養豬業如何走出環保之困?
本刊編輯/張金輝
特邀嘉賓:(排名不分先后)
黃如渠(湛江廣墾沃而多原種豬有限公司總經理)
李鐵明(佳和農牧股份有限公司董事長)
洪五一(福清豐澤農牧科技開發有限公司總經理)
梅書棋(湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所研究員)
趙建治(河南省誼發牧業有限責任公司市場營運中心總經理)
嚴 兵(江西大北農科技有限責任公司駐場高級場長)
劉 謹(北京大鴻恒豐牧業科技有限公司豬場設計主工程師)

黃如渠總經理

李鐵明董事長

洪五一總經理

梅書棋研究員

趙建治經理

劉謹工程師
一提到豬,首先浮現在我們腦海中的就是那渾身沾滿糞便、泥污的樣子,又臟又臭。世界上沒有絕對的垃圾只有放錯地方的資源,這句話很有哲理。在新環保法實施后,不少養豬企業面臨整改甚至拆除的困境,有不少養豬朋友感嘆“養豬越來越難了”,但這何嘗不是一次倒逼養豬企業轉型升級的機遇?相信有遠見的養豬企業,會在新一輪的“洗牌”中把握機遇,在未來的市場中尋得一席之地。如何才能循環利用養豬產生的廢棄物,讓我們在能吃到美味豬肉的同時,遠離那些惡臭和污染,走出環保之困?下面就一起來聆聽下行業內的企業家的成功做法及專家的建議。
黃如渠總經理:新的環保法出臺并且執行力度不斷加大,勢必對我國養豬業造成極大的影響。
首先,豬場的環保成本勢必增加。據我場近年來新建幾座豬場污水處理設施,每個項目投資都在250萬~300多萬元,占整個豬場投資的15%~20%,有些甚至更高,豬場的環保設施固定資產投入大幅增加造成每年的折舊費比較大,加上污水處理過程中的運行費用每噸水約3~4元(包括PAM、PAC等投入品、人工、維修費等),大大增加豬場的成本,據我們測算,每千克豬的環保成本約0.3元。
其次,促進我國養豬產業轉移。新的環保法出臺后,廣東、福建、浙江等沿海經濟較發達省份紛紛劃定禁養區、限養區,促使養豬產業向東北和中西部等內陸地區轉移,因這些地區的土地資源豐富、環境承載能力相對比較強。
再次,由于各地方環保部門嚴格執法,那些沒有環保設施或有環保設施但環保不達標的小型養豬場將加速退出,促進我國生豬規?;B殖水平的提高。從這點來說,對大型豬場今后的發展也是一種新的機遇。
最后,隨著散養戶和小型豬場的逐步退出、大型規?;i場比例增加,我國的養豬規模相對穩定,避免以前三四年出現一個豬周期,豬價好像坐過山車一樣大起大落,使豬價相對穩定,加上規?;i場的抗風險能力和技術管理水平也相對較高,促進我國養豬業的健康發展。
嚴兵場長:傳統個體養豬業,豬糞尿還田地、塘,是很好的農家肥,沒有污染問題。但隨著規?;B豬的發展,大量的豬糞尿未經徹底處理集中排放,污染環境,造成養豬與環保的矛盾日趨激化,“限養令”、“禁養令”及強行拆移屢見不鮮。2015年1月1日新環保法的頒布,使養豬業面臨一個新的挑戰。
1)相關部門加大對豬場糞尿污水排放的嚴重性認知力度。豬采食量大,糞尿多,糞尿污水濃度高。一個萬頭豬場的排污量相當于2.5萬人的排污量。此外,豬糞尿污水COD濃度很高,豬糞約為21 000 mg/L,豬尿約為18 000 mg/L,污水約為12 000 mg/L。
2)科學而合理的豬場選址,政府規劃界定禁養區、限養區及適養區。禁止在生活飲用水的水源保護區、風景名勝區及自然保護區的核心區和緩沖區、城鎮居民區、文化教育科學研究區等人口集中區域建設養豬場和養殖小區。
