兩個生豬養殖場液體糞污資源化利用典型案例分析

袁雪波，王 祥，李家華，楊雪寒，曹 林，陳永軍，李紅偉，李俄然，孔凡勇

（1.紅河哈尼族彜族自治州農民科技教育培訓中心，云南 蒙自 661199；2.蒙自市農業技術推廣中心，云南 蒙自 661199；3.元陽縣畜牧技術推廣站，云南 紅河哈尼族彜族自治州 662400；4.紅河哈尼族彜族自治州畜牧技術推廣站，云南 蒙自 661199）

畜禽養殖污染作為主要的農業污染源，嚴重地威脅水環境安全，同時制約著畜牧業的良性、健康發展。據第一次全國污染源普查公報，我國農業源化學需氧量（COD）、總氮和總磷排放量分別為1 324.09萬噸、270.46萬噸和28.47萬噸，分別占全國COD、總氮和總磷排放量的43.7%、57.2%和67.3%；畜禽養殖業糞便產生量2.43億噸，尿液產生量1.63億噸，畜禽養殖化學需氧量（COD）、總氮和總磷排放量分別為1 268.26萬噸、102.48萬噸和16.04萬噸，分別占農業污染源總排放量的95.8%、37.9%和56.3%，占全國總COD、總氮和總磷排放量的41.9%、21.7%和37.9%[1]。畜禽糞污是指畜禽養殖過程產生的糞便、尿液和污水的總稱[2]。實際生產中，大多數畜禽固體糞污通常采用堆肥發酵后還田利用或加工成有機肥利用，少部分經過無害化處理后作為飼料、基質等利用，生產工藝、處理難度和利用方式相對液體糞污簡單易行。而易造成環境污染，處理難度大、處理成本高的是尿液和污水（液肥）。2015年全國規模化畜禽養殖糞污產生量3.834×109噸，其中新鮮糞便6.36×108噸，尿液5.65×108噸，污水2.633×109噸[3]，尿液和污水占糞污量的83.41%。畜禽養殖污水已成為與工業廢水和生活污水一樣的污染源，其污染負荷甚至超過工業廢水和生活污水的總和，很大程度上危害了大氣、水體、土壤和生物，破壞了區域生態環境，以及地表水體和地下水水質安全[4]。文章總結、分析了紅河州生豬養殖場液體糞肥資源化利用的2個典型案例，旨在為解決生豬養殖中如何資源化利用液體糞污提供參考。

1 案例1：就地就近“種養結合，水肥一體化”資源化利用案例

1.1 基本情況

紅河州元陽縣某農業開發有限公司生豬養殖場結合當地氣候、環境、資源等條件，探索出“生豬-全量糞污-香蕉”種養結合，水肥一體化糞污資源化利用模式，取得較好的經濟效益、生態效益、社會效益。

1.1.1 地區特點

（1）地理信息。公司養豬場位于紅河州元陽縣馬街鄉麒麟臺村委會大皮甲村，地處東經102°04'～102°51'、北緯23°09'～23°7'，屬亞熱帶季風氣候，日照充足，年最高氣溫44.5 ℃，最低氣溫10 ℃，年均降雨量700毫米。

（2）土壤特性。以紅壤土為主，黃色赤紅壤土，酸性結晶巖類，pH 6.9，有機質23.1毫克/千克，堿解氮90.5毫克/千克，有效磷30.4毫克/千克，速效鉀265毫克/千克。適宜種植熱帶經濟作物。

1.1.2 作物特點 養殖場周邊主要作物為香蕉，種植面積為3 200畝（1畝≈666.67米2）。

1.1.3 養殖概況 生豬養殖場位于香蕉林地內，存欄基礎母豬250頭、種公豬10頭，年出欄肥育豬4 000頭（圖1）。

圖1 養殖場全景

1.2 糞污處理技術

豬舍糞便、尿液、污水全部收集于舍外糞污沉淀池，沉淀池液體經過孔徑為1～1.5厘米過濾網進入發酵池（三級），發酵池液體經過孔徑為0.5～1厘米過濾網后進入清流池，清流池液體運輸到不同區域配兌池，按照一定比例與清水混合后，通過泵、PVC管輸送到香蕉基地進行滴灌或噴灌（圖2）。

圖2 糞污處理流程

1.3 液體糞肥還田技術

養殖場年產糞污10 390噸，其中固體糞污1 590噸、液體糞污8 800噸。固體糞污經過2～3個月堆肥發酵，就地就近施用于香蕉林地；液體糞污經過無害化處理后，通過滴灌裝置（泵、PVC管）施用于香蕉林地。

