随着畜禽养殖业的快速发展,养殖活动中产生的巨量粪便严重超过周边耕地的吸收能力。如果不进行处理或者处理不科学、不规范,势必会对环境造成严重污染。本文介绍了规模化养猪场粪便排放与处理现状,指出了粪便处理面临的主要问题,探讨了粪便处理的改进策略,为绿色、可持续、现代畜牧业的发展提供参考。 改革开放40年来,我国畜禽养殖业快速发展,为居民餐桌肉蛋奶供应做出了巨大贡献。然而,规模化、集约化、产业化养殖业的规模化、粗放式发展,导致畜禽粪便排放问题日益严重,对生态环境造成严重威胁。 生态环境部、国家统计局、农业农村部联合发布的《第二次全国污染源普查公报》(2020年)显示,全国水污染物排放量中,化学需氧量(农业源COD 106713万吨、总氮141.49万吨、总磷21.2万吨,分别占水污染物排放总量的49.77%、46.52%、67.22%。虽然规模小于第一次全国污染源普查(2007年),但仍远远超过工业污染源和生活污染源,成为第一大污染源。农业源中,畜禽养殖水污染排放量分别为1000.53万吨、TN、TP,是农业源的主要排放源。位于城市郊区相对集中的养殖小区和大型养殖场产生的大量粪便严重超过了周边耕地吸收粪便的能力。如果不加以治理或治理不科学、不规范,必将成为农村最严重的面源污染。 1 规模化养猪场粪便排放现状 1.1 粪便排放 《第二次全国污染源普查公报》显示,畜禽养殖业水污染物排放量为:COD 1000.53万吨、氨氮(NH3-N)11.09万吨、TN 59.63万吨、TP 11.97万吨t[1],分别占农业水污染物排放量的93.76%、51.3%、42.14%和56.46%,是农业源的主要排放源。其中,畜禽养殖场水污染物排放量分别为604.83万吨,NH3-N、TN、TP[1],占畜禽养殖业水污染源排放量的10%。占总量的60.45%、67.63%、62.05%、67.17%,是畜禽养殖业的主要污染源。农业农村部数据显示,目前全国畜禽粪便年产生量近40亿吨,其中畜禽直接排泄约18.8亿吨,畜禽粪便产生量养殖过程约20.9亿吨。畜禽养殖业已成为全国最大的污染行业之一。生猪是畜禽养殖的主体,约占畜禽养殖总量的一半。治理规模养猪场粪便,开展粪便资源化利用行动,是推动畜牧业绿色发展的重要环节。 1.2 清粪和排放的主要方式 随着生猪养殖业不断向规模化、集约化方向发展,以经济效益为导向、以市场为导向,生猪养殖的专业化程度越来越明显。养殖集中在城市郊区,高度集中的规模化养猪场产生的大量粪便,导致周边配套农田对粪便吸收的适应性降低,生猪资源利用率降低养殖粪便。 目前,根据品种、日龄、饲养方式的不同,规模化养猪场清粪的方法主要有干清、水冲、水浸泡三种。干粪清理是用人工或机械方式从畜舍地面上收集全部或大部分固体粪便,剩余粪便和尿液用少量水洗涤的粪便清理方法;水冲是将粪便、尿液和污水混合进入漏水地板下的粪沟的一种粪便清理方法。每天从喷嘴处用水冲洗数次,粪便沿粪沟流入主粪沟,然后进入地下储粪罐或泵送到地面储粪罐;将水泡粪注入畜舍粪沟内。将一定量的水、粪便、冲厕和饲养管理用水排入漏水地板下的粪沟中,并储存一定时间(一般为12个月)。当粪沟满了时,打开出口闸门,排出粪便。水沿粪沟流入粪便主沟,进入地下储粪池或泵至地上储粪池。不同的清粪方式决定了不同的清粪方式。有的猪场采用氧化池发酵回田排放粪便,有的猪场采用干湿分离技术获得干粪高温堆肥。有机肥,或与化肥混合制成复合肥,粪水直接还田作为肥水。 1.3 主要污染物 规模化养猪场的粪便主要包括养殖活动中产生的固体粪便、尿液和废水。养殖活动中产生的粪便、尿液、污水和恶臭气体会对水体、土壤和大气造成污染。粪便、尿液中除COD、TN、TP等对水体和土壤造成污染外,还含有大量的硫化氢、氨、醇类、酚类、酰胺类、胺类、吲哚类等有机物,以及目前,一些饲料中矿物质和金属元素含量超标,也会对环境造成矿物质污染和重金属污染。兽药中使用的含铜和砷化氢制剂也会污染环境。此外,养殖场生产活动中蚊蝇繁殖,可能产生虫卵、病原菌、微生物等,也污染周围环境。 2、规模化养猪场粪便处理方法 畜禽粪便不仅含有各种农作物生长所需的氮、磷、钾等营养物质,可以制成肥料;还含有未消化的蛋白质、维生素等,可用作动物饲料;此外,还含有大量的有机物,可作为沼气的来源。根据猪粪的特点,目前我国猪粪的处理方式主要是化肥和能源。 2.1 施肥 猪粪含有大量的氮、磷、钾等养分,可作为农作物生长的肥料。不仅解决了粪便处理问题,还可以改良土壤、施肥,发展有机农业,提高农业产量。益处。粪便作肥料的利用可分为直接还田和生产肥料两种方式。直接还田适用于有配套耕地的农场,可大大节省粪便处理成本,实现种养结合循环利用。缺点是未经处理的粪便直接排放到环境中,大大增加了污染水体和土壤的风险。风险。肥料生产是指养猪场利用干洗粪便、水冲粪便或水浸粪便,通过干湿分离技术获得的固体粪便。在微生物的作用下,有机物通过堆肥而矿化、腐殖化、无机化。变成肥力更好的腐熟肥料。堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥利用好氧微生物在通气条件下降解有机物。通常产生50至60摄氏度的温度,最终温度可达80至90摄氏度。可杀灭粪便中的病原菌、虫卵、杂质。草籽等;厌氧堆肥利用微生物发酵产生肥料,通常需要很长时间。经过高温好氧堆肥处理的粪便与粉碎后的氮肥、磷肥、钾肥等化肥混合,经筛分、干燥即可制成颗粒复合肥。具有营养均衡、使用方便、运输方便等优点。粪便是干湿分离后的液体部分。粪便通过管道输送到周边配套耕地,可作为灌溉水,实现水肥利用。但如果处理不当或使用不当,很容易对农田和水体造成污染。 2.2 能量化 猪粪碳氮比高,含有大量有机质。利用农家肥生产沼气是常见的生物质能源利用模式,可以同时达到获取能源和控制环境污染的目的。沼气工艺主要是将粪便放入生物反应器(密闭罐或覆膜氧化池)中进行厌氧发酵,降低粪便中有机物的含量,从而获得能源——沼气。沼气中含有55%~65%的甲烷,可作为燃料,主要用于生活能源使用、生产供暖等。如果条件允许,养殖场可安装沼气发电设备,也可与发电机配套使用发电并将其并入电网。同时,还会产生相应的沼液、沼渣,制成液肥或复合肥,用于配套作物或出售,从而获得额外收入。 3 规模化养猪场粪便处理面临的主要问题 3.1政策法规不完善 近年来,畜禽养殖业的快速发展导致粪便污染造成的环境问题日益突出,引起社会广泛关注。国家也越来越重视粪便管理问题,相关法律法规不断完善。但仍存在许多法律法规无法涵盖的问题,如缺乏指导性操作标准、法律法规执行力度不够等。同时,粪便处理涉及方方面面。养殖场粪便资源化利用,需要养殖主体具有高度的自觉性。养殖单位承受的经济和技术压力很大。在当前保证市场供应的环境下,环保和质量很难实现突破。更大。 3.2农牧业融合不紧密 随着养殖业不断向规模化、集约化、专业化发展,大型养殖场逐渐向城市郊区集中。那些繁殖的人不种植,那些种植的人不繁殖。农牧业一体化日趋异化,种养一体化严重脱节。此外,部分地区养殖区布局不科学,设计前期未预留配套耕地不足。导致规模化养殖场周围没有足够的耕地来吸收粪便,进一步导致粪便利用率下降,对周围环境造成污染。 3.3 配套设施设备落后 养殖粪便资源化利用需要相应的设施设备。目前,不少农场已建较早。由于观念意识和建设成本的限制,设施设备无法及时完善,粪便处理无法有效实施。也有一些养殖场设施设备落后,不能满足当前粪便处理要求。粪便处理不当也会对周围环境造成不同程度的污染。 3.4 技术应用不成熟 养殖粪便资源化利用需要较高水平的专业技术。目前畜牧养殖技术多集中在良种培育、饲料营养配比、饲养管理、疾病预防等方面。养殖场粪便源头控制与减排、清洁生产、无害化处理、资源化利用等方面缺乏系统研究。指导性参考标准和专业人才的缺乏,导致粪便处理矛盾日益突出。 3.5 投资大但回报低 养殖粪便的处理需要大量的设施设备投资。许多养殖场规模小、实力弱,养殖主体不愿意投资。此外,生产的初级产品收入较低,市场前景不明朗。即使投资了污水处理设施设备(目前大多是政府支持的项目),运行成本也很高,而且往往难以维持运行和维护而处于闲置状态。 4 规模化养猪场废弃物处理策略 鉴于农户粪便的资源化利用最终取决于养殖业主,提高规模化养殖场粪便处理率的关键是想办法提高养殖业主的积极性,因此采取以下对策:建议的: 4.1加强技术支撑,为粪便处理提供参考模型。近年来,关于畜禽粪便资源化利用的技术研究较多。在生产实践中探索形成了全程收集还田利用、有机肥生产加工、固体肥料堆肥等。利用、种植与回收相结合等多种模式,每种模式都离不开技术的支持。不同养殖场可根据自身养殖规模、粪便收集方式、粪便含水量等选择相应的粪便处理模式,如干粪+堆肥发酵/生产有机肥+还田利用模式、水浸粪/水冲粪+干湿分离技术+堆肥发酵/生产有机肥+沼气+还田利用等。此外,要注重相关专业人才的引进和培训,技术推广工作要做好。并为养殖户提供粪便处理参考模型。 4.2加大政策支持,完善设施设备和运行维护。生猪养殖粪便处理需要养殖户的自觉性和政府相关部门的大力支持。资金是养殖场粪便处理的重要基础和前提。为保证粪污资源化利用不断发展,政府部门可因地制宜,围绕基础设施建设优惠政策,充分发挥主导作用,对养殖单位给予一定的财政补贴。充分发挥金融机构的金融杠杆作用,同时引导社会资本投资,进一步增强养殖主体的生产积极性,缓解其资金压力。 4.3 扩大利益市场,以经济刺激促进长远发展 养殖场粪便处理的初级产品收益低、价格波动大、生产成本高,极大地挫伤了养殖主处理的积极性,严重影响了养殖场粪便处理利用的效率。通过终端利用节点进行综合开发利用,加大第三方粪便处理机构的投入、建设和管理,鼓励有机肥生产企业与养殖业主合作,对不能或不愿自行处理的农户粪便进行处理。污水集中收集、处理、利用,严格控制有机肥质量,进行商品化包装销售,形成养殖场粪便处理完整产业链,消除养殖业主的后顾之忧。 |