異位發(fā)酵床技術處理生豬養(yǎng)殖糞污成效分析

馮曉巍 福建省漳州市龍文區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 福建漳州 363005

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，南方水網(wǎng)地區(qū)特別是福建省生豬養(yǎng)殖產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益凸顯。2014年以來，福建省委省政府站在講政治、講大局的高度，依托福建省生態(tài)資源優(yōu)勢，立足當下、著眼長遠、統(tǒng)籌謀劃，全力打造全國生態(tài)文明先行示范區(qū)、國家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展試驗示范區(qū)暨農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展試點先行區(qū)，結合中央、省環(huán)保督查工作，集中推進全省生豬養(yǎng)殖污染治理，出臺《福建省人民政府關于進一步加強生豬養(yǎng)殖面源污染防治工作六條措施的通知》，通過采取關閉拆除、標準化改造提升等舉措，畜禽養(yǎng)殖造成的面源污染得到了很大的改善，省域內小流域水質達標率大幅度提升，農(nóng)村人居環(huán)境更加宜居，“機制活、產(chǎn)業(yè)優(yōu)、百姓富、生態(tài)美”的愿景初現(xiàn)。

微生物異位發(fā)酵處理豬場糞污是利用人工構建的高效發(fā)酵系統(tǒng)將畜禽糞污集中收集、異地處理，使畜禽養(yǎng)殖與糞污處理分開進行，以源頭減量、過程控制、末端利用為治理路徑，以畜禽良種化、生產(chǎn)規(guī)范化、防疫制度化、養(yǎng)殖設施化、糞污無害化為基礎的資源化利用集成新技術。該技術利用谷殼、木屑做原料，加入微生物發(fā)酵菌劑，混合攪拌，經(jīng)過智能控制，進行有氧快速發(fā)酵分解糞污，形成優(yōu)質有機肥加工原料，實現(xiàn)養(yǎng)殖糞污零排放和資源化利用。采用該技術工藝可以克服原位發(fā)酵處理豬場糞污存在的呼吸道疾病發(fā)病率高等不足，與生態(tài)環(huán)保型模式相比，具有占地面積小、投資較少、運行成本低和低臭味等優(yōu)點，養(yǎng)豬場無需設置排污口，可實現(xiàn)糞污零排放，糞污經(jīng)發(fā)酵處理后可全部轉化為固態(tài)有機肥原料，實現(xiàn)變廢為寶，基本可以解決生豬養(yǎng)殖污染問題。

實現(xiàn)生豬養(yǎng)殖廢棄物資源化利用，是打贏 “藍天、碧水、凈土”攻堅戰(zhàn)特別是畜禽養(yǎng)殖污染防治攻堅戰(zhàn)的重要手段。福建省素有“八山一水一分田”之說，自2015年以來，利用微生物異位發(fā)酵床養(yǎng)殖技術控制和降低生豬養(yǎng)殖業(yè)污染，在以山地和丘陵為主的福建省得到了較為廣泛的研究和應用，占比超過1/6。

1 推廣成效

傳統(tǒng)的生豬養(yǎng)殖方式特別是水沖糞養(yǎng)殖模式，廢水產(chǎn)生量較大，如果得不到及時有效處理而直接排放，將會對周圍水體、土壤產(chǎn)生嚴重的污染。微生物異位發(fā)酵床技術改變了傳統(tǒng)微生物原位發(fā)酵床養(yǎng)殖模式，從而可以避免廢水排放量較大而造成的“死床”問題，并顯示了對養(yǎng)殖廢水獨特的處理作用。據(jù)相關研究報道，每立方米的墊料平均每天可發(fā)酵處理3頭豬的糞污量，即每年可減少排放氨氮5.4 kg/m3、化學需氧量（COD）108 kg/m3。 同時，由于養(yǎng)豬場無需配套沼氣工程系統(tǒng)，不存在排污口水質是否達到畜禽養(yǎng)殖廢水排放標準或者農(nóng)田灌溉水質標準的問題，更不存在污染環(huán)境的現(xiàn)象，環(huán)保部門監(jiān)管十分便利。此外，豬場糞污經(jīng)發(fā)酵后的固體腐殖質體積小、重量輕，不但減少了運輸成本，而且擴大了異地資源化利用的半徑，初步形成了豬場糞污就地處理、異地肥料化利用的格局。2015年來以來，在漳州市華安縣、平和縣、南靖縣、漳浦縣、龍海市等地的規(guī)模豬場推廣異位發(fā)酵床技術，取得了明顯效果。