3)政府及規?;B殖企業加大環保資金投入,完善工藝設施。國外養豬場一般用于環保的投資占總投資額的20%~25%,而國內部分豬場環保投資不足10%,加大環保資金投入是規?;B殖企業生存的基本。大量的糞尿污水必須經過處理才能轉變成肥料、能源(沼氣)等可利用物質,這些都需要前期的投資。
4)適當的養豬規模,不能超出環境的承載能力,規模與環境要匹配。
趙建治經理:新環保法實施后會增加豬場在環保方面的成本投入,增加排污費征收、增加廢棄物設施建設投入、增加廢棄物處理設施運行費用。如我場購置了無害化處理機,對病死豬進行高溫發酵無害化處理;建設了5個大型沼氣池,總容積5 600 m3,修建了沼液收集池26 000 m3。處理動物尸體不包括設備折舊,每千克需要1.6元,沼氣運行費用0.48元/m3。很多豬場為解決環保問題采取北移戰略,這個辦法我不太看好,我認為治標不治本,要想解決環保之困養豬場最終都得走生態循環農業的道路,即養殖規模與種植業用地消化能力相匹配,同時配套建設沼氣發酵或有機肥等初步降解處理設施。
劉謹工程師:新型環保政策要求養豬場提高自己的污染物處理能力,它起到了打造潔凈環保型豬場的促進劑作用。這一過程將會淘汰一批承受不了環保新政策高壓的豬場,這無異于加快了我們養豬業朝規?;?、標準化方向發展的步伐。這也對我們大鴻畜牧提出了更高的要求和挑戰,也加快了大鴻畜牧對糞污處理思路和設備推陳出新的步伐。
隨著環保投入的增加,正如剛才所說的,許多豬場將會被淘汰,也會有許多豬場由于環保成本的增加而使豬場效益下降。面對這一矛盾,我個人認為,豬場需要在產前、產中、產后做好有效選擇和管理,降低豬場投入。這里講的產前,比如建場規劃、選址、工藝等做好有效合理的選擇,產中人員成本、飼料、飼養管理、是否選擇設備管理等,產前決策對了,產中選擇好了,產后糞污處理環節的壓力也就沒那么大了,3個環節都做好,可以降低環保的投入,同時解決環保投入和效益之間的矛盾,甚至給豬場帶來更好的良性循環。
黃如渠總經理:養豬業污糞處理的難點有以下3方面:首先,由于豬場糞污水的特點是水量大,有機物濃度高,其次還具有氨氮、懸浮物含量高的特點,造成處理難度比較大。以萬頭豬場為例,采取人工清糞的方式每天污水量約80 m3,水沖糞模式約150 m3;未經處理污水的COD(化學需氧量)約為6 000~10 000 mg/L(如果水泡糞模式高達2萬/L)、氨氮約為300~500 mg/L,按國家有關排放標準,COD≤400、氨氮≤80,處理難度比較大。另外,環保設施投入比較大,前面已說過,每座污水處理設施投資約兩三百萬元,甚至更高,這對豬場來說是一筆相當大的投資。還有,污水處理的運行費用比較大,加大豬場的經營成本。
解決方案:1)從源頭控制,采取環保的生產工藝,如干清糞模式,減少污水排放量和污水濃度。2)采用 “能源生態型”工藝,即是畜禽養殖場污水經厭氧消化處理后作為農田肥料利用的處理工藝。該模式具有工程投資少、運行費用低、投資回收期較短、可獲得沼氣、工藝簡單、管理和操作方便等優點,但其工藝處理效率偏低,處理后的部分污染物(氨氮)濃度仍很高,且要求周圍有足夠的農田來消納厭氧發酵后的沼液、沼渣,養殖業與種植業的規模要配套。