豬場糞污綜合利用的技術(shù)支撐與實(shí)踐探索

一、廢水

糞污處理邏輯包括盡可能資源回收和盡可能依托大自然消納兩方面，一方面水可以在沼氣、液體肥料、消毒沖欄回用，豬糞可以用作有機(jī)肥，病死豬可以進(jìn)行油脂、蛋白回收或氨基酸肥，另一方面水、豬糞、病死豬可以深埋于山林、田地，通過大自然消納。

源頭卡住固體廢物，包含豬糞、固液分離渣、病死豬，有條件做水泡糞的，盡量通過產(chǎn)沼氣消解污染物，固廢浸泡在水體會(huì)導(dǎo)致濃度大幅上升。目前國家法規(guī)明確規(guī)定，固廢必須做“三化”處理，所有固體廢棄物全部都是寶貝，只要合理利用，全部可以“變廢為寶”。采用梯度分段利用直至達(dá)標(biāo)的模式，管好水的出路，其中有利于綜合利用的區(qū)域主要集中在華北和東北、西北地區(qū)，主要包含河南、河北、山東、山西、黑龍江、吉林等省份，可以采用能源生態(tài)型和能源環(huán)保型混合模式，部分地區(qū)做到農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)即可。

廢水主要來源于豬舍沖洗水以及豬尿，廢水中大部分有機(jī)物存在于憎水酸（HoA）、憎水堿（HoB）和親水中性組分（HiN）中，含有較高濃度的蛋白質(zhì)和氨基酸，以鏈狀烷烴、芳香族類、鄰苯二甲酸脂等為主要成分，惡臭類有機(jī)物主要是4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、吲哚、糞臭素等；剔除抗生素、重金屬、藥物殘留，廢水中的大部分物質(zhì)都是植物吸收需要的營養(yǎng)成分。

1.最優(yōu)方式。直接還田（林、漁），種養(yǎng)結(jié)合。優(yōu)點(diǎn)：配備儲(chǔ)存及管網(wǎng)設(shè)施即可；有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)成分沒有損失；隱患：還田的數(shù)量與頻次需要專業(yè)指導(dǎo)；病原體等有害物風(fēng)險(xiǎn)，臭味問題。在土地資源豐富地區(qū)，建議嚴(yán)格控制風(fēng)險(xiǎn)后實(shí)施。

2.原水灌溉風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避方法。（1）還原性物質(zhì)主要為化學(xué)需氧、生物需氧類主體物質(zhì)、銨態(tài)氮，解決辦法為：將死水變?yōu)榛钏谒w中補(bǔ)充氧氣和好氧微生物；（2）抗生素、藥物殘留主要靠減少使用量，其次可以采用自然光或強(qiáng)制紫外線部分消解；（3）重金屬主要為銅和鋅，主要靠減少使用量，有條件盡量采用水泡糞直接在水溶液中處理，解決辦法為：重金屬捕捉劑/介于有機(jī)無機(jī)之間的CaS-x/硫化堿。

3.次優(yōu)方式。消解后還田：沼氣回收后產(chǎn)生沼液，沼液中有機(jī)質(zhì)為34.2%～45%，粗蛋白24.22%，粗纖維13.8%，粗脂肪9.4%，含有13種氨基酸，對立枯絲核菌、雪腐鐮刀菌等30種植物病原菌有抑制作用；根據(jù)作物不同生長期需求，控制沼液消解程度，合理灌溉。