1.1 降低糞污的產(chǎn)生和排放 異位發(fā)酵床技術最大的優(yōu)勢就是降低糞污產(chǎn)生，無需大量用水沖洗地面，除了豬自身產(chǎn)生的糞便和尿液外，幾乎沒有其他糞污排出，最大程度減輕了養(yǎng)豬業(yè)對周圍環(huán)境造成的污染。

1.2 降低養(yǎng)殖成本 據(jù)統(tǒng)計，萬頭豬場（含前端節(jié)水改造）采用異位發(fā)酵床模式處理豬場糞污的成本不超過300萬元，而且占地面積只有沼氣工程的十分之一。異位發(fā)酵床養(yǎng)豬能大大降低工人的勞動強度和節(jié)省用水，可在干清糞基礎上節(jié)約用水80%～90%。

1.3 大大降低治污成本 部分養(yǎng)殖場采用“大中型沼氣+工業(yè)曝氧”處理模式，不僅投入大，處理費用高，而且曝氧后人工濕地在南方地區(qū)經(jīng)常發(fā)生植物無法存活的現(xiàn)象，水質總磷存在無法持續(xù)達標的風險，同時沼氣過剩容易造成二次污染，而采用異位發(fā)酵床治理相對來說具有投入成本和治理成本低、治理效果好的優(yōu)點。

1.4 用墊料生產(chǎn)有機肥 發(fā)酵床墊料產(chǎn)生的有機質含量達30%以上，是優(yōu)質的生物有機肥原料，能夠改良因長期使用化肥造成的土壤板結，提高土壤的吸收性能、緩沖性能和抗逆性能，可加工制作有機肥，用于農(nóng)作物和各類花卉、高檔果蔬的栽培等使用，這也契合農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境特別是化肥零增長減量化等投入品監(jiān)管的要求。

2 存在的問題

異位發(fā)酵床養(yǎng)殖技術雖然優(yōu)勢明顯，但目前從推廣運行效果來看還存在以下問題。

2.1 重金屬殘留 由于飼料和飼料添加劑的廣泛使用，違法違規(guī)添加高銅、高鋅等現(xiàn)象時有發(fā)生，豬糞中含有較高濃度的銅、鋅和砷等，在發(fā)酵床養(yǎng)豬過程中可能導致重金屬元素的堆積，發(fā)酵對重金屬不能降解，自豬體排出的金屬元素會殘留在發(fā)酵床的墊料中。國內要求墊料實際使用年限在3年左右，與控制重金屬殘留有一定關系。

2.2 源頭污水減量控制不完善 異位發(fā)酵床處理糞污的容量有限，需要最大程度在養(yǎng)殖源頭減少污水產(chǎn)生量。要求實行完全的雨污分離、飲污分流、生產(chǎn)用水與生活用水分離，糞污收集管路和收集池要做到防滲防漏。目前來看，直飲式飲水器存在飲污分流不合理，增加源頭污水產(chǎn)生量；碗式飲水器可以從源頭上節(jié)水，但存在水壓不合理，夏季飲用水混合飼料存在發(fā)霉變質的風險，容易導致腹瀉等問題；采用飲污分流的設施走管道的話，部分地方環(huán)保部門檢查指出，豬飲水時附帶的飼料會隨著飲水管排到外界，如果取水作水質檢測的話，部分指標不合格。