該工藝適合擁有大量自有農作物種植地如農墾系統的豬場。3)采用“生物發酵舍零排放養豬技術”,即在豬的飼料中長期添加生物酵素,在豬的消化道內形成益生菌的強勢菌群,并在豬棲息的生物發酵床內形成益生菌的強勢菌群,豬只排泄出來的益生菌和生物發酵舍墊料中的益生菌所產生的多種酶類,將豬排泄物中的蛋白質、碳水化合物、脂肪等有機質進行有效分解并作為墊料中益生菌代謝所需營養(C、N)消化。墊料中心溫度較高可將尿液中的水分蒸發,從而實現養豬零排放。該技術比較適合在我國北方(低溫時間長、濕度低),由于南方高溫高濕環境,影響使用效果,而且大型養豬場飼養量比較大,墊料翻推工作量比較大,也影響該模式的推廣。4)采用電凝和臭氧新技術。該技術是借助外加高壓脈沖電流作用產生電化學反應,把電能轉化為化學能,具有很強的氧化能力,對有機物的氧化、分解,從而實現脫氮、脫色;臭氧同樣具有很強的氧化能力,使有機物氧化、分解。該工藝具有投資少、運行費用低、處理效果比較好、適應性強的優點,目前廣東已有部分豬場在嘗試該工藝。
劉謹工程師:當前養豬業糞污處理確實存在不少難點,就個人了解,我認為:1)沼氣建設:存在設計、技術、管理及運行資本等方面的問題,設施運行的效果在北方不理想,一定程度上限制了糞污處理技術和設施推廣。2)小型分散養豬場養殖:規模小、布局零散,由于缺乏有效的治理措施,污染治理技術和監管成本相對較高,成為當前農業面源污染的主要來源和農業源污染減排的重點、難點。解決方案:建立小型分散養殖糞污集中收集處理服務體系。3)水泡糞:存在的一個顯著問題就是:大型豬場周邊一般沒有足夠的土地消納糞污,因此糞污的后續處理成為了一個難點。解決方案:“水泡糞+固液分離”糞污處理系統,成功地解決了這一難題。水泡糞收集的糞污被集中到集糞池后,進行“切割-攪拌均勻-切割進料泵提升-固液分離機干濕分離”一系列過程。所有設備可通過液位控制的方式實現自動化運作。分離后的固體糞便可直接用于制作有機肥料,污水有幾個處:可以做沼氣工程的原料,也可以經后續處理后達標排放,還可以根據場區具體情況,存儲熟化后稀釋灌溉。4)機械刮糞:一直存在著傳動鋼索易斷的問題。為此,大鴻畜牧不斷嘗試、不斷探索,在機械刮糞系統上采用防腐的礦用圓環鏈替代常規的鋼索,成功解決了這一難題。
總的來說,我還是覺得實施規模豬場產前、產中、產后無害化處理技術比較科學和全面。1)產前控制技術主要從規劃、選址、豬舍建設等方面著手,采用干清糞工藝,解決干濕分離的問題;控制用水量,解決排放量大的問題;暗道排污,解決雨污分流的問題;防滲地面,解決污染地下水的問題。2)產中控制技術涉及到飼料、飼養管理等方面,主要是改常規高蛋白高磷飼料為健康減排型飼料,解決氮、磷的減排問題。3)產后控制技術是重點,主要包括固體廢棄物和污水的無害化處理技術。
另外,加強硬件建設。養豬場應建設相應的糞便、污水與雨水分流、沼氣池、儲液池、氧化、曝氣機、糞污澆灌管網等治污設施設備并確保其正常運行,確保養豬場無害化零排放。
當然,法律、研究機構、政府方面也不可忽略他們的職能和作用。制定畜禽糞便污染治理相關法律法規;國家相關的研究機構應時時研究、開發新的糞污處理技術并免費推廣,確保糞污處理有技術有方法,在這一點上,大鴻畜牧也在不斷努力;政府應以宣傳為主,教育為輔,對所有養殖人員進行糞便環境污染危害定時教育,從思想上提高認識,從實際養殖過程中規范行動,讓畜禽糞污的危害深入人心。
