生豬養(yǎng)殖污染防治技術(shù)探討.doc

生豬養(yǎng)殖污染防治技術(shù)探討1前言 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定增長(zhǎng)和人民生活水平的不斷提高，養(yǎng)豬業(yè)也得到了快速的發(fā)展，昔日農(nóng)村房前屋后的零散養(yǎng)殖已被規(guī)?；酿B(yǎng)豬場(chǎng)所取代。生豬養(yǎng)殖的興旺增加了養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)收入，在一定程度上促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，養(yǎng)殖戶對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)所產(chǎn)生的污水及糞便未能進(jìn)行妥善的處理與利用，養(yǎng)豬場(chǎng)所排放的污水在一些地方已成為區(qū)域的主要污染源，污染的范圍在擴(kuò)大已波及大江流域。有資料顯示，列入福建省四大水系的九龍江、汀江，養(yǎng)殖業(yè)的污染負(fù)荷比已高居首位。因此，治理、控制養(yǎng)豬場(chǎng)的污染自然也就成為保護(hù)環(huán)境的重要任務(wù)，養(yǎng)豬業(yè)所帶來的環(huán)境污染問題已引起各級(jí)政府、相關(guān)部門和社會(huì)各界的普遍關(guān)注。本文在分析生豬養(yǎng)殖污染物產(chǎn)生情況的基礎(chǔ)上，對(duì)沼氣池的功效、種養(yǎng)結(jié)合的推行與局限以及豬糞作為有機(jī)肥原料可行性等問題進(jìn)行了較為詳細(xì)的探討，目的在于為解決區(qū)域環(huán)境問題提供更為實(shí)用的污染防治技術(shù)。 2 生豬養(yǎng)殖污染產(chǎn)生情況分析 生豬養(yǎng)殖的主要污染來源于生豬排放的糞便及尿液。糞便作為固形物常被分離出來，而尿液則與豬圈沖洗水一起形成養(yǎng)豬場(chǎng)的污水。 2.1污水產(chǎn)生情況 經(jīng)過對(duì)10家養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生污水的監(jiān)測(cè)，以及對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)各類生豬平均重量的估算，可以得出單位重量豬只的污染排放系數(shù)，具體見表1。 每50kg重量的豬只，每天產(chǎn)生的污染物的量分SS163.68g、COD116.86g、NH3-N6.60g、TP1.07g。 調(diào)查監(jiān)測(cè)的10家養(yǎng)豬場(chǎng)母豬、仔豬和菜豬的比例為 1：2.03：7.12。母豬的平均重量取150kg，仔豬的平均重量10kg，菜豬的平均重量取60kg，豬場(chǎng)的平均污水產(chǎn)生量為15kg/d.頭。所監(jiān)測(cè)的污水為豬糞經(jīng)人工鏟起后的豬圈出水。 查閱相關(guān)資料可以得出不同體重豬只的換算系數(shù)。詳見表2。 根據(jù)表2的換算系數(shù)，就可算出不同體重豬只換算成50kg豬只的數(shù)量，然后再按表1的排污系數(shù)就能計(jì)算出所排污染物的數(shù)量。 例如：確定100頭80kg豬的日產(chǎn)污量。 首先80kg重量的豬100頭可換算成50kg重量的豬117頭，即： 100（頭）1.17117（頭） 然后計(jì)算產(chǎn)污量，即： SS163.6811719150.5（g） COD=116.86117=13672.62(g) NH3-N=6.60117=772.20(g) TP=1.07117=125.19(g) 2.2豬糞產(chǎn)生量 不同體重的豬產(chǎn)生的糞便量也不盡相同，據(jù)調(diào)查體重為50kg的豬只每天產(chǎn)生的糞便量在1.251.30kg之間，相應(yīng)豬糞的BOD5量為136141g/d.頭。 其它體重的豬只的糞便產(chǎn)生量及其BOD5產(chǎn)生量也可按表2中的換算系數(shù)計(jì)算得出。 3沼氣池是養(yǎng)殖廢水處理的關(guān)鍵 從生豬養(yǎng)殖的污染分析可以看出，每50kg重量的豬仔，每天產(chǎn)生的污染物的量分別為SS163.68g、COD116.86g、NH3-N6.60g、TP1.07g，廢水排放量為15kg/d.頭。如何有效地降低養(yǎng)殖廢水的污染物，沼氣池是養(yǎng)殖廢水處理的關(guān)鍵。 選定某種養(yǎng)有限公司的一排5個(gè)100m3的沼氣池作為研究對(duì)象。根據(jù)該公司原有的排水體系，前兩個(gè)沼氣池（200m3）作為母豬圈廢水處理池，按每頭母豬重量150kg計(jì)算，母豬圈的存欄總數(shù)為330頭，母豬飼料用量為3.78kg/頭，則單位體積沼氣池的負(fù)荷為247.5kg豬排放的污染物，單位體積沼氣池的飼料負(fù)荷為6.24kg；后三個(gè)沼氣池（300m3）作為菜豬圈廢水處理池，按每頭菜豬重量60kg計(jì)算，菜豬圈的存欄總數(shù)為710頭，菜豬飼料用量為3.78kg/頭，則單位體積沼氣池的負(fù)荷為142kg豬排放的污染物，單位體積沼氣池的飼料負(fù)荷為8.95kg。 