2.3 糞污過量添加 糞污過量添加會造成發(fā)酵床“死床”，喪失發(fā)酵能力。要求在設計時就計算好糞污產(chǎn)生量，確定發(fā)酵池的建造面積。使用過程中單次糞污不能過量添加，要根據(jù)基質原料沉降情況補充填料，并定期翻耙墊料。

2.4 翻拋過程中存在安全隱患 安全生產(chǎn)責任重于泰山，有的安全生產(chǎn)意識較薄弱，安全生產(chǎn)防患措施不到位，有養(yǎng)殖戶反映，部分廠家生產(chǎn)的翻拋設備在運行過程中存在脫軌的現(xiàn)象，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)甚至有部分養(yǎng)殖戶采用人工進行翻拋，埋下較大隱患。

2.5 運行管理技術要求高，導致操作不規(guī)范 對于一些養(yǎng)殖規(guī)模不大的養(yǎng)殖專業(yè)戶，缺乏相應的技術力量，管理不規(guī)范，“死床”時有發(fā)生。部分養(yǎng)殖戶在日常消毒過程中，消毒水未進行有效截留，直接進入集污池、噴淋池后再進入異位發(fā)酵床，會導致死床現(xiàn)象的發(fā)生。

2.6 墊料菌種來源不可控、產(chǎn)品質量參差不齊，直接影響使用效果 市場上墊料菌種廠家名目繁多，產(chǎn)品質量難以把控，特別是菌種對發(fā)酵床處理效果起到至關重要的作用，部分養(yǎng)殖戶聽從一些經(jīng)銷商的推薦直接淘寶網(wǎng)購低價非正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品，導致后續(xù)異位發(fā)酵床使用效果非常不理想。

2.7 基建設備設計缺乏相應的標準，設備投資性價比不高 部分養(yǎng)殖戶直接購買進口翻拋設備，基建成本和維護成本非常高。部分養(yǎng)殖戶考慮到成本控制，找一些沒有資質的公司設計設備，其中不乏螺旋式翻拋的設備。從運行效果來看，設備故障率高，由于養(yǎng)殖場大多選址比較偏僻，設備生產(chǎn)企業(yè)售后服務無保障，翻拋效果不理想。

2.8 設備運行成本高，部分養(yǎng)殖戶難以承受 據(jù)測算，湖北存欄500頭的生豬育肥養(yǎng)殖場平均處理成本在30元/頭，而在福建這個成本要達到50～60元/頭。對于一些PSY、MSY指數(shù)不高的養(yǎng)殖場，環(huán)保成本占養(yǎng)殖成本比例更高，目前由于原材料來源方式不夠多樣化，墊料價格上漲幅度較大，養(yǎng)殖戶難以承受，在雨天季節(jié)，會存在偷排漏排的風險。

2.9 墊料銷路問題 目前來看，由于發(fā)酵產(chǎn)品質量和發(fā)酵技術規(guī)范沒有相關標準，各地對有機肥廠建設扶持力度不夠，有機肥廠數(shù)量有限，墊料銷路存在不確定性。

3 建議措施

推行清潔養(yǎng)殖，促進糞污源頭減量，健全種養(yǎng)循環(huán)發(fā)展機制，暢通還田渠道，全面推行資源化利用市場發(fā)展機制，著力高質高效推進糞污資源化利用。

3.1 推行糞污源頭減量控制 實施糞污源頭減量控制，從產(chǎn)污源頭上嚴控飲水、用水量，特別是要嚴禁水沖清糞，全面推行“一禁、二表、三分離”，安裝畜禽飲用水表和清洗欄舍水表，實行生活用水與生產(chǎn)用水分離，雨水與污水分離，飲水與污水分離，應用高壓（200 Pa左右）沖水槍沖洗，建立養(yǎng)殖用水臺賬，防止“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象發(fā)生。生豬規(guī)模養(yǎng)殖場每頭日均糞污產(chǎn)生量不超過5 kg，豬場飲水設施采用新型的節(jié)水式飲水器（碗式、嵌墻式）或限位飲水器等取代傳統(tǒng)的鴨嘴式、直飲式飲水器，從源頭上減少畜禽養(yǎng)殖污水產(chǎn)生量是確保發(fā)酵床正常運行和發(fā)酵的基礎條件。豬舍設施改造成全漏縫或半漏縫地板，飼料日糧采用低蛋白日糧和氨基酸平衡技術，日糧中添加色氨酸、有機螯合物、植酸酶、益生菌和除臭劑等添加劑，有效提高氮磷吸收，從源頭上實現(xiàn)減量。