李鐵明董事長:為了防止對周邊環境造成污染,我們會根據周邊環境的承載能力來確定養豬的數量,采取種養平衡生態養殖模式,即“豬—沼—苗(果、蔬)”模式(見圖1),采用干清糞工藝對養豬生產中產生的糞便、尿液及污水進行固液分離,干糞經發酵后加工成有機肥,尿液和污水排入密閉的沼氣池中,經發酵處理后產生的沼氣可作為燃料和照明供豬場生活、生產使用;有機肥、沼渣、沼液均用于苗木的灌施,真正實現了零排放以及循環利用。佳和農牧在快速發展過程中,緊緊圍繞如何帶動周邊有條件的農戶發展致富,將佳和農牧“豬-沼-苗(果、蔬)”種養平衡生態養殖模式復制,使有條件的農戶成為農莊主,即形成“集團公司+生態農場+生態小農莊”的模式。采用該模式不僅能帶動養殖戶共同發展致富,還對糞污進行有效利用,減少了生豬養殖對周邊環境的影響,促進了生態平衡。
黃如渠總經理:我們最近建設了2個黑膜(學名“蓋瀉湖”)沼氣污水處理系統(見圖2),該工藝在泰國等東南亞規?;i場已廣泛使用,其特點是投資低、運行費用低、產氣量大(用于發電)、有效降解污水的COD、BOD等濃度,缺點就是占地面積比較大(每個系統占地10多畝左右)。由于我們是農墾系統,擁有大量的土地種植甘蔗等農作物,我們每個豬場周邊至少配套有5 000畝至1萬畝農作物,可以消納經過黑膜沼氣池處理后的肥水,實現零排放。
洪五一總經理:近些年通過在荷蘭、德國等國外養豬場考察發現:他們都是以種養結合的方式去消納糞污。豐澤農牧10年前就是利用先發展種植,直到樹木可以吸納豬糞的時候,才開始發展養豬產業。公司利用地形優勢,采用“果-林-畜-沼”的發展模式。以種植業為基礎,配套養殖業,引進中國臺灣成套環保設備、先進養殖技術和優良種豬等,是福建省首家將臺灣紅泥塑料沼氣技術應用于豬場污水處理的企業;同時引進消化吸收當今世界農牧業先進的科學技術和設備,從飼料營養、飼養管理、豬舍設計、養豬設備、環保設施等源頭上減少污染物的排放量對環境的影響;同時利用山體自然落差,建設配套沼液灌溉系統,用于種植果樹、經濟林、生態林等,促進了養殖業、種植業、林業與周邊環境的協調發展,實現了養殖業污染物減量化、無害化、資源化。豬場通過多年探索不斷減少污水處理量,一方面采用傳統的養殖方式,進行干清糞堆肥發酵,另一方面將沼氣的事后處理變為事前處理——采用雨污分離。在有機肥的利用上添加鴨糞增強肥力施于果樹,充分有效地消納糞污,實現了一年四季的瓜果飄香。

圖1 佳和農牧“豬—沼—苗(果、蔬)”種養生態平衡養殖模式

圖2 黑膜(蓋瀉湖)沼氣技術

圖3 紅泥塑料厭氧+好氧達標工藝
我認為中國豬場可以借鑒丹麥的嚴格豬場的準入制度,養豬要有足夠的消納場所才會準入。未來土地流轉的實現將對中國養豬業的發展是一個很好的契機。
劉謹工程師:面對如此嚴峻的環保壓力,目前養豬場實現糞污的糞尿(液)分離,緩解糞污后期處理壓力是關鍵,對此,大鴻畜牧研發了機械刮糞系統,并成功應用于天津某大型豬場。養豬場要因地制宜、農牧結合,走生態養殖可持續發展之路,是大勢所趨。
劉謹工程師:對于豬場糞污的處理,從采用工藝技術來看,有厭氧處理、好氧處理、厭氧好氧組合處理以及氧化塘、人工濕地等處理方法。像USR升流式厭氧發酵工藝、“厭氧消化-仿生態塘-藻網濾床組合工藝”、“固液分離池-上流序批式沼氣池-固液分離機”糞污處理工藝、CEM技術、SBR(Sequence Batch Reactor)工藝等都是有參考價值的糞污處理工藝。目前國內外豬場糞污處理模式可歸納為3種:還田模式、自然處理模式和工廠化處理模式。
