豬場糞污處理綜合解決方案

萬里平

(北京盈和瑞環(huán)保工程有限公司，北京100043)

規(guī)模養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物可對(duì)土壤、水體和大氣等造成污染，降低環(huán)境質(zhì)量。對(duì)于眾多養(yǎng)豬從業(yè)者而言，土地和環(huán)保一直是懸在他們頭上的“達(dá)摩克里斯之劍”。事實(shí)上，目前養(yǎng)殖場的環(huán)境污染問題已成為全社會(huì)共同關(guān)注的問題。豬場糞污處理的防治對(duì)策是一個(gè)系統(tǒng)工程，解決方案應(yīng)堅(jiān)持綜合利用優(yōu)先，實(shí)現(xiàn)糞污的減量化、資源化、無害化處理以及運(yùn)營費(fèi)用的低廉化。

1 豬場糞污的主要危害

眾所周知，畜禽養(yǎng)殖污染排放量大。2010年2月發(fā)布的《第一次全國污染源普查公報(bào)》中對(duì)農(nóng)業(yè)源、生活源和工業(yè)源主要污染物的排放量進(jìn)行分析匯總的結(jié)果顯示，農(nóng)業(yè)源化學(xué)需氧量（COD）和總氮排放量分別為1324.09萬噸和270.46萬噸，若將總氮折算為氨氮，氨氮排放量為91.81萬噸，照此計(jì)算，農(nóng)業(yè)源COD和氨氮分別占全國排放量的43.7%和53.1%。其中，在農(nóng)業(yè)源中，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的COD和氨氮排放量分別為1268.26萬噸和71.73萬噸，占農(nóng)業(yè)源COD和氨氮排放量的95.8%和78.1%，占全國COD和氨氮排放量的41.9%和41.5%。

養(yǎng)豬場的污染物主要有豬糞、豬尿、污水和惡臭氣體，對(duì)周邊環(huán)境的危害表現(xiàn)在以下3個(gè)方面。首先，會(huì)造成水質(zhì)惡化、周邊江河湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化，進(jìn)而導(dǎo)致水生生物大量死亡，糞污中的有毒、有害成分還嚴(yán)重污染地下水，直接影響飲水安全。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)使我國水環(huán)境污染呈現(xiàn)全面蔓延態(tài)勢，農(nóng)業(yè)污染已成為影響我國水環(huán)境、尤其是威脅飲用水源安全的首要因素。其次，養(yǎng)豬場產(chǎn)生的惡臭氣體中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有毒有害成分，嚴(yán)重污染空氣質(zhì)量。最后，豬糞污中存在大量的致病微生物和蟲卵，會(huì)隨著糞污的排放不斷傳播，造成人畜間或畜禽間的交叉感染，引發(fā)疾病。

2 糞污處理的政策支持力度不斷加大

目前國家相關(guān)政策法規(guī)相繼出臺(tái)，制度體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范逐漸完善，資金力度也不斷加大。中央環(huán)保專項(xiàng)資金、中央農(nóng)村環(huán)保專項(xiàng)資金、三河三湖及松花江流域水污染防治資金、湖泊生態(tài)環(huán)境保護(hù)專項(xiàng)資金、大中型沼氣工程、農(nóng)村清潔工程、綠色能源示范縣建設(shè)項(xiàng)目等，都對(duì)畜禽養(yǎng)殖污染防治很重視。在環(huán)保部、農(nóng)業(yè)部、科技部等有關(guān)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目中，也設(shè)立和組織實(shí)施了一批與畜禽養(yǎng)殖污染防治相關(guān)的課題。

不僅如此，各地工作也不斷深入。譬如，浙江、福建、寧夏、四川、廣西、山東等省份制定了省級(jí)畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法或?qū)嵤┓桨?；廣東、浙江、山東制定了畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放地方標(biāo)準(zhǔn)；寧夏制定了農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)規(guī)范等技術(shù)指導(dǎo)文件。浙江省“811”環(huán)境保護(hù)新三年行動(dòng)方案將年存欄生豬100頭以上、牛10頭以上的中小規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場納入防治工作的重點(diǎn)，開展專項(xiàng)執(zhí)法檢查。福建省開展了“六江兩溪”重點(diǎn)流域規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場環(huán)境整治和執(zhí)法監(jiān)察工作。湖北省、廣西省通過有機(jī)食品基地、有機(jī)肥補(bǔ)貼，推動(dòng)了畜禽養(yǎng)殖廢棄物的綜合利用。

