂等饲料添加剂和低氮蛋白日粮,降低氮、磷排放量;加强精细化管理、规范化饲养,应用精准饲料配方技术,提高饲料转化率,实现源头减量。建设必要的粪污处理设施,使用堆肥发酵菌剂、粪水处理菌剂和臭气控制菌剂等,减少氮、磷和臭气的排放,实现过程控制。 采用粪污全量收集还田利用, 通过干湿分离后, 采用固体粪便堆肥+污水肥料化利用,在农作物播种前或收获后作为肥料施用,养殖污水通过沉淀池、氧化塘贮存或沼气工程进行无害化处理后还田利用,实现末端充分利用。
3.4 行业主管部门及环境生态部门联合,提高新建、改扩建的规模猪场门槛,建场必须按照三同时“同时设计、同时施工、同时使用”的原则,结合养殖规模,周边环境及发展规划,确定粪污处理及资源化利用模式, 配备合理的粪污收集、贮存、处理、利用设施,在充分考虑养分的综合利用的条件下, 配套与养殖规模和处理工艺相适应的粪污消纳用地, 实现粪污就近就地利用的种养平衡。
3.5 大力开展宣传推介工作,充分利用传统媒体和新媒体加强宣传报道, 大力宣传畜禽养殖废弃物资源化利用工作的重要意义。 一是及时发布各级财政针对畜禽粪污资源化利用工作支持政策,释放积极引导信号,营造全社会推动畜禽粪污资源化利用工作的良好氛围,充分发挥政策补贴资金以点带面、示范引领的作用,调动政府与市场的积极性; 二是宣传成功的处理、利用及盈利模式,让畜禽养殖场和从业人员充分认识到履行环境保护主体责任,理解、支持、参与到工作中,科学地将畜牧业、种植业、能源、环境保护有效衔接发展,实现农业强、农村美、农民富的美好局面。
3.6 加大政策资金支持力度, 财政补贴资金、农机补贴资金向配套建设粪污资源化利用设施设备倾斜,对生猪养殖场(户)购置自动饲喂、环境控制、疫病防控、废弃物处理等农机装备给予积极支持。以标准化生产、精细化管理为重点,持续开展生猪养殖标准化示范创建,发挥标杆示范场的引领带动作用。
3.7 探索推进养殖密集区和中小养殖场粪污综合利用。 推行“养治分离、专业生产、市场运作”的第三方处理模式,通过政府支持资金引导社会资本投入畜禽养殖领域,建立粪便污水分户贮存、统一收集、集中处理的市场化运作。 同时加强中小养殖场粪污贮存及综合利用的技术指导服务。
当前新形势下,随着生活水平的日益提高,百姓对美好生活环境的需求将更为迫切,未来的畜牧业发展必须遵循生态文明、绿色循环发展的原则,从事养殖业的广大业主,必须高度认识畜禽养殖粪污治理及资源化利用的重要性,增强责任主体意识、增强使命感,并付诸行动。 不断借鉴、探索经济适用的种养循环、粪肥还田有效模式,既要猪肉保供又要绿水青山,统筹做好生猪生产发展和环境保护工作,推动畜牧业“绿色、生态、高效、健康”可持续发展。