1.3.1 配套土地面積測算 按照《畜禽糞污土地承載力測算技術指南》，以糞污中的總氮、總磷濃度測算畜禽液體糞污還田量和化肥減施量，按照糞肥占施肥60%比例，以氮計，理論上需要還田面積478.2畝（表1—表3）。

表1 液肥成分

表2 香蕉的養分需求

表3 養殖場肥力供給水平

1.3.2 還田設施設備 養殖場通過泵、PVC管將液肥輸送到不同區域田間貯液池，再通過PVC管網布局于每株香蕉樹根部，進行滴灌或噴灌（圖3—圖8）。

圖3 糞污收集沉淀池

圖4 糞污收集發酵池

圖5 清流池

圖6 污水清水配兌池

圖7 液肥輸送管網

圖8 香蕉根部滴灌或噴灌

1.3.3 施肥措施 每月施液肥1次，年施12次，每次施用量15千克/株。

預處理：待施用的液體糞肥作為基肥施用不需要稀釋，直接田間施用。日常施肥按照糞污液肥∶清水（1∶3）施用。

施用量：每月滴灌1次，每次15千克/株，年需要180千克/株，按30%液肥計算，年需要液肥54千克/株，香蕉基地有3 200畝，35.2萬株，年可消納液肥19 008噸。豬場年提供液肥8 800噸，通過水肥一體化系統，完全實現了糞污資源化利用。

施用方法：在不同的區域布局清污配兌池，利用壓差或泵將液肥通過PVC管網輸送到每株香蕉根部進行滴灌或噴灌。

配施化肥：除施用液肥外，補施復合化肥220千克/畝。

1.4 技術效果

1.4.1 經濟效益

（1）節肥：通過施用全量液肥，每株香蕉復合肥施用量由5千克降到2千克，減少60%化肥量，畝均年減少化肥量330千克，節約支出1 320元/畝。

（2）增產：通過滴灌或噴灌全量糞肥，香蕉產量由年均畝產1 500千克提高至2 000千克，畝均增產500千克，提高產量33%，按照現行價計算，畝均增加收入1 750元。

（3）提質：施用液肥后，香蕉品質顯著提高，延長生長周期1～2倍，香蕉單價提高0.5元/千克，畝均增收250元。

（4）降低人工成本：通過滴灌或噴灌系統，人工成本由15個工/畝降到6個工/畝，減少人工成本900元/畝。

（5）節水：通過滴灌或噴灌系統，較溝渠澆灌節水70%以上。

以上減少支出、增加收入共4 220元/畝。

1.4.2 生態效益 “一減一節一改”：施用糞污液肥，減少60%化肥量，節水70%，改良土壤、培肥土質、增加有機質。

1.4.3 社會效益 施用液肥，在節支、增產、增收的基礎上，實現了化肥減量，減少了農業面源污染。

2 案例2：異地“種養結合，水肥一體化”資源化利用案例

2.1 基本情況

紅河州蒙自市某農牧發展有限公司生豬養殖場位于蒙自市草壩鎮，根據養殖場特殊的地理位置、環境條件，公司與周邊果蔬基地簽訂糞污資源化利用協議，探索出了一條糞污場內無害化處理、異地資源化利用的模式。

2.1.1 地區特點

（1）地理信息。養殖場位于蒙自市草壩鎮新溝村，海拔1 260米，屬低緯高原，亞熱帶氣候，年均氣溫18.6 ℃，多年平均無霜期350天。

（2）土壤特性。土壤為水稻土，pH 6.3，有機質33.7毫克/千克、堿解氮86.9毫克/千克、有效磷25.4毫克/千克。適宜多種農作物生長。

2.1.2 作物特點

（1）作物類型：主要大田作物有大棚蔬菜、葡萄、枇杷等。

（2）種植特點：大棚蔬菜一年2～3季，不同作物間輪種，水果四季種植。

2.1.3 養殖情況 公司飼養品種有杜洛克、長白、大約克純種，長大二元母豬，杜長大三元商品豬，常年存欄母豬850頭，年出欄生豬1.52萬頭。

2.2 糞污處理技術

養殖場內雨污分流，雨水收集作場內綠化用。干清糞工藝，糞污經過干濕分離后，糞便堆肥發酵，出售給周邊果蔬基地施用；液體糞污由暗管排到污水收集池，用吸糞車運輸到異地果蔬基地貯液池貯存，通過田間首部系統進行噴灌或滴灌（圖9）。