針對中小規模豬場存在的糞污處理難等問題,我了解到,有設計在豬發酵床下建造串聯沼氣池式新型豬舍,將部分糞污直接排入沼氣池,發酵后再利用;部分豬糞尿由發酵床分解,冬季發酵床給沼氣池有效保溫,實現發酵床和沼氣池處理糞污的有機結合。這種設計不僅實現了豬的糞污零排放,而且做到了清潔能源循環利用,適合家庭牧場使用。
還有,田園式高架零排放養豬模式,漏糞板下積貯的豬糞、尿及鋸末發酵混和物清理后(可用鏟車清理)可作為農田有機肥或加工成有機顆粒肥。實現了豬場全程免沖洗和糞污零排放,豬場的氨氣、臭味明顯減少。
黃如渠總經理:目前國內養豬場污染減排技術普遍采用“固液分離+厭氧+好氧”技術工藝(如果為了產生大量沼氣則不使用固液分離,如蓋瀉湖工藝)。目前厭氧工藝很多,其中較為常用的有以下幾種:黑膜蓋瀉湖、厭氧濾器(AF)、上流式厭氧污泥床(UASB)、復合厭氧反應器(UASB+ AF)、兩段厭氧消化法和升流式污泥床反應器(USR)等;好氧工藝主要生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法、序批式活性污泥法(SBR)、厭氧/好氧(A/O)及氧化溝法等。
劉謹工程師:養豬場污染減排技術可以從幾個角度考慮 :
1)日糧方面。比如說制定精準的營養方案、把握飼料原料的利用率特點、使用減少排放的飼料添加劑、使用新型飼料原料并掌握其加工特性等。通過控制日糧營養成分,調節日糧結構,可以降低豬糞尿中污染物的排放。
2)不同糞污處理模式。干清糞模式和糞污的厭氧、曝氧和氧化處理可顯著降低污染物排放濃度和排放量。因此,在對養殖場糞污處理過程中,應大力推行干清糞模式,節約用水,減少廢水和污染物的排放。
3)不同養殖模式。①大型養殖場,采用工業化治理模式,沼液經過沉淀后用工業化方法進行污水處理,干糞、沼渣送到有機肥廠加工成有機肥,養殖糞污全部實現達標排放。②中型規模養殖場,通過對接大型種植戶,干糞、沼渣全部被蔬果種植消納。同時,建設“人工濕地”,用生物凈化的方法處理沼液污水(人工濕地、生態溝渠的建設)。③小型規模養殖場,把沼液制成蔬菜營養液,由管道輸送至各個蔬菜大棚按量施肥,干糞、沼渣也直接種植蔬菜。種養結合,養殖糞污全部變成資源,既有效解決了養殖污染難題,又節省了蔬菜種植的肥料成本。
4)生物發酵技術。比如發酵床。
5)病死豬無害化處理技術。比如深埋法、焚燒法、化尸窖處理、化制法、堆肥法、發酵床生物處理病死豬技術、病死豬滾筒式生物降解模式、病死豬高溫生物無害化處理一體機、高溫生物降解技術等都是無害化處理技術。
梅書棋研究員:國外在環保方面確實有做得非常好的,如法國提出了五環產業循環經濟模式 ,即以能源為核心的現代設施化種植、規模集約化養殖、沼氣可再生能源、深層次精細加工和高效有機復合肥等5個產業(簡稱 種、養、沼、加、肥 )循環的經濟發展模式;日韓等國提出了生態農業,利用畜禽場糞污飼養蚯蚓,用蚯蚓糞有機肥生產無公害蔬菜、瓜果、花卉、草坪、茶葉等優質農作物產品。在瑞典,通過20多年的研究和應用,建立了由無污染飼養管理體系、無公害獸醫衛生體系和無抗生素添加的飼料生產體系組成的全程無害化養豬生產技術體系,提出了“瑞典模式”的綠色養豬業。