我國養豬業污染問題產生的根本原因及三步法整體解決方案

許道軍唐艷華黃 鋒蔡 鵬

（1湖南農業大學動物醫學院，湖南長沙 410128；2湖南大湘農環境科技股份有限公司，湖南長沙 410128）

我國養豬業污染問題產生的根本原因及三步法整體解決方案

許道軍1唐艷華1黃 鋒1蔡 鵬2

（1湖南農業大學動物醫學院，湖南長沙 410128；2湖南大湘農環境科技股份有限公司，湖南長沙 410128）

我國養豬業環境污染問題產生的根本原因在于養殖環節與污水處理環節脫節。養殖環節污水排放量巨大，后續的污水處理設施投資巨大，運行費用高，管理難度大，處理效果不穩定。顯然，現有的技術方案無法解決我國養豬業環境污染嚴重的問題。為了有效解決養豬業環境污染問題，需要采取 “源頭減排—糞尿分離—立頁增氧污水處理系統”的三步法綜合處理方案。

豬；環境污染；三步法；污水處理

我國是世界上最大的生豬養殖和豬肉消耗國，據農業部2015年統計數據，我國生豬2015年出欄量為70 825萬頭，豬肉產量達5 487萬噸，出欄數和豬肉消費量均約占世界總量的50%左右。雖然取得了如此巨大的進步，但也必須清醒地認識到，當前我國的養豬業，還存在著病死率高、環境污染嚴重、勞動效率低下等重大問題。特別是養豬場環境污染問題，更是觸目驚心，已經嚴重制約了我國養豬業的健康發展。雖然相關政府部門在養豬環境污染問題方面采取了大量措施，但由于相關的技術方案不完善，并沒有取得理想的效果。一些地區干脆采取極端手段，一刀切地全面拆除豬舍。這種方法雖然在局部地區快速地解決了豬場污染問題，但對當地的肉食品供給、農民的致富產生了極大的負面影響，而且從本質上來說只是將豬場的污染問題轉移到了其他地區而已，并沒有從根本上解決問題?！柏i糧安天下”，解決豬場的污染問題絕對不是簡單的禁養限養就能解決的。事實上，通過科學的方法，是完全能夠有效地解決污染問題。本文就目前豬場污染問題產生的主要原因及三步法污水處理技術進行簡要闡述。

筆者認為：造成當前豬場環境污染問題如此嚴重的主要原因不是技術問題，而是解決養豬污染的思維方法存在問題，我國養豬業環境污染問題產生的根本原因在于目前我國豬場污水處理方案普遍存在的養殖環節與污水處理環節完全脫節，養豬場僅僅關注養豬技術，對后續的污水處理難度及后果認識不足，關心不夠，豬場每天的污水排放量巨大；污水處理公司則僅僅著眼于污水處理技術本身，對于污水的來源及減排等方面缺乏興趣，對污水處理設施投資及運行的經濟因素也考量不多。而養殖環節與污水處理環節的完全脫節，最直接的后果就是已有的污水處理方案多存在投資特別巨大、運行成本高昂、管理難度大、處理效果不穩定等致命缺陷。很多豬場即使從國家獲得大量的財政補貼建立了污水處理設施，但由于后續的高昂運行費用無法承受，以及管理復雜等因素，建成的設施也多閑置或廢棄。

解決我國養豬業的環境污染問題，需要從豬場設計就開始考慮污水處理問題，全面考慮養豬過程的污水排放與后續的污水處理過程，并據此采取科學合理的方法。三步法豬場環境污染整體解決方案正是基于這一思路提出的，具體為：污水源頭減排—糞尿即時分離—立頁增氧污水處理系統。