圖9 糞污處理流程

2.3 液體糞肥還田技術

養殖場年產糞污15 920噸，其中固體糞污3 020噸、液體糞污12 900噸。

2.3.1 配套土地面積測算 請見表4—表6數據。

表4 液肥成分

表5 番茄、黃瓜的養分需求

表6 養殖場肥力供給水平

2.3.2 還田設施設備 養殖場經過堆肥發酵無害化處理后的固體糞污，銷售給周邊果蔬種植基地施用；液體肥污由吸糞車運輸到不同種植基地貯液池貯存，根據不同作物水肥需要，通過首部系統（水泵、過濾、液肥與清水混合、管網）進行噴灌或滴灌（圖10—圖16）。

圖10 養殖場污水收集池

圖11 液肥運輸車

圖12 田間貯液池

圖13 首部系統

圖14 大棚蔬菜

圖15 大棚番茄

圖16 田間液肥貯存池與清水配兌池

2.3.3 施肥措施

（1）預處理：待施用的液體糞肥作為基肥施用不需要稀釋，直接田間施用。

（2）施用液肥量：一季種植，施用液肥夏季8次、冬季12次；液肥∶清水比1∶3，每次施用肥水1.5噸，即：500千克液肥/畝+1 000千克清水/畝。

（3）施用液肥方法：在不同的區域布局液肥貯存池、清污配兌池，利用首部系統通過PVC管網輸送到蔬菜大棚進行滴灌或噴灌。

（4）配施化肥量：除了液肥外，還需要施用三元復合肥10千克/畝（夏季6次、冬季10次）。

2.4 技術效果

2.4.1 經濟效益

（1）提高產量增加收入。大棚種植番茄、黃瓜施用液肥后較施用化肥提高產量1 0%～1 5%，按照現行價計算，增加收入1 400～2 100元/畝。

（2）節支增效。施用液肥后，每畝減少化肥施用量20千克，節支80元/畝。較日常減少施用水20%。

2.4.2 生態效益

（1）減化肥：實踐證明，通過施用液肥，減少10%以上的化肥施用量，改善了土壤理化性質，增加土壤有機質，疏松土壤，促進土壤團粒結構結成，增加土壤保水保肥能力。

（2）節水：施用液肥后，在土壤表面形成一層有機質，可降低土壤表層水分的蒸發，節約用水量，較常規種植節水20%。

2.4.3 社會效益 施用液肥，在節支、增產、增收的同時，實現了化肥減量，減少了農業面源污染。

3 討論

3.1 液體糞污處理難度大、成本高。生豬養殖中產生的液體糞污，由于產生量大，處理、運輸成本高，成為生豬養殖污染環境的一大隱患。2019年，紅河州生豬養殖共產生糞污809.99萬噸。其中：糞便量161.78萬噸、液體量648.21萬噸，液體量占糞污量的80.02%[4]。周建雄等[4]在紅河州總結推廣了10種豬糞污資源化利用模式，固體糞污大多采用堆肥發酵或有機肥方式處理、還田利用。而液體糞污主要采用3種模式處理：一是儲液池厭氧或有氧發酵，就地或異地還田利用；二是狐尾藻氧化塘處理，處理后的出水水質達到《畜禽養殖業污染物排放標準》（GB 18596—2001），可直接排放或消毒處理后回收利用[5]；三是膜生物反應器（MBR）處理，達標排放或消毒后回收利用。狐尾藻氧化塘處理前期投資大，后期維護、管理技術要求高；膜生物反應器（MBR）處理，投資大、運行成本高（處理1噸污水成本為7～8元）。實踐證明，儲液池厭氧或有氧發酵后，就地或異地還田利用是簡單、易行、成本低的污水處理模式。

3.2 種養不結合、畜地不平衡，是當前生豬養殖面臨的環保難題。傳統生豬養殖大都集中在農區，周邊有足夠的土地來消納糞污。但隨著規模化、集約化程度的提高，生豬養殖往城郊結合帶轉移，養殖與種植開始脫鉤，養殖場與種植基地的距離增大，糞污難以運輸到農田利用。因此，養殖場的選址，應遵循“種養結合、畜地平衡”的原則，充分考慮環境承載能力，兼顧市場需求、效益及污染排放治理[6]。

3.3 就地就近或異地種養結合，水肥一體化糞污資源化利用效益明顯。從紅河州兩個就地就近或異地種養結合，水肥一體化液肥資源化利用典型案例分析，均取得了增產、提質、增效的經濟效益，取得了減化肥、節水、提高土壤有機質含量的生態效益，取得了減少農業面源污染的社會效益。考慮到液體糞肥運輸、儲存、施用等成本問題，建議異地液體糞肥資源化利用，以養殖場周邊半徑10千米內為宜。

4 結論

儲液池厭氧或有氧發酵，種養結合、畜地平衡，水肥一體化糞污資源化利用，是解決生豬養殖液體糞污的較佳模式。