4.沼液的典型抑菌作用。米根霉菌對細(xì)菌纏繞作用，哈茨木霉菌對細(xì)菌形成包圍圈，抑制其生長，拮抗細(xì)菌以芽孢桿菌為主。

5.沼液的能源效應(yīng)與養(yǎng)分資源。一個(gè)豬場每天進(jìn)水300m3，進(jìn)水COD 為 6 800 ppm，日產(chǎn)沼氣885.9 m3。安裝100 kW沼氣發(fā)電機(jī)組，國產(chǎn)沼氣發(fā)電機(jī)一般以額定功率的80%運(yùn)行，每天發(fā)電16 h，每天發(fā)電100×80%×16=1280 kWh。污水量 300t/d,N、P養(yǎng)分平衡估算N450mg/L、P為72mg/L,N為135kg/d，P為21.6 kg/d；所有300 t/d污水處理，N為135kg/d，P為21.6 kg/d經(jīng)處理后排放N為24 kg/d，P為2.4 kg/d，污水處理過程中N生化分解減排111 kg/d，沼渣中有點(diǎn)少量N殘留未計(jì)。

6.達(dá)標(biāo)處理后排放。目前，很多地方已經(jīng)嚴(yán)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，COD≤100 ppm，氨氮≤15 ppm，局部地區(qū)，TP≤0.5 ppm。按照水污染防治法，COD≤20 ppm，氨氮≤1 ppm，TP≤0.2 ppm，如果沒有排放指標(biāo)，達(dá)標(biāo)也不給排。

7.河北地區(qū)水處理建議。（1）受天氣影響不建議采用達(dá)標(biāo)排放模式，付出代價(jià)太大；（2）盡量想盡辦法全量還田；（3）做不到全量還田，先還田一部分，余下沼液預(yù)處理后徹底消毒，回用沖欄。

8.實(shí)踐探索。（1）沼液處理后直接回用沖欄或局部達(dá)標(biāo)。通過SECO技術(shù)，將沼液中的還原性物質(zhì)、無機(jī)鹽類進(jìn)行消解，同時(shí)通過伴生催化技術(shù)，為下面處理做準(zhǔn)備；SECO出水，通過催化氧化與還原技術(shù)結(jié)合，對病原體進(jìn)行滅活的同時(shí)，大幅降解DOM，出水清澈透明，無病原體與毒害，直接用于沖欄；該水用于沖欄可以減少豬舍臭味、蚊蠅，同時(shí)減省燒堿添加量，處理成本在2元/m3左右。

（2）原水或沼液種植期還田。麥冬來源于百合科草屬植物，為著名的中藥材，廣泛分布于涪江沿岸，對長江上游水土保持，維護(hù)生態(tài)平衡，具有重要的生態(tài)價(jià)值。明興農(nóng)業(yè)種植過程中，整地施底肥每畝用堆肥2噸；追肥第一次在7月，畝施人畜糞水1.2噸；第2次在8月上中旬，畝施人畜糞水2噸；第3次在11月上旬，畝施人畜糞水2噸；第4次在栽種后的第2年2月下旬，畝施豬糞水2.5噸，生長周期最高施用糞肥量10噸左右。

（3）原水或沼液休耕期還田。空白期沼液還田到水稻田，分六周，每周每畝還田10 m3，合計(jì)每畝60 m3，種植水稻后，土壤全鹽量、離子交換量略有上升，有機(jī)質(zhì)含量、pH值上升，有利于土壤改良，水稻產(chǎn)量略有下降，統(tǒng)計(jì)學(xué)上無顯著差異；考慮土壤承載力以及重金屬等干擾因素，建議沼液直接還田前做土壤背景值調(diào)查、測土配方以及養(yǎng)分資源管理，科學(xué)還田；東北高寒地區(qū)，土壤休耕期達(dá)到半年，可以考慮全量還田，每畝一次性還田60～70 m3，通過冰蓋下的厭氧發(fā)酵解決還原性物質(zhì)問題，來年測土配方后科學(xué)還田。

二、豬糞

豬場固廢-主要來源于豬糞等，豬糞中有機(jī)物占到干物質(zhì)的80%以上，按照《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》（2014）規(guī)定，豬糞按照“三化”原則處理：無害化、減量化、資源化來處理。

