廣州市規模化養豬場廢水污染調查與防治對策探討

蔣 昕

(廣州市環境技術中心,廣州 510055)

1 引 言

隨著農業經濟結構調整與產業化步伐的加快,廣州市養豬業發展迅速,生產水平不斷提高,過去是以農家分散飼養為主,現在規模化集約化的商品養殖生產已占主要地位,根據廣東省生豬生產發展總體規劃,廣州到 2012年生豬出欄量要達到 260萬頭,主要建設大型集約化規模生豬養殖場。養豬業的快速發展一方面滿足城鄉居民的對豬肉消費的需求,另一方面由于規模化養豬產生的糞便與污水更加大量與集中,所帶來的大氣、水體、土壤等環境污染問題會日趨嚴重,廣州市農村生態環境及環境管理將面臨很大壓力,如何在合理發展養殖規模、調整養殖布局與方式的同時控制和削減污染物的排放,是廣州市農村環境污染防治必須面對的問題。為此,我中心通過資料收集、專家咨詢、走訪座談、現場踏勘等方法,在對廣州七區 (縣)存欄數≥500頭以上規模化養豬場進行調查的基礎上,根據養豬糞便和廢水收集與處理的不同方式在全市篩選出 5家有代表性的養豬場作為調查對象對養豬廢水進行現場監測,并在此基礎上研究提出適合廣州市規模化養豬場的污染防治對策。

2 廣州規模化生豬養殖業現狀

按照存欄數≥500頭為規模化養殖的標準統計,目前廣州市共有規模化生豬養殖場 974個,各區 (縣)均有分布,其中增城的養豬場數量最多,約占總數的 55.6%,年生豬出欄數占廣州總量的45.3%,其余各區中從化、白云、番禺、蘿崗、花都養豬場的數量較為接近,各占廣州出欄生豬總量的 10%左右。廣州各區生豬養殖場分布情況見表1。調查中發現,為了運輸方便,減少成本,廣州的養豬場大多數建在人口較密集、土地占有量相對較少的郊區或者城郊結合部位。

表1 廣州規模化生豬飼養場分布情況Tab.1 Distribution of scaled pig-farms in Guangzhou (個)

2.1 豬舍建筑形式

豬舍是豬場建筑的核心。經現場調查,除生產母豬和保育豬采用高欄框架豬舍外,目前廣州市養豬場豬舍主要為傳統型水泥地板豬舍與高位漏縫板豬舍兩種形式,其中普通水泥地板形式的豬舍約占85%。水泥地板豬舍造價便宜,構造簡單,但其沖洗豬舍的用水量是漏縫板豬舍的 2～3倍。

2.2 豬場清糞工藝

目前廣州市規模化養豬場主要清糞工藝有水沖式和干清糞兩種,水沖式占 75%,干清糞占 25%。兩種方式在廢水產生及資源利用方面存在較大差異,水沖式清污耗水量大,排出的水和糞尿混合在一起,粘稠度大,有機質濃度高,后續處理困難大,而且固液分離后的干物質肥料價值降低。干清糞工藝污水產生量少,干糞直接分離,養分損失小,肥料價值高,經過適當堆肥后,可制作出高效生物活性有機肥[1]。經實地調查,豬場工人為了操作方便,部分采用干清糞方式的豬場仍然進行水沖式清糞。

2.3 產污及污染治理狀況

養豬場排放的廢水主要來源于豬舍內地面清潔用水、沖糞水。各養豬場因生產方式、管理水平及污染治理工藝不同,產排污狀況存在較大差異。根據重點調查和抽樣調查的原則,選取 5家有代表性的規模化養豬場廢水進行采樣監測,其結果見表2、表 3。

2.3.1 廢水中污染物的濃度

由表 2可見,養豬場產生的廢水中含有高濃度難降解的有機物、氨氮及病原微生物等,遠高于廣東省《畜禽養殖業污染物排放標準 (DB44/613-2009)》中珠三角地區標準。廢水中污染物濃度與清糞方式關系密切。水沖糞方式的養豬場廢水中CODCr濃度約是干清糞方式的 2倍,NH3-N則為 4～5倍。