1 污水源頭減排

豬場污水是一種高有機物濃度的污水，處理難度極大。很多豬場在建廠之初，缺乏對后續污水處理難度的清醒認識，沒有采取節水設計思路，還是沿用傳統的水沖糞設計工藝；還有一些豬場雖然設計成人工干清糞工藝，但是在日常運行過程中，工人習慣采用水每天沖洗欄舍，造成豬場用水量巨大，污水產生量多。傳統的一個自繁自養的萬頭豬場，如果豬舍設計不科學，每天產生的污水量在150噸～200噸之間；而科學節水設計的豬舍，每天產生的污水量完全可以控制在30噸以內。筆者在湖南瀏陽設計的一個專業育肥豬場，年出欄量約5 000頭肥豬，每天的污水排放量平均僅為4～6噸；而目前同等規模的育肥豬場排污量在50～80噸之間。可見通過科學的豬舍設計，可以輕易地減少90%以上的污水排放量，效果非常驚人，即通過源頭減排來控制養豬環境污染具有極大的潛力。

液態污水源頭減排的具體方案可參考筆者編著的《豬場環境保健關鍵技術》一書，本文不做詳細闡述。簡單地可歸納為：一是采用水位閥和飲水碗設備（圖1）來減少豬群喝水浪費；二是采用漏糞地板設計（圖2）來減少或杜絕沖洗欄舍用水。

2 糞尿即時分離

雖然豬場的固態糞污和液態糞污均為養殖污染源，但是二者的成分與處理方法完全不同。固態糞污主要為豬的糞便，其主要成分為蛋白質、脂肪、微生物、無機鹽以及未消化完全的纖維素類物質；而液態糞污則主要由少量溶解于水的糞便、可溶性無機鹽、尿素、尿酸等組成。在處理方法上，固態糞便肥效高，一般采用好氧堆肥處理，非常適宜制作有機肥，固體糞污運輸方便，能夠遠距離運輸，能夠產生很好的經濟和社會效益，所以豬場的固體糞污一般不構成污染源。液態糞污量大，肥效相對較低，主要以氨-氮為主，運輸不方便，一般不適合遠距離輸送，因此液態糞污一般是經過適當處理后達標排放或利用豬場周邊土地進行還田消納；一旦處理不當或沒有足夠的土地消納液態糞污，將造成嚴重的環境污染。

圖1 帶水位閥的飲水碗

圖2 半漏糞地板設計

由于固態糞污和液態糞污不同的物理特性，造成了固態糞污和液態糞污完全不同的處理方法。有效地將固態糞污和液態糞污分離，并最大限度地防止固態糞污進入液態糞污中，能夠極顯著地降低液態糞污中的有機物總量，從而為豬場就近進行液態污水處理提供了方便；相反，如果大量的豬糞進入到液態污水中，則其后續的處理難度將顯著加大。

糞尿分離還要考慮到即時性。目前很多豬場采用水泡糞的方式，糞便與尿液及水經過長時間發酵，糞便中的有機肥已經大部分溶解進入到液態污水中，很難再通過固液分離機進行分離。目前糞尿即時分離最佳的方法就是用糞尿分離的自動清糞系統（圖3）來進行糞便、尿液的自動分離和清理。

3 立頁增氧污水處理系統

對環境來說，養殖污水的主要有害成分是氮、磷、鉀類物質，但這些正是種植業所必需的優質營養物質；而工業污水多是酸、堿、重金屬、有毒化合物等有毒有害的物質，二者有著完全不一樣的化學成分。工業污水的處理原則是最大限度地去除污水中的有毒有害物質，經過處理的污水最終達到環保標準后進行排放。養殖糞污的處理原則應首要考慮污水的資源化利用，而不是像處理工業污水那樣最大限度地去除污水中的化學物質。過度重視養豬污水工業化處理的思路是目前我國養豬業污水治理的一個重大失誤。

一些豬場投資數百萬元，甚至數千萬元建立豬場污水處理中心。放眼望去，管線密布，設施林立，各種設備轟鳴，頗有高科技的現代感；但這些高科技污水處理設備往往處理運行電耗大、運行及維護費用高昂、人工成本大，且處理效果不穩定。造成很多豬場的污水處理系統僅僅成為應付環保部門檢查的“面子工程”和“交差工程”。降低污水處理設施的投資費用、運行費用和管理難度對于解決豬場污染問題具有至關重要的意義。

