我國農村小型養豬場污染物處理的現狀及可行治理措施

摘 要：雖然規模化養豬場是現代畜牧業發展趨勢，但小型養豬場在我國仍有存在的必要性。小型養豬場目前最嚴峻的問題是對當地環境的污染問題，豬場主要污染物質是豬糞、豬尿中高含量的有機質、氮、磷及重金屬，豬場污染物的直接排放會給當地的水體及居民健康帶來極大危害。目前我國常見的豬場污染物處理方法有發酵床技術、沼氣發酵技術、鳳眼蓮生態系統技術等，但由于小型養豬場存在投資低、從業人員技能簡單等問題難以實施。目前針對小型養豬場的研究還十分缺乏，發展切實可行的小型養豬場污染物處理模式勢在必行。

關鍵詞：豬場；污染物；廢水；環境

中圖分類號：S815.9 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）06-0070-03

隨著我國人民生活水平的日益提高，對畜禽產品的消費也與日俱增。這不僅體現在對豬肉、雞肉等常規肉類的需求量上，也體現在對畜禽產品的品質上，近年來，散養土豬肉因其肉味香濃，口感較好而廣受一些消費者喜愛。但是散養土豬因為生長緩慢，占用欄舍面積大而不適合以追求高效率的大型養豬場經營；相反，農村小規模養殖場因人力資源充沛，土地相對寬裕，又能充分利用坡地，發展林下養殖，對生產效率的追求也不如大型養殖場那么苛刻，更適合散養土豬。因此，在規模化養豬比例逐漸升高的今天[1]，農村小規模養殖依然有其生存的必要性和合理性，而且在事實上，我國生豬養殖仍然以中小規模分散養殖為主，2010年，我國年存欄數在1～49頭的養殖場/戶占生豬存欄總數的48.23 %，而500頭以上的僅24.32 %，大于5 000頭的更是僅有6.63 %[2]。但是小規模養豬場普遍存在管理不規范的問題，其中最嚴峻的當屬污染物排放問題。

1 我國養豬場的水污染處理現狀

養豬場產生的水污染物主要來源于豬的糞便及沖洗糞便產生的污水。目前養豬場糞便處理工藝主要有發酵床技術、沼氣處理技術、鳳眼蓮生物處理工藝及直接排放幾種[3]。

發酵床技術是利用鋸木屑、谷殼及菌種混合，在欄舍中鋪設一個墊層，生豬生活于墊層之上，排放的糞便直接落于發酵床之中，經發酵床內的菌種分解。如上海莊行鎮某養豬場采用了附近蘑菇廠收獲后的基質作為發酵床，既充分利用了菌菇的基質，也顯著降低了飼養豬只的死淘率。發酵床技術無糞便和污水排放，是環境最為友好的飼養方式，但因為發酵程度不易掌控，在溫暖濕潤地區的使用還存在很大爭議[4]，而且發酵床也需經常人工翻料，對人力要求較高，所以在推廣上還有一定的困難。

沼氣處理技術是目前綜合利用經濟價值最高，也是廣泛提倡的一種技術。沼氣處理技術的本質是厭氧生物處理，即在厭氧條件下由多種微生物共同作用，使有機物分解并產生甲烷和二氧化碳，甲烷可用于附件居民的燃料。養殖場的糞便經固液分離處理后，固體部分運走，液體部分進入厭氧池進行發酵。沼氣處理雖然很好的做到了糞便的廢物利用，也能降低污水的COD（化學需氧量），但是依然無法解決糞便中氮、磷問題，一般是將沼氣發酵后的沼渣沼液進行還田，用作肥料，根據《畜禽糞便還田技術規范》GB/T25246-2010，每畝土地能夠容納的沼液有限，過度施肥反而會造成農作物的減產。而且沼氣池投資較大，污水處理時間漫長（20 d～30 d），一般小型養殖場并不愿意采用[5]。