3 農(nóng)業(yè)源污染減排潛力大

我國是畜禽養(yǎng)殖大國，畜禽糞便和廢物產(chǎn)生和排放量較大，每年產(chǎn)生量為17.3億噸，是工業(yè)固體廢物的2.7倍，大量畜禽糞便沒有得到資源化利用。

“十二五”環(huán)保規(guī)劃的重點(diǎn)目標(biāo)：第一是完成禁養(yǎng)區(qū)劃定。其中，2013年要力爭完成國家水污染防治重點(diǎn)流域和區(qū)域范圍內(nèi)縣（市、區(qū)）的禁養(yǎng)區(qū)劃定。第二是污染減排能力建設(shè)達(dá)標(biāo)。全國畜禽養(yǎng)殖COD、氨氮排放量較2010年分別減少8%、10%以上；全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場（小區(qū)）配備污染防治設(shè)施的比例達(dá)到50%以上，形成COD和氨氮削減能力140萬噸、20萬噸；突出的畜禽養(yǎng)殖污染問題得到解決。第三，畜禽養(yǎng)殖污染防治法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和政策逐步完善。第四，環(huán)境監(jiān)管能力得到提升。第五，科技支撐能力明顯增強(qiáng)。

圍繞上述目標(biāo)，“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)任務(wù)包括開展專項(xiàng)調(diào)查和標(biāo)準(zhǔn)修訂，夯實(shí)基礎(chǔ)支撐體系；實(shí)施差異化管控措施，建立分區(qū)分類管理體系；引導(dǎo)清潔發(fā)展，建設(shè)全程化環(huán)境管理體系；加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和推廣，構(gòu)建科技支撐體系；強(qiáng)化監(jiān)測和執(zhí)法能力建設(shè)，完善環(huán)境監(jiān)管體系等。

4 豬場糞污處理的技術(shù)可行，主要是投資和運(yùn)營成本高

養(yǎng)豬場是以養(yǎng)殖生產(chǎn)為主導(dǎo)，污染防治技術(shù)大部分僅指后端污染治理，目前主要分為以下幾種方法：物理法（沉淀、脫水、干燥），化學(xué)法（絮凝、氧化、消毒），生物法（厭氧、好氧、兼氧），生態(tài)法（氧化塘、濕地、生態(tài)溝渠），資源化利用（肥料化、能源化、飼料化）等。他將其歸納為自然堆漚、生物堆肥、快速烘干的還田模式，直接排入生化塘的自然處理模式以及沼氣發(fā)酵、廢水處理的生物處理模式。

目前豬場糞污處理中存在的問題。筆者認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)對(duì)COD處理達(dá)到國標(biāo)并不存在問題，主要的瓶頸是投資成本和運(yùn)營成本高昂。另外，對(duì)氮、磷的處理仍存在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的問題；現(xiàn)有技術(shù)處理成本與養(yǎng)殖低利潤、高風(fēng)險(xiǎn)之間矛盾突出；運(yùn)行管理與操作人員素質(zhì)低的矛盾，使部分已有設(shè)施基本沒有正常運(yùn)行；生物有機(jī)肥推廣應(yīng)用力度不夠 （缺乏政策引導(dǎo)），導(dǎo)致糞便肥料循環(huán)利用不暢。

5 解決方案應(yīng)因地制宜，盡量爭取政策扶持

豬場糞污處理綜合解決方案的原則制定應(yīng)堅(jiān)持執(zhí)行國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國家的有關(guān)法規(guī)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；將糞污處理問題納入到養(yǎng)豬場的整體規(guī)劃；糞污處理問題是一個(gè)綜合性的問題，應(yīng)在養(yǎng)殖、種植、能源和生態(tài)環(huán)境等方面進(jìn)行綜合考慮；糞污處理問題是一個(gè)系統(tǒng)性的問題，應(yīng)在養(yǎng)豬場建設(shè)、日常管理和末端治理等階段進(jìn)行系統(tǒng)考慮；糞污處理應(yīng)遵循因地制宜的原則，根據(jù)養(yǎng)豬場周邊的環(huán)境進(jìn)行綜合考慮。

