畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染防控技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析及對(duì)策探索

白 林李學(xué)偉*周立新郝曉霞姜冬梅蔣岸岸

（1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，四川成都 611130；2成都市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，四川成都 610041）

畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染防控技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析及對(duì)策探索

白 林1李學(xué)偉1*周立新2郝曉霞1姜冬梅1蔣岸岸1

（1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，四川成都 611130；2成都市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，四川成都 610041）

我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量十分龐大，已對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為減輕污染、節(jié)約資源，我國政府對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢棄物采取了減量化、無害化和資源化利用的綜合防控措施，科研單位在理論方面也對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了大量研究。筆者從畜禽生產(chǎn)生命周期的角度分析當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈污染防控技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，目的在于探索畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染防控中存在的關(guān)鍵問題，為進(jìn)一步研發(fā)相關(guān)新技術(shù)和新策略提供思路。

畜禽養(yǎng)殖；廢棄物污染；防控技術(shù)；對(duì)策

我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的產(chǎn)生量十分龐大，已對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為減輕污染、節(jié)約資源，我國政府對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢棄物采取了減量化、無害化和資源化利用的綜合防控措施，科研單位在理論方面也對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了大量研究。然而，由于我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境等方面都存在極其復(fù)雜的因素，許多地方采取的技術(shù)手段沒有結(jié)合地方實(shí)際或缺少創(chuàng)新應(yīng)用，養(yǎng)殖廢棄物污染目前仍十分嚴(yán)重。本文擬從畜禽生產(chǎn)生命周期的角度分析當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈污染防控技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，目的在于探索畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染防控中存在的關(guān)鍵問題，為進(jìn)一步研發(fā)相關(guān)新技術(shù)和新策略提供思路。

1 畜禽養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈污染減量化技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

由于我國人民生活水平不斷提高，肉蛋奶需求十分旺盛，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模十分龐大，近年來養(yǎng)殖規(guī)模化、集約化趨勢(shì)迅猛，廢棄物量大集中，土地消納有機(jī)肥的距離延長。而我國有效耕地面積因城鎮(zhèn)化發(fā)展在逐步縮小，農(nóng)村勞動(dòng)力急劇減少，種植業(yè)機(jī)械化水平低，生產(chǎn)方式粗放，導(dǎo)致養(yǎng)殖廢棄物還田消納有限、污染物排放不斷增大。因此，在保證畜禽產(chǎn)品供給滿足基本需求的前提下，如何減少廢棄物產(chǎn)生量，達(dá)到種養(yǎng)平衡，如何在生產(chǎn)中減少污染物排放和節(jié)約能源，是養(yǎng)殖廢棄物污染防控的戰(zhàn)略問題。

從畜禽生產(chǎn)生命周期的角度分析，目前的技術(shù)包括飼料作物生產(chǎn)減排技術(shù)、飼料加工減排技術(shù)、飼料營養(yǎng)配方減量技術(shù)、良種畜禽高效利用減量技術(shù)、飼養(yǎng)管理減量技術(shù)、畜禽舍環(huán)境控制減量技術(shù)和廢棄物處理減量技術(shù)等。

以上減量化和減排技術(shù)中，幾乎包括了所有提高生產(chǎn)效率的技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用讓動(dòng)物生產(chǎn)出欄相同數(shù)量產(chǎn)品時(shí)存欄減少，不管是動(dòng)物生長速度的加快還是死亡率及料肉比的降低，都會(huì)使單位畜禽產(chǎn)品的廢物產(chǎn)生量和污染排放量減少。例如，飼料作物生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)化可以減少化肥、農(nóng)藥的使用，減少土壤、水體污染和溫室氣體排放；飼料加工、飼料配方、品種改良和飼養(yǎng)管理技術(shù)的合理應(yīng)用可提高養(yǎng)分吸收、減少發(fā)病死亡、降低飼料消耗，從而減少飼料作物種植消耗的石化產(chǎn)品投入量和動(dòng)物尸體數(shù)量、降低糞便和污水中的有機(jī)物、重金屬、氮和磷的含量；圈舍環(huán)境控制和清糞系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)可以直接實(shí)現(xiàn)干濕分離，減少污水養(yǎng)分含量，便于后續(xù)的處理和利用。因此，動(dòng)物生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈中提高生產(chǎn)效率的技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)是在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)廢棄物減量化、節(jié)能和污染物減排，在實(shí)踐中容易被接受和實(shí)施。