鳳眼蓮生物處理系統是將污水進行厭氧發酵后放入水塘，令其自然氧化，然后通過鳳眼蓮塘，利用鳳眼蓮來消耗水體中的氮、磷成分。鳳眼蓮生物系統的優點是處理較徹底，運行費用不高。但目前鳳眼蓮培育受自然條件影響比較大，還并不成熟。

直接排放到水塘、農田和河流中事實上是目前農村小型養豬場最普遍的處理方式。據環境保護部調研，我國存欄數大于50頭豬的養豬場中大約 20 %～30 %是直接排向地表水體的[2]，而存欄數小于50頭豬的養豬場則幾乎全是直接排放向地表水體。直接排放的優勢是經濟方便，但缺點十分明顯，首先是污染了周圍的河流及農田，不符合《畜禽養殖業污染物排放標準》中的“用于直接還田的畜禽糞便，必須進行無害化處理。”的要求，也不可能達到該要求規定的排放標準，直接排放往往會給周邊的種植、水產養殖戶帶來損失；其次污水直流使得豬糞中大量微生物直接接觸到人類生活環境，增加了人畜共患病的發生風險。可能一些人認為豬場污水中含有大量氮、磷等元素，是很好的農家肥，但事實上，根據章明奎等的研究[6]，養殖污水如未經發酵直接排放，雖然短期內對土壤無顯著影響，但長期（4年以上）養殖污水直接灌溉會加快氮、磷在土壤剖面中的垂直遷移，增加對地下水污染的風險。

2 小型養豬場排放污染物中主要污染成分及對水體污染的途徑

由于豬場污染物中主要污染物是豬的糞便及尿液，因此主要污染物是有機質和氮、磷元素，但由于近年來發現鋅、銅等元素的補充有利于豬只的生長而在飼料中添加增多，因而重金屬污染問題也愈發嚴峻[7]。表1比較了我國部分豬場排放原水的主要污染指標與現行畜禽養殖業污染物排放標準的比較，由表格可見，我國豬場原水相關污染指標均高于國標要求的近10倍，總磷和生化需氧量（BOD）甚至高于標準20余倍。豬場污水的水質不僅和豬糞、豬尿的主要成分相關，更和豬場的清糞工藝有關，規模化養豬場主要是采用水沖式清糞[8]，小型養豬場因為人力充沛，會考慮到糞肥的利用問題，采用干清糞與水沖式結合的較多。根據韓巍等的研究[8]，水沖糞比干清糞造成的污染更大，但目前針對農村小型養豬場的污水檢測數據缺乏，只能根據清糞方式推斷，小型養豬場的單頭豬只造成的廢水污染，要略低于采用水沖式清理的大型養豬場。

豬糞、豬尿中含氮、含磷的有機物是造成化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）升高的根本原因。這些有機物在濃度不高時，可以在一些好氧菌的作用下分解為無機物，成為水草的肥料，糞便本身也是一些魚類較好的食物，一定時間后即得到自然凈化。但是，現代養豬場的排放往往超出了自然水體自凈能力。其結局就是高濃度的有機物促進了水生生物的爆發性增長，過度增長的水生生物會大量消耗水體中的溶解氧，當溶解氧消耗盡時，需氧的生物開始大量死亡，厭氧生物（主要是厭氧細菌）滋生，依靠豐富的有機質和前一階段死去動物的尸體生活，這時水體開始發黑發臭，不適宜人畜飲用。同時，豬糞中含有的大量氨態氮對魚有致死作用。豬糞便中大量的腸道菌也進入水體，從而對附近居民健康造成危害。而近年來較嚴重的重金屬污染問題，在《畜禽養殖業污染物排放標準》中尚未得到體現。朱恩等對上海地區198個規模化養豬場的糞便進行抽檢，測定砷、汞、鉻、鉛、鎘、銅、鋅、鎳的平均含量分別為17.03 mg/kg、0.22 mg/kg、10.28 mg/kg、3.42 mg/kg、0.21 mg/kg、466.24 mg/kg、1 054.64 mg/kg和9.77 mg/kg，以《有機肥料》（NY525-2012）和臺灣的有機肥料標準作為參考依據，發現鋅、銅、砷的超標率分別達到50.14 %、54.65 %和20.56 %[12]，推測是銅、鋅在飼料中的大量添加造成了糞便中相關元素的嚴重超標，一些重金屬物質如砷的富集會造成水稻、小麥的減產，有些甚至會危害人體健康[13]。

