生豬養殖惡臭氣體產生及污染防治探討

青島市生態環境局平度分局 楊曉麗

畜牧業是人類動物性食品的主要來源，是現代農業產業體系的重要組成部分，人均畜產品量是反映國家發達程度和衡量人民生活水平的主要標志之一，發展畜牧業對推動農業結構優化升級、保證畜牧副食品供應、確保城市公共衛生安全具有重要作用。我國是生豬生產大國也是消費大國，隨著人民生活水平的提高，人們對肉類產品的需求也隨之增加。生豬養殖是民生工程，但隨之而來的污染投訴事件不斷增多，特別是春夏季氣味擾民現象更為明顯。據一縣級市多年環境類信訪投訴數據統計，畜禽養殖投訴量占總投訴量比例達到30-35%左右，其中氣味擾民占畜禽養殖投訴量比例達到80%以上。畜禽養殖廢氣污染治理刻不容緩，是解決民生訴求的重要渠道。現以生豬養殖為例，分析養殖過程中惡臭氣體產生環節及宜采取的污染防治措施。

一、生豬養殖污染產生來源分析

（一）惡臭氣體來源

生豬養殖能夠造成氣味擾民污染的惡臭氣體主要來源于豬只養殖、沼渣曬渣、堆肥發酵過程中。畜禽舍散發的臭氣主要來自含蛋白質廢棄物的厭氧分解，這些廢棄物包括畜禽糞尿、皮屑、毛、飼料等。而大部分臭氣是由糞尿厭氧分解產生。畜禽排泄物的有機物主要由碳水化合物和含氮化合物組成，在一定條件下，這些糞便發酵以及含硫蛋白分解產生大量氨氣和H2S等臭味氣體。碳水化合物轉化成揮發性脂肪酸、醇類及二氧化碳等，這些物質略帶臭味和酸味；含氮化合物轉化生成氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氫、三甲胺等，這些氣體有的具有腐敗洋蔥臭，有的具有腐敗的蛋臭、魚臭等；一些有機物酶解，如硫酸鹽類被水解成H2S，馬尿酸生成苯甲酸等。這些具有不同臭味的氣體混合在一起，即為人們常說的惡臭。

（二）惡臭氣體種類

畜禽養殖過程中產生的氣味，其實質是微生物在一定的溫度條件下，厭氧發酵碳水化合物、含氮和含硫化合物所產生的不完全代謝物，這些物質刺激人的嗅覺，產生令人不愉快的感覺。有資料顯示，畜禽糞便的臭味物質有100種，按化學性質分為氨和揮發性胺類、含硫化合物、吲哚類和酚類、揮發性脂肪酸類。各類臭氣對畜禽健康都是十分有害的，以NH3和H2S濃度最高，危害最大。豬舍NH3、H2S的排放受到許多因素的影響，包括生產工藝、氣溫、濕度、豬群種類、室內排風情況等。

由于養豬場產生的大氣污染物組成多樣，且由于惡臭物質的逸出和擴散機理比較復雜，故很難進行準確定量分析，而且臭氣污染物對居民的影響程度更多的是人的一種主觀感受。

二、惡臭氣體產生環節

（一）糞污收集方式

養殖場清糞工藝可分為干清糞、水泡糞、水沖糞等。其中干清糞工藝為糞便一經產生便分流，干糞由機械或人工收集、清掃、運走，尿及沖洗水則從下水道流出，分別進行處理；水泡糞工藝為在水沖糞工藝的基礎上改造而來的。在豬舍內的排糞溝中注入一定量的水，糞尿、沖洗和飼養管理用水一并排放漏縫地板下的糞溝中，儲存一定時間后（一般為30天），待糞溝裝滿后，打開出口的閘門，將溝中糞水排出。糞水順糞溝流入糞便主干溝，進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池；水沖糞工藝為糞尿污水混合進入漏縫地板下的糞溝，每天數次從溝端的水噴頭放水沖洗。糞水順糞溝流入糞便主干溝，進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池。清糞方式不同產生的惡臭氣體對環境產生的影響也會有差異。

（二）糞便好氧堆肥

豬舍糞污水由管道收集，經固液分離出的豬糞采用好氧堆肥進行發酵腐熟。好氧堆肥是在有氧條件下，依靠專性和兼性好氧微生物對糞便進行吸收、氧化、分解。微生物通過自身的生命活動，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量，而另一部分有機物則被合成新的細胞質，使微生物不斷生長繁殖，產生出更多生物體的過程。堆肥發酵場內原料的移動速度通過調整翻拋機運行方式及次數來實現，發酵全過程需30天左右。

發酵過程主要分為三個過程：起始階段、高溫階段、熟化階段。堆肥發酵過程產熱，數天內溫度急速上升。一般堆體溫度應控制在60℃左右，超過70℃則會造成過熟。高溫持續幾天后下降，經過幾次翻堆以及堆溫上升、下降之后，堆溫已不再上升，可認為堆肥腐熟。糞渣經發酵以后，殺死糞肥中的病原菌和蛔蟲卵，成為無害化的有機肥料，很大程度上減輕了糞肥的惡臭氣味。