考慮到糞污處理設(shè)備投入較高，筆者建議，豬場可針對(duì)實(shí)際情況爭取一些國家資金和激勵(lì)措施。比如改造和治理可申請(qǐng)中央和地方農(nóng)村環(huán)保及其他資金支持；可申請(qǐng)農(nóng)業(yè)部關(guān)于大中型沼氣工程建設(shè)資金支持；可申請(qǐng)畜牧局關(guān)于養(yǎng)殖場標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)資金支持；廢棄物綜合利用產(chǎn)品生產(chǎn)銷售使用可享稅收優(yōu)惠等扶持政策；有機(jī)肥運(yùn)輸和購買，可享受不低于化肥的同類政策；自愿提高減排標(biāo)準(zhǔn)和要求，可申請(qǐng)給予獎(jiǎng)勵(lì)；相關(guān)綜合利用設(shè)備購置，有稅收優(yōu)惠，用電按農(nóng)用電價(jià)格等。

6 豬場糞污綜合解決方案及處理工藝

解決方案優(yōu)先選用綜合利用方案，以實(shí)現(xiàn)糞污的減量化、資源化、無害化處理和運(yùn)行費(fèi)用的低廉化。這一過程分為源頭控制、過程控制、循環(huán)利用和末端處理，也就是說盡可能減少污物，盡量做到糞污的綜合利用，否則退而求其次，追求排放達(dá)標(biāo)。

首先是抓源頭控制。在養(yǎng)殖場規(guī)劃時(shí)，“廠址選擇非常關(guān)鍵，養(yǎng)殖場周邊的環(huán)境直接影響后端糞污處理的方案和難度。應(yīng)選擇遠(yuǎn)離其他污染源的地方，以避免形成交叉感染，也可選擇周邊有足夠的土地或水面消納養(yǎng)殖場產(chǎn)生糞污的適合種養(yǎng)結(jié)合模式的地方，形成種養(yǎng)互補(bǔ)互利。在考慮糞污排放時(shí)，還可從源頭消減方面考慮。養(yǎng)豬場的糞污主要來源于豬吃飼料經(jīng)消化后的排泄物，其中含有未消化的飼料和被分解了的飼料，要減少污染物的排放量，可通過研究更綠色的飼料配比和提高飼料的利用率等來實(shí)現(xiàn)。

過程控制應(yīng)選擇合適的清糞方式、實(shí)現(xiàn)雨污分離和加強(qiáng)管理、節(jié)約用水。目前主流的清糞方式有干清糞、水沖糞、水泡糞和生態(tài)養(yǎng)殖法4種，各有優(yōu)勢。干清糞是先由人工清理，再用水沖洗，具有投資低、用水少、勞動(dòng)強(qiáng)度高等特點(diǎn)；水沖糞是直接用水沖洗糞尿，具有耗水量大、污水濃度高等特點(diǎn)；水泡糞（又稱尿泡糞），具有耗水少、勞動(dòng)強(qiáng)度小等特點(diǎn)，但是污水COD和氨氮等濃度非常高，達(dá)標(biāo)處理難度非常高；生態(tài)養(yǎng)殖法無排水，適合小豬場，但具有發(fā)酵料投資較大、養(yǎng)殖環(huán)境差、存在交叉感染等弊端。

筆者認(rèn)為養(yǎng)豬場的雨污分離非常有必要，尤其是在南方地區(qū)，雨水量較大，更應(yīng)該引起重視?？蓪B(yǎng)豬場的雨水收集系統(tǒng)和污水收集系統(tǒng)相分離，這樣，雨水經(jīng)過收集后通過明渠排出，污水則采用管道輸送，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源化、無害化處理。

要實(shí)現(xiàn)糞污的循環(huán)利用，可采用能源生態(tài)型模式即俗稱的沼氣工程。“能源生態(tài)型”處理利用工藝的定義是指畜禽養(yǎng)殖污水經(jīng)厭氧消化處理后作為農(nóng)田水肥利用的處理利用工藝。其主要特點(diǎn)有：不向自然水體排放，實(shí)現(xiàn)零排放；采用種養(yǎng)結(jié)合，經(jīng)厭氧消化后的沼液沼渣回田，實(shí)現(xiàn)生態(tài)利用；厭氧過程中產(chǎn)生大量的沼氣，可實(shí)現(xiàn)綜合利用。