并根據這種豬場的健康清潔生產技術模式,研究開發出了相配套的生產工藝、設施設備。在改善畜禽生產環境方面,從國際養豬發展來看,重點是開發消毒、除塵、臭氣控制等空氣凈化技術、工藝和配套設施設備。廢棄物處理從單純末端治理轉向全過程污染控制,發展清潔生產工藝及實現污水農田資源化利用成為各國研究重點。國內外固體糞便無害化處理和資源化利用技術研究,經歷了從厭氧發酵、快速烘干到以好氧發酵為主,從以經濟效益為主到以環境、社會效益為主要效果的轉變。膜分離技術和信息管理技術已經開始應用于糞便處理行業。在日本,已經開始研究用于畜禽廢水處理的膜技術,顯示出今后污水處理技術發展的又一趨勢。
黃如渠總經理:發達國家對養殖場污染物的治理主要采取源頭控制的對策。即使對農民有巨額補貼的歐洲國家,能夠采取用污水處理設備的畜禽養殖場也不是很多。畜禽養殖場的源頭控制,主要是政府通過制定畜禽場農田最低配置(指畜禽養殖量必須與周邊可蓄納畜禽糞便的農田面積相匹配),并對畜禽場的化糞池容量、密封性等方面進行規定。在美國、歐洲大部分國家,強制要求單位面積的養殖畜禽數量,使畜禽養殖數量與地表的植物及自凈能力相適應。在美國,豬場所配套的糞污收集池至少可以容納半年以上的污水,有些甚至達到1年,糞污水經過長時間的厭氧發酵后COD的去除率達90%以上,蟲卵等有害微生物也被殺死,糞污變成很好的有機肥水,直接用于農作物灌溉。歐美國家這些做法很值得我國借鑒,通過政府立法,規定某個區域的飼養規模,避免由于飼養密度過大而造成糞污對環境的污染。
嚴兵場長:目前國外或一些地區豬場環保概況:1)小型豬場有的采用各種節水措施,如日本和中國的臺灣、香港地區的木屑養豬法。每日排泄的豬尿不斷被鋪在舍內地面上混有微生物的木屑吸收、消化,每隔一段時間將其裝車外運作肥料,再換上新木屑。有的將糞污經固液分離后,糞渣堆漚作肥料。污水經厭氧消化處理后,排至農田、魚塘。最近日本開始采用膜分離技術處理。2)中型豬場以法國和德國為代表的西歐各國與種植業相配套。豬糞尿污水用沼氣裝置處理后,儲存在數個500~1 000 m3鋼罐內,用糞車運至農田作肥料,沼氣可成為電和熱源。3)大型豬場以美國為代表。豬場建在半沙漠地區山坡上,豬糞尿污水順坡而下,等7~8年后再將豬場移到它處。這樣既減少糞污處理的費用,又改良土壤,增加肥力。
劉謹工程師:美國、日本、德國等國家在養殖場糞污處理上,都青睞于糞污還田,畜禽糞便廢水經過生物處理,中溫或高溫厭氧消化之后再適度應用于農田已成為新趨勢。我國上海地區在治理畜禽養殖污染過程中,經過近10年的達標治理實踐,又回到還田利用的綜合處理模式中。
美國和瑞士在豬場臭氣處理方式上,采用安裝污水處理設施,改變飼料中的蛋白質和礦物質含量,飼料中加入絲蘭屬植物提取物或酶等添加劑等等。
還有美國的有機農場、日本的環保型農業及其正在開發的“植物工廠”、瑞士的生態農莊以及韓國推行的自然生態養豬法都預示著未來綠色、環保、節能,減量化、無害化、資源化的養豬之路。
從中國的養殖業現狀來看,在養殖效益相對落后且并不穩定的大趨勢下,循環經濟無疑是可以借鑒且更加適合中國養殖業的一種養殖途徑。大鴻畜牧在這樣的養殖格局下,必當順應需求,堅持和諧發展、循環經濟的原則和思路,將“大鴻畜牧,與世界同步”進行到底。