我国畜牧业污染现状、处理方法及应对措施

李有志，张淑二，胡洪杰

（山东省畜牧总站，山东济南250022）

近年来，随着畜牧养殖规模的不断扩大与畜禽养殖总量的持续增加，畜禽养殖面源污染已成为制约我国畜牧业健康发展的焦点问题，严重影响了我国畜产品安全体系的有序建立及社会主义新农村建设的进程。对畜禽粪便进行合理处理利用，使其化“害”为利、变“废”为宝，对促进农牧结合、维持生态平衡、实现物质良性循环和可持续发展有着重要而深远的意义［1］。本文对我国畜牧业污染论理予以综述，为畜牧业生产的可持续发展提供借鉴。

1 全国畜禽粪污的排放现状

据统计［2］，2010年全国畜禽粪便、尿液产生量约40×108t，畜牧业的化学需氧量（COD）排放为1 184×104t，占农业排放总量的95%，占全国COD排放总量的45%，远远超过工业废水和生活废水COD 排放量总和；总氮排放65×104t，占农业排放总量的79%、全国总氮排放量的25%；总磷排放16×104t，占农业排放总量的56.3%、全国总磷排放量的37.9%。但目前畜禽粪污的无害化处理量不足总排放量的10%，大量未经处理的粪污对地下水、土壤和大气环境造成较大危害，成为重要水源、江河和湖泊富营养化的主要原因。

目前，只有较大规模的畜禽养殖场建有粪便污水处理工程，少部分的粪便污水采用厌氧发酵制作沼气或微生物好氧发酵技术制作有机肥等，尽管发酵床养殖技术的推广解决了部分养殖企业的畜禽粪便的处理问题，但是仍有大部分养殖场未能对畜禽粪污进行有效的处理和利用，迅速成为污染大户，成为农业面源污染的主要来源［3］。

2 畜禽粪污的特殊性

畜禽粪污具有典型的两面性。一是面源污染，特别是随着近年来养殖规模的不断扩大，粪污排放更趋集中，点源污染趋于明显；二是宝贵资源，粪污经简单处理后又是优质的农用有机肥料，具备较大的利用价值［4］。因此，在畜禽粪污处理的工艺设计中，如何减轻污染、变“废”为宝就显得尤为重要。

3 粪污处理的基本原则和主要模式

3.1 粪污处理的基本原则

按照《畜禽养殖场污染防治管理办法》的要求，粪污处理要坚持"减量化收集、无害化处理和资源化利用"的基本原则。要真正做好粪污处理工作，必须系统关注养殖生产的各个关键环节，特别是粪污的收集、运输、处理和利用过程［5］。

3.2 粪污处理常用模式

养殖场的畜禽粪污主要包括固体粪便、尿液和生产过程中产生的废水。粪污的处理针对不同的畜禽品种是有差异的，但主要工艺分为清粪、预处理和综合处理等三部分［5］。

3.2.1 选择适宜的清粪工艺 目前国内常用的清粪方式分为干清粪、水冲粪和水泡粪工艺三种［6］。

3.2.1.1 干清粪工艺 将干粪由人工或机械进行清扫和收集，然后运送至存放或处理地点。优点是可以最大程度的收集粪便，清理出的干粪有利于后续的加工和处理，产生的污水量较少，且降低了污水中的固形物，可以大大减轻污水的处理压力。

3.2.1.2 水冲粪工艺 粪尿污水混合进入漏缝地板下的粪沟，每天数次从沟端的水喷头放水冲洗。粪水顺粪沟流入粪便主干沟，进入地下贮粪池或用泵抽吸到地上贮粪池。优点是可保持畜舍内环境清洁卫生，有利于动物健康。

3.2.1.3 水泡粪工艺 与水冲粪工艺类似，主要区别是在粪沟中注入一定量的水，粪尿污水混合进入漏缝地板下的粪沟中，储存一定时间后（一般1～2个月），待粪沟装满后，再将粪水排出到贮粪池。优点是省水，但由于粪水长时间在畜舍停留，易造成厌氧发酵产生有害气体，污染环境，影响畜禽健康。

3.2.2 科学选择预处理技术 固液分离是主要的粪污预处理工艺，其原理是利用物理或化学的方法，把粪污中的固形物与液体分开［7］。分开后的固体部分可以用于制做有机肥或圈舍垫料使用，而液体部分由于有机物含量降低，更便于后续处理。

3.2.2.1 自然沉降法 建造沉淀池，采用重力分离原理进行固液分离，适用于污水中固形物较少者。沉淀池最好为辐流式，主流池与分流池呈扇形分布，各池之间装隔栅，便于提高分离效果。要定期对沉降池进行清污，即可将固体部分分离出来。

3.2.2.2 斜板筛法 购买或自行设计制作斜板筛分离机，粪污在斜板筛上往下流时，污水可通过筛孔漏下、进入管道，达到分离目的。适合与自然沉降法配套使用，也可用于水冲粪工艺的固液分离。斜板筛分离机设备成本低，结构简单、维修方便，运行费用很低。