表2 不同清糞方式養豬場廢水中污染物濃度Tab.2 Concentrations of pollutants in sewage from differentways of excrement clearance (mg/L)

2.3.2 廢水與污染物產生量

依據監測廢水中污染物的平均濃度,在文獻檢索基礎上[2,3],結合走訪踏勘、實地測量等方式取得的不同清糞方式的用水與排水系數,以廣州市2007年年出欄數 250.8萬頭 (存欄數 135萬頭)為統計數據,計算得到全市規模化養豬場年排放污水量 862.3萬 t,污染物產生量分別為：CODCr6.44萬 t、BOD51.92萬 t、SS 0.38萬 t、NH3-N 1.07萬 t、TP 877.32t。數量巨大的污染物若不經處理直接排放,必然對珠江流域的水體、土壤產生嚴重污染。

2.3.3 廢水污染治理狀況

據調查,廣州全市養豬場主要有 3種污水處理方式,即 1.固液分離 +沼氣池(或厭氧池)+好氧曝氣池 +氧化塘 (或魚塘);2.沼氣池 (或厭氧池) +兼性塘 +氧化塘(或魚塘);3.直接排入魚塘。第一種工藝通過固液分離降低后續處理設施負荷,厭氧后增加好氧曝氣設備,利用好氧菌降解有機物;第二種工藝利用厭氧充分降解有機物,厭氧后續充分利用兼性塘和氧化塘自然生物降解有機物和氨氮。各處理工藝處理效果的實測情況如表 3所列。

表3 養豬場廢水 3種處理工藝的處理效果Tab.3 Effects of three kinds ofwastewater treatment on pig far ms (mg/L)

從表 3可看出,3種污水處理工藝的出水中CODCr、BOD5、SS基本達到廣東省《畜禽養殖業污染物排放標準 (DB44/613-2009)》中珠三角地區標準,其中厭氧沼氣池去除率為 80%左右,總去除率達 98%以上。部分豬場廢水 NH3-N超標; TP、糞大腸菌群數超標,這與治理措施中沒有脫磷、消毒措施有關,直接排入魚塘的糞大腸菌群數顯著超標,成為傳播疾病的主要隱患。目前廣州市存欄數 ＞5000頭的養豬場 90%建有沼氣池或厭氧池;500＜存欄數 ＜5000養豬場 50%建有沼氣池或厭氧池;其余的規模化養豬場將糞污水經化糞池后或直接排入魚塘或用于果林灌溉。

3 廣州市規模化養豬場存在的問題

此次調查發現,目前廣州全市基本未有現代化、環保化的規模養豬場,其生豬飼養方式、廢水治理措施、生產管理等方面存在以下主要問題。

3.1 飼養方式相對落后

絕大部分養豬場采用普通的水泥地板豬舍,未從節水及減少排污的角度考慮從源頭上控制污染。高位漏縫板豬舍等環保型、清潔型養豬方式在廣州未得到很好的推廣與普及。

3.2 污染治理措施不完善

3.2.1 未采用干清糞措施

絕大部分養豬場采用水沖式清糞方式,一方面增大用水量,另一方面由于糞便的排入導致污水有機質濃度高,增加污水處理設施負荷,污水處理效果不穩定。

3.2.2 糞污水直接排入魚塘

部分養豬場的糞污水未經處理達到無害化要求而直接排入魚塘,糞大腸菌群數嚴重超標,導致病菌通過水體傳播,同時也對魚塘中魚類產生較大影響。盡管由于所監測的養豬場配套有較大面積的魚塘,出水指標基本能滿足相應排水標準,但在不利條件下,如魚塘換水、暴雨時污水外溢等,將對周圍環境產生不利影響。