沼氣池按照設(shè)定的污染負(fù)荷運(yùn)行1個(gè)月以上，根據(jù)豬圈沖洗時(shí)間，取沼氣池前池不同時(shí)段混合水樣作為沼氣池進(jìn)水水質(zhì)，取并列幾個(gè)沼氣池出水混合樣作為沼氣池出水水質(zhì)，進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表3。 從研究結(jié)果可以看出，單位體積沼氣池的負(fù)荷為2.53.0只平均體重（以50kg為標(biāo)準(zhǔn)）豬仔的排污量，與單位體積的沼氣池的飼料負(fù)荷沒有一定規(guī)律的必然關(guān)系；沼氣池出水的pH值基本在中性略偏堿，可以作為植物的灌溉用水，不會(huì)因?yàn)閴A性太強(qiáng)，使土壤板結(jié)；沼氣池對(duì)COD和BOD具有較高的去除效率，一般可以達(dá)到60%75%；沼氣池對(duì)NH3-N、TP不具備去除能力。由于實(shí)驗(yàn)人力、物力的限制，對(duì)氣溫對(duì)沼氣池的處理效率影響未進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 因此，生豬養(yǎng)殖業(yè)污染控制中，監(jiān)督養(yǎng)殖戶按照指導(dǎo)的2.53.0頭/m3建設(shè)沼氣池是十分關(guān)鍵的，能有效地降低廢水中的COD、BOD、SS，同時(shí)，為了提高沼氣池的去除效率，可以通過設(shè)置前池、定期清除沼氣池中的沼渣、選擇合理的沼氣池池型等手段。4 利用豬糞生產(chǎn)有機(jī)肥體現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念 循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，是對(duì)“大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長(zhǎng)模式的根本變革1。為了減輕經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)資源供給的壓力，必須大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和循環(huán)利用。 從養(yǎng)殖業(yè)的情況看，各種養(yǎng)均產(chǎn)生大量的糞便，其中不僅含有大量的營(yíng)養(yǎng)元素，也含有大量有機(jī)質(zhì)，其中，生豬從仔豬出生到生豬出欄平均日產(chǎn)濕糞22.5kg，均值2.3kg，牛日產(chǎn)糞12.73kg，奶牛日產(chǎn)糞22.5kg，羊日產(chǎn)糞1.3kg，其它畜、禽的產(chǎn)糞量各不相同，但總產(chǎn)生量也是很可觀的。以新羅區(qū)為例，2005年出欄生豬約120140萬頭，年產(chǎn)生豬糞49.6857.96104t，從豬糞回收情況來看，目前主要的回收利用渠道是蔬菜、水果種植中直接經(jīng)發(fā)酵后回田，如果按每畝果園、蔬菜地年消耗濕糞22.5t計(jì)算，其中考慮豬糞可回收率80%，約需20萬畝果園及菜地才能消耗掉新羅區(qū)全年產(chǎn)生的豬糞。而新羅區(qū)2004年非糧作物播種面積為197785畝，耕地面積22.7967萬畝，由于其它有機(jī)肥料施用面積占了約一半，還有一部分施用無機(jī)肥，因此，實(shí)際上無法消納養(yǎng)豬產(chǎn)生的豬糞。 從目前生豬豬糞利用方式看，利用豬糞加工有機(jī)肥是一個(gè)比較好的方法，生產(chǎn)一噸有機(jī)肥約需消耗2.2t濕豬糞，以每噸銷售價(jià)格650元計(jì)算，其提供的稅利價(jià)值約為50150元，從企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況看，目前的豬糞收集范圍在1520km，通常不超過25km，這與運(yùn)輸費(fèi)用有直接的關(guān)系，因此，實(shí)際上一個(gè)有機(jī)肥廠收集范圍在23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍，無法擴(kuò)大。 從規(guī)模效益看，豬糞有機(jī)肥企業(yè)的合理規(guī)模在500020000t/a，最小不小于2000t/a，從目前收集的豬糞情況看，豬糞采用圈內(nèi)直接收集的方法約可回收80%，而干、濕分離機(jī)由于去除了大量的有機(jī)質(zhì)、氮源等可溶性肥料，只剩干渣，可利用效果較差，收集效率通常也只有50%左右，因此，從污染物減排和資源回收利用角度出發(fā)，還是采用干清糞工藝比較合適。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，目前的豬糞回收價(jià)格為2025元/m3，合1520元/t，以一個(gè)年出欄2000頭生豬的豬場(chǎng)為例，采用干清糞工藝，年出售豬糞可獲利99361.3248元，可支付12名工人的工資。 從肥料效果看，目前的有機(jī)肥包括活菌有機(jī)肥和滅活(菌)有機(jī)肥兩種，雖然從其有效肥料中有機(jī)質(zhì)、N、P、K等的含量比例來看，基本上是一樣的，但由于活菌有機(jī)肥改變了土壤微生物結(jié)構(gòu)，增加了有益菌數(shù)量，對(duì)植物更為有利，樹體更健康，不易得病，有利于生產(chǎn)有機(jī)產(chǎn)品和綠色產(chǎn)品。 