能源生態(tài)型模式以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的生態(tài)農(nóng)業(yè)思想為指導(dǎo)，工程設(shè)計(jì)思路是以養(yǎng)豬場為基礎(chǔ)，以能環(huán)工程為紐帶，建立起養(yǎng)殖、能源、有機(jī)肥料、種植、農(nóng)產(chǎn)品加工共5個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的循環(huán)經(jīng)濟(jì)架構(gòu)。關(guān)鍵是要求養(yǎng)豬場周邊有農(nóng)田能消納沼液。糞污首先進(jìn)入水解池經(jīng)水解、酸化等預(yù)處理，之后進(jìn)入發(fā)酵罐進(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后可用來發(fā)電、做飯等，沼肥可作為高檔有機(jī)肥，也可以直接在田間粗放使用。

厭氧反應(yīng)器是該工藝的核心設(shè)備，通常厭氧反應(yīng)器材料上有混凝土罐、利普罐和搪瓷拼裝罐，結(jié)構(gòu)上可分為固定頂式和一體化式反應(yīng)器兩種。搪瓷拼裝罐是如何煉成的？搪瓷鋼板在高溫（1000℃左右），經(jīng)過特殊的工藝，在搪瓷專用鈦合金鋼板的兩面各搪燒附著兩層高惰性的釉層而成。相比鋼板焊罐，搪瓷拼裝罐擁有更穩(wěn)定的質(zhì)量—設(shè)計(jì)、機(jī)加工、鋼板搪瓷、成品檢驗(yàn)均在工廠內(nèi)完成。更快速的安裝—2000立方米的敞口搪瓷罐僅需15天便可完成。更漂亮的外觀—高光、耐磨、永不褪色。更輕松的維護(hù)—無需防腐維護(hù)、使用壽命30年等優(yōu)勢。

天津中糧寶坻一場使用能源生態(tài)型模式進(jìn)行糞污綜合處理的成功案例。該場年出欄生豬10萬頭，采用水泡糞工藝，一天可產(chǎn)生600噸污水，經(jīng)厭氧發(fā)酵后將沼液儲(chǔ)存起來，一年兩次直接給豬場周圍的大片玉米地、林地澆地，實(shí)現(xiàn)綜合利用。

若無法實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，筆者建議豬場采用能源環(huán)保型模式實(shí)現(xiàn)排污達(dá)標(biāo)，即末端治理?！澳茉喘h(huán)保型”處理利用工藝是指畜禽養(yǎng)殖場的畜禽污水處理后達(dá)標(biāo)排放或以回用為最終目標(biāo)的處理工藝，經(jīng)這一工藝處理后豬場產(chǎn)生的廢水可達(dá)標(biāo)排放。

污水如何達(dá)標(biāo)？污水處理后排放的尾水COD和氨氮指標(biāo)是兩個(gè)重要指標(biāo)。COD是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機(jī)物。因此，COD又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。COD值越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在的氮、氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物。筆者采訪業(yè)內(nèi)人士了解到，國家環(huán)?？偩种贫ǖ男笄蒺B(yǎng)殖場糞污排放標(biāo)準(zhǔn)中主要的指標(biāo)是BOD達(dá)150毫克/升，另一個(gè)是COD達(dá)400毫克/升，但實(shí)際上這一標(biāo)準(zhǔn)難以達(dá)到。

畜禽養(yǎng)殖廢水具有有機(jī)負(fù)荷較高、氨氮含量高等特點(diǎn)，而畜禽養(yǎng)殖業(yè)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)和經(jīng)營方式都區(qū)別于工業(yè)生產(chǎn)，因此其廢水的末端治理一般需要多種處理技術(shù)的結(jié)合。從治理技術(shù)來看，要實(shí)現(xiàn)去除COD、生化需氧量（BOD）的同時(shí)，再脫氮除磷的效果，厭氧工藝是不可或缺的；同時(shí)，配合我國農(nóng)村地區(qū)的沼氣化工程建設(shè)，厭氧沼氣化可以實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。概括起來，目前我國畜禽養(yǎng)殖廢水的末端治理的典型工藝主要有兩種模式：一種是厭氧-自然處理模式，適用于中小型規(guī)模化養(yǎng)殖場，目前在兩廣地區(qū)應(yīng)用廣泛；一種是厭氧-好氧模式，適用于大中型畜禽養(yǎng)殖場或養(yǎng)殖區(qū)。

最后，如果養(yǎng)豬場周邊有足夠土地或水面可消納沼液沼渣，建議采用能源生態(tài)型模式，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合，綜合循環(huán)利用。若養(yǎng)豬場位于水源地、城鎮(zhèn)周邊或環(huán)境敏感地帶，對(duì)環(huán)保要求較高，建議采用能源環(huán)保型模式，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。