3.2 墊料、菌種來源控制 發(fā)酵床墊料隨著時間的推移會被逐漸消耗，補充墊料時最好選擇同一廠家的墊料，減少批間和批次生產(chǎn)差異。一般每3～6個月補充一次（輔料和菌種按比例分別投入），可以根據(jù)當?shù)氐馁Y源狀況就地取材，結合當?shù)剞r(nóng)業(yè)資源稟賦和農(nóng)技推廣工作，借鑒采用墊料換肥料或"誰生產(chǎn)經(jīng)營墊料誰負責回收處置"的經(jīng)營模式，降低農(nóng)戶養(yǎng)殖成本。菌種要選擇正規(guī)公司生產(chǎn)的，如有可能的話可以創(chuàng)建招標采購目錄名單，依托福建省畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用創(chuàng)新聯(lián)盟技術支撐，嚴格把控菌種質量。

3.3 減少“死床”發(fā)生率 要從源頭上減少“死床”，應從以下幾個方面進行再完善。

1）源頭減量要控制好，采用半漏縫免沖洗干清糞工藝，減少抗生素和消毒水用量。

2）設計存在缺陷，無回流系統(tǒng)（存在外溢風險，發(fā)酵床周邊雨水溝存在直排風險）、計量系統(tǒng)（目前從成本考慮難以執(zhí)行），應該優(yōu)化設計，盡可能做到簡易操作、方便管理。

3）噴淋量不均勻，局部會產(chǎn)生厭氧小環(huán)境，影響有氧發(fā)酵效果。

4）墊料填裝高度最好保持1.4～1.5 m，否則發(fā)酵溫度難以維持。

5）翻拋機（特別是螺旋式工藝）設計有缺陷，翻拋機不配套，要進行優(yōu)化設計。

6）要因地制宜選擇墊料，拓寬原料渠道。

7）考慮到停電及設備故障等不可控因素，要建立應急池。

8）要規(guī)范市場，建議盡快建立相關標準、技術規(guī)范和操作指南，開發(fā)智能化設備軟件，建立手機APP操作平臺。

3.4 引入第三方進行運行管理 由于歷史原因，大部分養(yǎng)殖場主對新技術的接受能力有限，特別是對于以家庭農(nóng)場為主的養(yǎng)殖模式，一對夫妻管理一家養(yǎng)殖場，人力資源有限。建議建立政府支持、市場化運作的新模式，引入有資質的第三方服務機構進行管理，推行受益者付費、專業(yè)化處理、市場化運作的第三方管理模式，建立完善績效考核管理機制，確保設施正常運行。

2019年，福建省各級政府從加快生態(tài)文明建設、實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、推進農(nóng)村人居環(huán)境整治、建設美麗鄉(xiāng)村的高度，充分認識到傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式造成的面源污染已轉向點源污染，經(jīng)過這幾年的治理提升，生豬養(yǎng)殖點源污染雖已不是農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源，但仍然制約著農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興。福建省委省政府高瞻遠矚，進一步健全制度體系，強化責任落實，創(chuàng)新性提出整省推進畜禽糞污資源化利用，以種養(yǎng)結合、農(nóng)牧循環(huán)、就近消納、綜合利用為主線，力爭到2020年基本實現(xiàn)全省畜禽糞污資源化利用。異位發(fā)酵床模式經(jīng)過幾年的實地推廣應用和不斷完善，完美契合了當?shù)氐匦翁攸c，作為福建省治理生豬養(yǎng)殖污染的主推模式必將發(fā)揮更大的作用。