3.2.3 氧化塘容量小

多數養豬場配套的氧化塘 (魚塘)容量遠遠無法滿足消納養豬廢水進行生物降解的需要,處理效果很差,許多氧化塘因糞便堵塞而停用,廢水直接排放。

3.2.4 未充分利用沼氣資源

廣州全市約有 32%的養豬場沒有設置糞污發酵沼氣池,一些建有沼氣池的養豬場將沼氣用于食堂煮飯及取暖,剩余的排放,有的甚至未利用而直接排放,造成資源浪費。

3.3 生產管理水平差

據調查了解,大部分養豬場環保管理落后,沒有專職人員管理污水處理設施,沒有操作規程及運行記錄,更沒有在線監測系統。缺乏環境風險應急措施,難以應對突發性環保問題,如污水處理設施出現故障時的廢水事故排放。此外,環境管理部門尚未對養豬場的設施運行進行監督管理,造成一部分處理設施處于閑置狀態。

4 污染防治對策

針對廣州市規模化養豬場目前存在的問題,結合廣州的實際情況,從以下幾個方面提出污染防治對策。

4.1 推行清潔生產工藝

(1)改變末端治理模式,從源頭控制污染,推廣采用節水型漏縫地板豬舍。

(2)強制推行干清糞方式。如將現有 75%采用水沖式清糞方式、存欄量 81萬頭的規模化養豬場全部改為干清糞方式,每年可減少排放廢水 287萬 t,削減各項污染物排放量 30%～60%。

4.2 養豬污水治理措施

養豬場污水處理有多種工藝技術,有些具有良好的處理效果,但因投資大、處理過程運行費用高,難以普及。根據本次調查監測和文獻[4,5]查閱結果分析,從廣州市土地資源日趨緊張的實際出發,考慮環保及經濟效益,存欄量 5000頭以下的中小型養豬場建議采用豬場污水→集水池→固液分離機→厭氧沼氣池→沉淀池→兼性塘→氧化塘 (或魚塘)模式;存欄量 5000頭以上的大型養豬場建議采用豬場污水→集水池→固液分離機→厭氧沼氣池→好氧曝氣池→沉淀池→氧化塘 (或魚塘)模式。豬場建設沼氣池,既對廢水進行處理,又可利用厭氧產生的沼氣發電,供給污水處理設備或用于生活,節約成本。

豬場氧化塘 (或魚塘)的設計規模應能滿足實際處理廢水的需要,據有關文獻[1],60～100頭豬產生的廢水需配置 1hm2魚塘來降解。水產品種結構、養殖密度與捕撈計劃、塘水肥瘦、養殖季節、養殖地區氣候、水質管理方法等均對“豬 -魚”比例的配置產生影響。

4.3 加大污染治理的資金補助

由于廣州養豬業利潤低,目前仍屬于弱勢產業,建議建立養豬業污染治理的資金補助政策：對實施污染治理或治理設施改造的給予補助;對建設沼氣池,利用沼氣發電的給予補助;對購置專用糞污運輸車實現糞污歸田的給予補助;對養豬新技術、清潔生產技術等給予補助。

4.4 強化環境監督管理

(1)嚴格執行環保審批管理制度。新建、改建和擴建的規模化養豬場應進行環境影響評價,未開展環境影響評價的已建豬場按照審批權限期補辦環保手續。

(2)加強養豬場選址的管理。位于禁養區內的限期搬遷或關閉,限養區內污染物未能達標排放的應限期整改,實現達標排放的同時進行總量控制。

(3)實施污染物排污申報登記制度和排污許可證制度。加強對污水處理設施運行狀況的監測與監督。

(4)在各養豬場安裝水表,采取定額用水管理辦法,節約用水,減少污水排放量。

[1] 卞有生主編 .生態農業中廢棄物的處理與再生利用[M].北京：化學工業出版社,2000.86-124.

[2] 徐 謙,朱桂珍,向俐云 .北京規模化畜禽養殖場污染調查與防治對策研究[J].農村生態環境,2002,18(2)：24-28.

[3] 徐 斌,李丕學,黃志華,等 .雷州半島規模化畜禽養殖污染現狀與對策[J].生態科學,2004,23(3)：253-255.

[4] 卞有生,金冬霞.規模化畜禽養殖場污染防治技術研究[J].中國工程科學,2004,6(3)：53-57.

[5] 劉 紅 .養豬場對環境的污染改善對策及處理利用技術[J].農業環境保護,2000,19(2)：101-103.