但在全產(chǎn)業(yè)鏈污染減量化技術(shù)應(yīng)用中，目前有一些突出的矛盾和問題急需解決。一是飼料作物生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥過量使用造成污染排放加大，或走向另一個(gè)極端，不使用化肥、農(nóng)藥導(dǎo)致生產(chǎn)力嚴(yán)重下降，造成資源浪費(fèi)，間接增加污染排放；二是動(dòng)物配合飼料中加入抗生素和過量重金屬，雖然對(duì)生產(chǎn)效率提高有利，對(duì)環(huán)境卻造成巨大危害，需要在控制動(dòng)物疾病、死亡和降低污染與殘留方面尋找最佳平衡點(diǎn)，并逐步轉(zhuǎn)型，推廣更加倚重環(huán)境控制技術(shù)預(yù)防疾病的生產(chǎn)模式；三是采用良種，進(jìn)行高密度工廠化養(yǎng)殖的現(xiàn)代集約化生產(chǎn)提高了生產(chǎn)水平，在減量化中意義重大，但由于動(dòng)物福利和產(chǎn)品品質(zhì)方面的要求越來越高，提倡本土品種、生態(tài)放養(yǎng)的觀點(diǎn)受到社會(huì)支持，而采用這樣一些近乎原始養(yǎng)殖的方式，會(huì)大大降低生產(chǎn)水平，造成資源和能源消耗的增加，如何在維持高效的前提下保證品質(zhì)和動(dòng)物福利，對(duì)高效養(yǎng)殖持續(xù)發(fā)展提出了新的課題；四是在圈舍設(shè)計(jì)方面，干濕分離系統(tǒng)仍然存在收集糞便人工成本高的問題，如何設(shè)計(jì)高效自動(dòng)化的干清糞系統(tǒng)是需要重點(diǎn)開發(fā)的技術(shù)。

2 畜禽養(yǎng)殖廢棄物無害化技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

養(yǎng)殖廢棄物含有病原微生物、寄生蟲卵、有毒和惡臭物質(zhì)等，需要經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚聿拍馨踩谩?duì)于病原微生物和寄生蟲卵的殺滅，成本最低而又最有效的是通過好氧高溫堆肥化處理，在物料配方和技術(shù)參數(shù)控制合理的情況下，自然發(fā)酵可達(dá)到70℃以上溫度，而溫度55℃以上并維持一周以上時(shí)間足以殺滅主要病原微生物和寄生蟲卵。動(dòng)物尸體處理常用掩埋、焚燒、化尸池、化制、酶解等方法，其實(shí)也可采用高溫好氧堆肥技術(shù)，同樣達(dá)到無害化目的。沼氣池厭氧發(fā)酵在一定程度上也可達(dá)到無害化目的，但時(shí)間長，無害化不徹底。除臭方面，好氧高溫堆肥、蠅蛆處理、蚯蚓處理均可達(dá)到較好的效果。

綜上所述，畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物無害化處理方法中最經(jīng)濟(jì)有效的是好氧高溫堆肥化處理，液體廢棄物無害化處理方法采用最多的是沼氣池厭氧發(fā)酵，其他方法可以起到輔助作用，但都不是主流方法。目前這些方法存在的問題主要是：①高溫好氧堆肥可以在短期內(nèi)快速減量化、無害化，但由于氨氣揮發(fā)導(dǎo)致肥效損失較大，且發(fā)酵時(shí)間過短，缺少腐植酸等，堆肥產(chǎn)品質(zhì)量差，使用效果不明顯，銷售十分困難；②沼氣系統(tǒng)在國內(nèi)廣泛采用，是養(yǎng)殖污水無害化處理生產(chǎn)清潔能源和液態(tài)有機(jī)肥的好方法。但是，目前有調(diào)查表明，中小型沼氣系統(tǒng)因設(shè)施建設(shè)差、管理不到位和設(shè)備質(zhì)量等原因，經(jīng)過不到一年時(shí)間大部分無法正常使用。農(nóng)村90%以上的沼氣池沒有將沼氣用掉，甚至由于目前電和天然氣使用方便、價(jià)格低，大型沼氣系統(tǒng)也有很多沒有將沼氣用掉，產(chǎn)生的沼氣揮發(fā)到空氣中成為溫室氣體，成為氣候變暖的重要推手；③固體廢棄物蠅蛆處理和蚯蚓處理可以起到除臭及生產(chǎn)蛋白飼料和有機(jī)肥的作用，但因人工成本過高、土地占用面積大等原因，很難規(guī)?；咝a(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益有限，推廣困難。