立頁增氧污水處理系統（圖4）是湖南農業大學與湖南大湘農環境科技股份有限公司共同開發的新一代污水處理系統。該系統結合微生物處理和自然蒸發，利用微生物快速消納污水中的有機物，利用自然蒸發原理來蒸發污水中的水分，達到零排放的目的。立頁增氧液污治理系統分為板式立頁增氧液污治理系統和膜式立頁增氧液污治理系統二種，結構示意圖分別見圖5、6。

圖3 豬場自動清糞系統

圖4 立頁增氧污水處理系統

圖5 板式立頁增氧液污治理系統

圖6 膜式立頁增氧液污治理系統

立頁增氧液污治理系統包括發酵系統、蒸發系統和布液系統。液態糞污通過水泵和布水管進入蒸發膜，由于蒸發膜具有巨大的表面積，能夠保證污水溶氧量顯著增加，有助于膜表面的益生菌大量增殖，吸附消納污水中的營養物質；同時蒸發膜巨大的表面積有助于污水在蒸發膜表面蒸發。多余的污水沿蒸發膜下流到發酵體內，進一步被發酵體墊料中的微生物快速分解消納，剩余的污水則通過發酵體底的縫隙流入儲液池內。儲液池內污水再通過水泵和布液系統定期噴灑到蒸發布上，如此循環。發酵體內的墊料可以定期更換制備有機肥。該系統無需對墊料進行翻耙，投資及運行費用低，操作簡單，可以做到污水零排放。

該系統的主要優勢在于極大地提高了發酵體的表面積，不僅有利于氧氣進入發酵墊料，促進好氧微生物增殖，而且極顯著地提高了蒸發效果。以DXNWS1200系統為例，占地面積為21m×2 m=42m2，其蒸發表面積達到2 310m2，比表面積達到了55倍，是傳統室內/外發酵床比表面積的55倍，且發酵墊料中的氧氣含量更高，避免了傳統發酵床污水處理系統蒸發量小、容易缺氧、需要翻耙等諸多缺陷。

目前，在低成本生物處理方面，除立頁增氧污水處理系統外，還涌現出一些非常不錯的污水處理方法，如室外發酵床處理法、室內架空隔離式發酵床處理法等，這些方法都為低成本解決養豬污染問題提供了新途徑。

筆者在《豬場環境保健關鍵技術》一書中反復強調，我國養殖污水的處理思路犯的一個最為致命的錯誤就是不重視源頭減排以及采用工業污水的處理思路來處理養殖污水，特別是目前新的《中華人民共和國環境保護法》在2015年已經開始實施，在污水處理思維方式沒有變化、新的污水處理技術沒有突破的情況下，政府強行推動規模養殖場糞污處理方案，導致大量資本投入到養殖污水的處理中，后續的巨大費用，使中國養豬業污水處理未能走上科學的、可持續發展的道路。

在這新一輪養殖污水治理過程中，從表面上看，經過政府的大力整頓，養殖污染得到了治理，環境得到了改善，但伴隨著巨量的社會資金投入，運行成本劇增，這一問題將在未來幾年內重新爆發，出現養殖戶養豬成本劇增、管理難度增大、設備的維修折舊等無法回避的問題。大量資金投入到養殖污水處理設施，運行費用的浪費等，我國將不得不為目前的工業化污水處理思路的錯誤再次買單。

隨著養豬業的快速發展和人們環保意識的增強，環境污染問題開始凸顯。2015元旦開始施行的新環保法號稱“史上最嚴環保法”，該法將對我國養豬業產生深遠的影響，傳統高消耗、高污染的粗放式養豬模式將加速退出歷史舞臺，“資源節約、環境友好”的新型養豬模式將引領時代的發展潮流。

X713

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1673-4645（2016）10-0076-04

2016-07-17

許道軍（1978-），男，湖南衡陽人，副教授，博士，研究方向：豬場環境控制關鍵技術；E-mail：xudao jun29@163.com