（三）污水厭氧發酵

豬舍糞污水由管道收集，固液分離后污水密閉輸送至厭氧發酵池，在發酵池內進行厭氧發酵。采用黑膜將整個發酵池進行全封閉，厭氧發酵周期約30天，發酵溫度15-25℃，池內最上層為沼氣，發酵產生的沼氣經脫硫處理后用于火炬系統燃燒。發酵后的沼液進行干濕分離，清液為沼液，沉淀部分為沼渣，沼液中含有各類氨基酸、維生素、蛋白質、赤酶素、生長素、糖類、核酸等，是一種速效性有機肥料。沼渣通過底部管道、泵抽至曬渣場，曬渣場為半封閉狀態，設置陽光防雨棚等圍擋。按照周邊種植區農作物施肥周期進行沼渣分離、晾曬，平均每年2次，由于污水經厭氧發酵后保留在沼渣中的成分主要為不溶解或難分解的有機、無機固形物，沼渣異味強度較輕，且作業時間較短。

（四）沼氣處理利用

畜禽糞污發酵所產生沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料CH4、CO2外，還含有H2S和其它少量的氣體。其中CH4含量約為50%～70%，CO2含量約為30%～40%。H2S不僅有毒，而且有很強的腐蝕性。因此新生成的沼氣不宜直接用作燃料，需先進行脫硫和脫水凈化處理。

化學脫硫是應用最為廣泛的沼氣脫硫技術之一，以氧化鐵為脫硫劑的干法脫硫技術，沼氣中的硫化氫與活性氧化鐵接觸，生成硫化鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當有水存在時，鐵的硫化物又轉化為氧化鐵和單體硫。這種脫硫再生過程可循環進行多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分孔隙被硫或其它雜質覆蓋而失去活性為止。有機物發酵時，微生物對蛋白質的分解會產生一定量的H2S氣體進入沼氣，其濃度范圍一般在1-12g/m3，經過脫硫塔脫硫后沼氣中的硫化氫含量降至20mg/m3以下。

三、惡臭氣體污染防治控制

（一）源頭控制

畜禽養殖飼料應采用合理配方，在飼料中補充合成氨基酸，提高蛋白質及其他營養的吸收效率，尤其是飼料中氮、磷利用率，降低糞便中氮、磷含量。通過選用優質易消化的膨化飼料原料，添加植酸酶、復合消化酶或益生菌等來提高飼料的消化率和轉化率，有效減少氮的排放量和糞便的產生量，從源頭降低畜禽排泄物中氮的含量及惡臭氣體的排放，有效降低空氣異常氣味。調整飼料對氨的影響占15-20%。

（二）豬舍管理

現規模化畜禽養殖豬舍一般采用負壓排風系統，負壓通風是用風機抽出舍內污濁空氣，使舍內氣壓相對小于舍外，新鮮空氣通過進氣口（管）流入舍內而形成舍內外空氣交換。豬舍通過先進的自動環境控制系統、自動噴霧消毒系統等可有效降低空氣中的塵埃、氨氣濃度和殺滅病原微生物。舍內定期噴灑消毒液，其主要成分是有機酸，對堿性氣體氨將起到一定的中和作用。

合理控制養殖規模，養殖密度不宜過大、過密，加強通風，保持舍內干燥，加速糞便干燥，可減少惡臭的產生，及時收集產生的糞便，合理的糞便收集頻率能減少牲畜畜欄的惡臭。

（三）堆肥發酵

生豬養殖期間產生的豬糞水經固液分離設備進行處理后，豬糞收集至堆肥場進行堆肥發酵。糞便中所含有的一部分營養物質如蛋白質等，在微生物作用下進一步分解，會分解成較易揮發的含氮、含硫化合物，胺類和一些低脂肪的有機化合物，形成惡臭氣體。

針對堆肥場惡臭氣體，從發酵工藝、過程控制及廢氣排放等三方面著手，減少其排放量和排放強度。發酵工藝選用好氧發酵，該工藝有機物降解速率快、腐熟時間短、異味少，分解充分；好氧發酵過程中采用間歇式動態機械翻轉，每次翻堆結束后對糞便表面噴灑掩臭劑；堆肥場為三面封閉，一面為開啟式卷簾結構的日光發酵棚，堆肥發酵為好氧發酵，在發酵棚的上側設一處進風口，提供堆肥發酵所需氧氣，在棚體下側設一處排風口，使堆肥發酵過程中產生的惡臭氣體能夠及時排除。堆肥場發酵區盡量選在空曠場地，廢氣稀釋擴散較快。

（四）沼液沼渣

沼液貯存池為密閉結構，底部鋪設黑膜，池體上部覆黑膜。沼液貯存過程中產生的惡臭氣體濃度較低。沼渣曬場為半封閉狀態，池體上方設置陽光防雨棚，四周設置圍擋措施，水泥地面上方鋪設鵝卵石、粗砂、細砂，下方鋪設污水管道，曬渣過程濾出來的廢水通過管道收集返回厭氧發酵池。定期對沼渣曬渣場周圍噴灑植物型除臭劑，沼渣經厭氧發酵后異味較小。

豬場四周種植綠化植物，綠植物可以吸收空氣中的氨和阻隔微粒，減少空氣中氨含量和微粒，可有效緩解對周圍環境的空氣污染。養殖場區還應采用物理除臭、化學除臭、生物除臭等污染防治措施，減輕惡臭氣體環境污染。通過實施生態養殖，把畜禽糞污變成了有機肥料，使生態效益最大化，建立良好的循環型生態農業，保證其長期穩定發展，真正實現環境與生產的良性循環。