3 小型養豬場污水處理方法研究現狀

小型養豬場因分布較散，從業人員教育程度不高，一直以來管理上非常困難。再加上小型養豬場資金、場所均有限，如規模養殖場那樣建設專門的污水處理裝置并不現實。因此找尋一種合適的小型豬場污水處理措施十分必要。遺憾的是，目前幾乎所有的養殖場污水處理研究均是針對規模化養殖場的，而小規模的以及個體的養豬場的污染問題被選擇性忽視：在“中國知網”中針對所有數據庫聯合搜索題目中包括“豬場”和“污水”的文獻，共有109條記錄（截止2016年4月13日），但閱讀所有文獻后可以發現，這些研究內容大致可以分為三類，一是規模化養豬場的污水處理新方法、新技術，這一類的文獻約占總數的85 %以上，如姚惠嬌等的“浸沒式膜生物反應器處理豬場污水運行參數優化”，寧建鳳等的“規模化豬場不同污水處理模式對污染物減排能力分析”等等；二是污水檢測技術的研究及污水檢測報告，這類型的文獻共有5篇，如張穎萍等的“雙波長紫外光譜法檢測豬場污水實驗研究”；董濱等的“UV254作為COD替代參數用于豬場污水的監測”等；剩余的為一些會議簡報，污水對生態環境、動植物的影響等等。并未有專門的針對小型養豬場的研究報告，因此在小型養豬場的廢水處理工藝上幾乎還是處于較混亂狀態。

4 小型養豬場可采用的污水處理措施

綜合考慮小型養豬場投資小，從業人員技能單一、場地有限等，筆者認為采用發酵床、鳳眼蓮、膜過濾等技術復雜或是土地占用大的處理技術并不適合。要適合小型養豬場的實際，必須符合三兩點：第一是有一定的利益回報。農村小型養豬場分布較散，監管難度大，依靠行政或法制的手段強制從業者投資進行污水處理難度較大，也易引起從業者的抵觸情緒。但如果污水處理后有所回報，則能較好的促進養豬場主自愿投資建設污水處理設施；第二是要操作簡便。因為小型養豬場的從業人員多位養豬專業戶等，對養豬多有較豐富的經驗，但污水處理則往往經驗不足，如采用較復雜的操作工藝，養豬場從業人員往往會覺得實施難度大而放棄。小型豬場也不可能為了污水處理而專門引進相關人員。

因此，筆者認為，首先應該引導養殖戶更多的采用干清糞的方式進行糞便清理，減少清糞用水的使用，對清理的糞便采用先固液分離，再分別進行厭氧發酵。糞便發酵產物可以根據當地的自然、產業發展情況進行處理，水塘、河流豐富的地區可作為魚塘的飼料投放[14]；耕地充足的地區可以堆肥作為有機肥與化肥配合使用[15]；土地匱乏、水資源緊張的丘陵或城市周邊可以作為新型養殖基質，發展特種經濟動物養殖[16]；而尿液和沖洗用水部分可以采用化糞池發酵后供周邊農田作為肥料施用。

5 結論

雖然規模化養豬場是現代畜牧業發展趨勢，但小型養豬場在我國仍有存在的必要性。小型養豬場目前最嚴峻的問題是對當地環境的污染問題，豬場主要污染物質是豬糞、豬尿中高含量的有機質、氮、磷及重金屬，豬場污染物的直接排放會給當地的水體及居民健康帶來極大危害。目前我國常見的豬場污染物處理方法有發酵床技術、沼氣發酵技術、鳳眼蓮生態系統技術等，但由于小型養豬場存在投資低、從業人員技能簡單等問題難以實施。目前針對小型養豬場的研究還十分缺乏，發展切實可行的小型養豬場污染物處理模式勢在必行。

參考文獻：（16篇，略）