從鮮豬糞有效肥料成分比例看，有機(jī)質(zhì)NPK為18.280.550.560.35，其中鉀的比例較低，在產(chǎn)品中通常要求有機(jī)質(zhì)NPK的比例在201.11.151.1左右，而且，由于鮮豬糞中含水份達(dá)到68%，豬糞尿中含水份85%，因此，需適當(dāng)添加泥炭土、煙未、污泥、煤灰等填充劑，并通過曬干等方式保持豬糞有機(jī)肥細(xì)菌活性，降低水分，而通過烘干生產(chǎn)的有機(jī)肥則生產(chǎn)的是滅活(菌)有機(jī)肥，對(duì)土壤改善效果較差。 從新羅區(qū)目前情況看，一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)出欄量在515萬頭生豬，按50%豬場(chǎng)豬糞用于生產(chǎn)有機(jī)肥，回收率為80%計(jì)算，可回收鮮豬糞1035031050t/a，可生產(chǎn)有機(jī)肥470414114t/a。因此，23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)通常可以建設(shè)一個(gè)500020000t/a的豬糞有機(jī)肥廠。其規(guī)模和治理效果是比較合理的。不僅可為企業(yè)創(chuàng)造利稅25300萬元，還可為養(yǎng)殖戶增收1040萬元，而且減少排放有機(jī)質(zhì)9143656t/a，減少N排放27.5110t/a，P排放量28112t/a。可有效減輕河道有機(jī)質(zhì)污染，防止河水富營(yíng)養(yǎng)化，取得環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收。 從現(xiàn)有實(shí)施情況看，利用豬糞生產(chǎn)有機(jī)肥不僅走的是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的路，有效變廢為寶，也可以創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。但目前在實(shí)施過程中也存在一些相關(guān)的問題，其主要是企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不同，產(chǎn)品實(shí)用效果不同，因此，造成豬糞有機(jī)肥推廣較難，因此，必須通過政府扶持一部分品牌效益好、管理優(yōu)質(zhì)的企業(yè)發(fā)展聯(lián)鎖企業(yè)，擴(kuò)大品牌效應(yīng)，形成社會(huì)認(rèn)知，以有效處理生豬養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的豬糞問題，為生豬養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。 5 種養(yǎng)結(jié)合模式是生豬養(yǎng)殖污染治理的最終途徑 沼氣池能有效地降低生豬養(yǎng)殖廢水中的COD、BOD、SS，但沼氣池出水中的COD、BOD、SS仍然無法達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）的濃度限值，且沼氣池對(duì)NH3-N、TP基本上不具備去除能力。 我們嘗試用工業(yè)廢水處理方法中的二級(jí)生物處理法來處理沼氣池出水，養(yǎng)殖廢水的BOD/COD的比值平均在0.5左右，因此，該廢水可生化性較好，從曝氣生化處理效率研究可以證實(shí)，采用生化處理工藝能有效地降解廢水中的有機(jī)物。在暫不考慮處理成本的前提下，通過足夠時(shí)間的充氧曝氣，經(jīng)過處理后廢水中的COD和BOD可以達(dá)到畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）的要求，但由于生豬養(yǎng)殖廢水中較高的NH3-N、TP，無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，采用生化處理方法處理生豬養(yǎng)殖廢水首先在技術(shù)上存在問題，充分利用廢水中的NH3-N、TP，發(fā)展種養(yǎng)結(jié)合模式是生豬養(yǎng)殖污染治理的最終模式。 將沼氣池的出水進(jìn)行沉淀后用于種植植物的灌溉用水，主要利用植物的根系吸收沼氣池出水的NH3-N和TP，來為植物提供營(yíng)養(yǎng)。種養(yǎng)結(jié)合模式有多種形式，目前通常的種養(yǎng)模式有種植果樹、種植豬生飼料（二系狼尾草、黑麥草等）、種植竹林和種植有機(jī)茶等。種養(yǎng)結(jié)合的養(yǎng)殖模式，不僅可以解決養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的污染，同時(shí)，種植業(yè)也可以帶來一些經(jīng)濟(jì)效益。如種植豬的生飼料二系狼尾草，每1畝地種植二系狼尾草可以消納沼氣池沼液0.3m3，相當(dāng)于存欄20頭生豬的產(chǎn)廢水量，每畝地將產(chǎn)出二系狼尾草12.0t/年，母豬的生飼料用量為4.0kg/日.頭，折算成購買飼料的費(fèi)用，則每畝地將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約5600元（未扣除廢水提升的費(fèi)用），是生豬養(yǎng)殖污染廢水較好的出路。 種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)養(yǎng)殖模式是解決生豬養(yǎng)殖