3 畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

養(yǎng)殖廢棄物無害化處理之后，固體部分發(fā)酵成腐熟堆肥和沼液一起用作有機(jī)肥綜合利用，沼氣則作為能源利用，這種方式相對(duì)于達(dá)標(biāo)排放具有明顯的優(yōu)勢(shì)。一方面可以節(jié)省資源，另一方面又減少了達(dá)標(biāo)排放處理的設(shè)施投入和運(yùn)行成本。因?yàn)轲B(yǎng)殖廢棄物資源化利用的好處十分明顯，我國在《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》中強(qiáng)調(diào)了養(yǎng)殖廢棄物綜合利用。但在沒有田地消納時(shí)，厭氧發(fā)酵后的養(yǎng)殖污水要經(jīng)過CAAS、SBR等活性污泥法曝氣和序批式處理，再經(jīng)人工濕地、氧化塘等后續(xù)處理達(dá)標(biāo)后排放。

目前，畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的主要問題有：①作為主流利用方法的堆肥技術(shù)在國內(nèi)多數(shù)沒有實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，肥料質(zhì)量差。由于畜禽廢棄物生產(chǎn)有機(jī)肥中高溫好氧堆肥使氮素大量損失，而且為了節(jié)約成本，堆肥時(shí)間普遍較短（正常一次發(fā)酵30天左右，二次發(fā)酵2個(gè)月以上時(shí)間，許多有機(jī)肥廠物料發(fā)酵總時(shí)間只有7～10天），產(chǎn)品無法達(dá)到成熟有機(jī)肥的腐植酸含量，加之垃圾堆肥生產(chǎn)的低有機(jī)質(zhì)肥料充斥市場，使商品有機(jī)肥信譽(yù)度較低。②我國目前處于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型階段，農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏、農(nóng)業(yè)比較效益低甚至嚴(yán)重虧損，以致目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)粗放，使用化肥多，使用有機(jī)肥少，導(dǎo)致有機(jī)肥銷售困難。③在有機(jī)肥使用的經(jīng)濟(jì)可行性運(yùn)輸半徑內(nèi)，種養(yǎng)殖規(guī)劃不合理，養(yǎng)殖過于集中，土地承載力不夠，使最經(jīng)濟(jì)的有機(jī)肥料就地還田模式無法完全實(shí)現(xiàn)。④有機(jī)肥還田的獎(jiǎng)勵(lì)力度太小，沒有足夠的吸引力，甚至不能補(bǔ)償運(yùn)輸和勞動(dòng)力成本，使有機(jī)肥還田尤其是異地還田無法實(shí)施。⑤生產(chǎn)沼氣的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)多數(shù)因設(shè)施設(shè)備質(zhì)量差、產(chǎn)氣不穩(wěn)定、使用不方便，使用很短時(shí)間就閑置或部分閑置，成為溫室氣體污染排放的重要污染源。

4 畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染防控對(duì)策

筆者根據(jù)對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理與資源化利用優(yōu)勢(shì)與問題的分析，從全產(chǎn)業(yè)鏈角度比較各種技術(shù)在生態(tài)和經(jīng)濟(jì)方面的貢獻(xiàn)大小并提出對(duì)策，為進(jìn)一步研發(fā)相關(guān)新技術(shù)和新策略提供思路，以利于畜禽產(chǎn)業(yè)長期健康可持續(xù)發(fā)展。