異位發(fā)酵床：南方地區(qū)墊料對糞污降解效率較高，墊料使用年限約1年左右；北方地區(qū)秸稈與豬場廢水聯(lián)合堆肥發(fā)酵可以有效地處理利用豬場廢水；實(shí)測三個(gè)月數(shù)據(jù)：蒸發(fā)量為 33 kg/d·m3；每天處理 100 m3糞污需設(shè)計(jì)3 000平方發(fā)酵床；每方水處理成本為16元，與有機(jī)肥生產(chǎn)結(jié)合后從有機(jī)肥銷售中產(chǎn)生效益，經(jīng)濟(jì)上才是可行的。發(fā)酵床主要是處理固體廢棄物，不是來處理水的。

三、問題與對策

1.問題一。管理上有偏差，系統(tǒng)性考慮不足。思路不妥，工業(yè)化污染防治解決農(nóng)業(yè)問題；種養(yǎng)脫節(jié)，全產(chǎn)業(yè)鏈模式不健全；循環(huán)不暢，養(yǎng)分及微量元素浪費(fèi)嚴(yán)重；結(jié)合不強(qiáng)，農(nóng)業(yè)環(huán)保配合度有待提高。

2.問題二。投入上有差距，技術(shù)模式創(chuàng)新性不足。資金投入嚴(yán)重不足，與畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不匹配；污水達(dá)標(biāo)排放處理模式投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，企業(yè)負(fù)擔(dān)大；養(yǎng)殖模式落后，沼氣化技術(shù)，貯存、輸送等配套設(shè)施要求高，易造成二次污染；配套政策不健全，有機(jī)肥銷售不暢，個(gè)別企業(yè)套取補(bǔ)助資金；環(huán)境監(jiān)管不足，畜禽養(yǎng)殖有盲區(qū)。

3.對策：做好頂層設(shè)計(jì)。源頭減量—控制飼料添加重金屬用量；嚴(yán)禁使用激素及抗生素；創(chuàng)新養(yǎng)殖模式。過程控制-廢棄物配套處理設(shè)施、除臭措施、降噪措施。末端利用-水優(yōu)先循環(huán)利用，厭氧處理后循環(huán)或還田；糞便堆肥。

四、近年環(huán)保法規(guī)與農(nóng)業(yè)政策

區(qū)域差異化實(shí)施方案。京津滬地區(qū)：污水肥料化利用+糞便墊料回用；東北地區(qū)：糞污全量收集還田+污水肥料化利用+糞污專業(yè)代能源利用；東部沿海地區(qū)：糞污專業(yè)化能源利用+異位發(fā)酵床+污水肥料利用+污水達(dá)標(biāo)排放；中東部地區(qū)：糞污專業(yè)化能源利用+污水肥料化利用+污水達(dá)標(biāo)排放；華北平原地區(qū)：糞污全量收集還田利用+糞污專業(yè)化能源利用+糞便墊料回用+污水肥料利用；西南地區(qū)：異位發(fā)酵床+污水肥料化利用。

五、流行疫情下糞污處理設(shè)計(jì)

1.嚴(yán)格做好隔離措施，糞污在生產(chǎn)區(qū)全部走暗管。

2.糞污處理區(qū)與生產(chǎn)區(qū)河流阻斷，并且在邊界做噴淋消毒處理，防止病原體空氣擴(kuò)散。

六、總結(jié)

1.解決豬場糞污問題，是一個(gè)跨學(xué)科系統(tǒng)工程，需要?jiǎng)游餇I養(yǎng)、動(dòng)物保護(hù)、土壤、植物營養(yǎng)、環(huán)保、生態(tài)等各方面專家共同來保駕護(hù)航，從污染物源頭解決問題。

2.豬場糞污問題的解決，是復(fù)雜多方面的工作，需要按照以下思路完成：全方位-從環(huán)評開始，各個(gè)問題同步解決；全系統(tǒng)-建立開放體系，以綜合利用為骨架；全天候-多項(xiàng)技術(shù)交叉配合使用，確保全年可以落地實(shí)施，規(guī)避單一技術(shù)（如生物技術(shù)）短板。

（本文根據(jù)錄音整理，未經(jīng)本人審閱，如有出入，以專家本人意見為準(zhǔn)）