⑴廢棄物和污染物減量化技術(shù)在整個(gè)大農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中具有重要意義，對(duì)預(yù)防為主的污染防治工作貢獻(xiàn)突出，應(yīng)該加強(qiáng)宣傳。減量化技術(shù)最核心的內(nèi)容是生產(chǎn)效率提高與動(dòng)物福利、生態(tài)安全及人類健康等方面的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的平衡，因此，應(yīng)正確認(rèn)識(shí)現(xiàn)代良種動(dòng)物大規(guī)模、高密度飼養(yǎng)和配合飼料使用在減排、資源和能源節(jié)約方面的積極意義，解決高效生產(chǎn)與動(dòng)物福利、生態(tài)養(yǎng)殖、有機(jī)養(yǎng)殖和無抗養(yǎng)殖的關(guān)系是畜禽產(chǎn)業(yè)科學(xué)規(guī)劃和污染預(yù)防取得成效的前提。

⑵在豬舍環(huán)境控制工作中，關(guān)鍵要解決的是如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化干清糞，提高干濕分離效率。加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)與生產(chǎn)效率分析的結(jié)合，通過大數(shù)據(jù)把環(huán)境指標(biāo)與節(jié)能減排結(jié)合起來分析，選擇畜禽舍最優(yōu)控制模型。

⑶改養(yǎng)殖污水處理系統(tǒng)為液肥生產(chǎn)系統(tǒng)。沼氣無法利用導(dǎo)致沼氣池成為氣候變暖的推手，改沼氣發(fā)酵為直接儲(chǔ)存發(fā)酵生產(chǎn)液肥的短鏈利用，采取技術(shù)措施提高肥效，改進(jìn)液肥利用方法，提高利用的安全性和有效性，實(shí)現(xiàn)就近還田，是未來循環(huán)型農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

⑷制定有機(jī)肥生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)。保證有機(jī)肥生產(chǎn)一次發(fā)酵和二次發(fā)酵均有足夠時(shí)間，發(fā)酵設(shè)施逐步由露天堆肥和槽式發(fā)酵向大型封閉倉發(fā)酵轉(zhuǎn)變，技術(shù)參數(shù)控制逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，以保證有機(jī)肥質(zhì)量。

⑸為減少氮素?fù)p失，可以把高溫好氧堆肥與蚯蚓堆肥結(jié)合起來，采用聯(lián)合堆肥，一方面可以在滿足快速除臭、殺菌基礎(chǔ)上減少氨氣和溫室氣體釋放，提高有機(jī)肥質(zhì)量；另一方面可大大縮短優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥生產(chǎn)的時(shí)間周期。

⑹加大有機(jī)肥還田利用的補(bǔ)貼力度，同時(shí)將沼氣池建設(shè)補(bǔ)貼、母豬補(bǔ)貼等改為有機(jī)肥使用補(bǔ)貼，根據(jù)植物性生產(chǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)提高率（限制在適宜植物生長的范圍內(nèi)）作為補(bǔ)貼依據(jù)，增加種植業(yè)對(duì)有機(jī)肥的市場需求，促進(jìn)有機(jī)肥的使用。

⑺在養(yǎng)殖廢棄物處理和利用中，可廣泛采取PPP模式。所謂PPP模式是指政府采取競爭性方式選擇具有投資、運(yùn)營管理能力的社會(huì)資本，雙方按照平等協(xié)商原則訂立合同，由社會(huì)資本提供公共服務(wù)，政府依據(jù)公共服務(wù)績效評(píng)價(jià)結(jié)果向社會(huì)資本支付對(duì)價(jià)。推廣“政府+有機(jī)肥運(yùn)輸專合社+養(yǎng)殖場（戶）+種植基地”的異地循環(huán)利用PPP模式，可以通過“抽糞合作社”和專門的有機(jī)肥料還田公司打通廢棄物資源化利用“最后一公里的路程”。

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1673-4645(2016)11-0040-03

2016-08-25

四川省農(nóng)業(yè)廳“生豬產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系四川創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)之養(yǎng)豬廢棄物處理與利用崗位專家項(xiàng)目”

白林，四川漢源人，教授，主要從事動(dòng)物生產(chǎn)與環(huán)境控制方向的研究；E-mail：blin16@126.com*

李學(xué)偉，男，重慶人，教授