3.2.2.3 挤压法 挤压分离是以重力过滤为基础，通过压榨作用进行粪污分离。此法具有自动化水平高、处理量大，操作简单、易维护，分离效果好等优点。缺点是运行过程需要电机带动，运行成本高。

3.2.3 粪便的处理和综合利用 粪便的处理遵循无害化、资源化的原则［8］，根据当地及自身条件，选择合适的处理方法。

3.2.3.1 直接还田 大多数农户都采用这种方法，将未发酵的粪便，直接施入空置的农田，湿度合适时进行耕耙，粪便在土壤中进行发酵、自然熟化。此法简便易行，消纳量大，但由于粪便中含有一定的有害成分，如重金属、病原菌和抗生素等，最好在施肥2个月后进行作物栽培。

3.2.3.2 堆肥发酵 包括好氧堆肥和厌氧堆肥两种工艺，最常用的是好氧堆肥，将粪便和辅料按一定比例进行混合，调节含水量，通过堆积发酵制成有机肥，堆积发酵后的粪肥可以直接用于农田、果园、菜园等施肥，也可以添加适当的其他物料，造粒干燥，制成有机肥产品。

3.2.3.3 制作有机肥产品 粪便在堆肥完成后，根据辅料的种类和添加量，估计发酵粪肥的养分含量（必要时可专门测定），再对照目标产品的养分含量，添加适当的无机肥料（氮、磷、钾）和微量元素（硼、铁、锰、硅），还可以添加一些高蛋白物料（如菜粕、豆粕等），造粒、干燥、包装，制成有机－无机复混肥或生物有机复合肥，可广泛应用于农田、果园、菜园等种植业。

3.2.3.4 生物链转化法 粪便经一定处理后，添加适当辅料，通过食用菌、蚯蚓等进行生物链转化，达到粪便的资源化利用和多产业共同发展的目标。

3.2.4 污水的处理和综合利用 污水的处理主要有好氧法（氧化塘）、厌氧法（沼气转化）和厌氧好氧结合法三种［4］。

3.2.4.1 氧化塘好氧法 氧化塘治污主要依靠藻类和菌类的生长繁殖，其中好氧性细菌消耗污水中的有机质，产生NH4＋、PO43－、K＋、CO2等物质，藻类则利用其进行生长，释放氧气，供好氧细菌利用，从而形成一套共生系统，持续不断地净化水体。

3.2.4.2 沼气转化法 沼气工程是近年来推广较为广泛的粪污处理方法，其利用厌氧发酵技术，将粪污中的有机质转化为可燃烧的沼气，达到处理目标。一个完整的沼气工程由预处理、沼气发酵、储存净化和利用、后处理等四个环节组成。

（1）预处理 由集水池和调节池组成，作用是将粪污按照一定比例进行混合，形成发酵原料。集水池为圆形或方形，直径（边长）3m，深3m，容积基本为养殖场一天的污水量，上方装配搅拌机和潜污泵，避免固态物质沉淀。场内排出的污水在集水池中短暂停留后，进入调节池。调节池用于调节污水量和固形物比例，使其能达到最佳的发酵效果。调节池的容积为日污水量的2／3，池深2.5～3m，安装进料泵。（2）沼气发酵 由沼气发酵罐和安全保护装置组成。发酵罐又称为厌氧反应器，是整个沼气工程的核心部分，有全混式厌氧反应器（Continuous Stirred Tank Reactor）、上流式厌氧污泥床（Up－flow Anaerobic Sludge Bed）、上流式厌氧固体反应器（Upflow Solid Reactor）、厌氧折流反应器（Anaerobic Baffled Reactor）等类型，不同的反应器对原料的固形物比例、搅拌装置、污水滞留期要求不同。发酵罐的容积取决于养殖规模和当地平均气温。安全保护装置用于缓冲发酵过程的压力。

（3）储存和利用 产生的沼气暂时储存在储气柜中。南方地区适合建造湿式储气柜，北方地区或沼气发电工程的建造双膜储气柜。沼气的净化主要是脱水（气水分离器）和脱硫（脱硫器），沼气可广泛用于炊事燃料、锅炉、热水器、沼气灯等，大型沼气工程的产量高、持续稳定，可以用来发电。

（4）后处理 经厌氧发酵后的沼液和沼渣，不能直接利用或排放，需进行一定的处理。沼液中含有较多养分，可用于种植业灌溉，但在利用前要在储存池中至少存放10d，降低其还原性，灌溉也存在季节性和节律性，因此要在田间建造沼液储存池。沼渣含水量很高，需要进行脱水，再与粪便一起处理。

（5）沼气工艺的优缺点 沼气工程可以将粪污转化为便于利用的沼气，也可以发电，但投资较大，设计、施工、运行、管理和维护等过程都需要专业人员参与，沼气的使用也需要专业人员的培训和指导。另外，沼气的产量受温度的影响很大，且与使用季节相矛盾，夏季产量高，但需求少，冬季采暖对沼气的需求大，产量却很低。发酵后大量的沼液和沼渣同样需要再次处理和利用。

3.2.4.3 好氧厌氧结合法 经过沼气发酵后的沼液，也可以按照好氧处理方法，经过自然塘或人工塘进行无害化处理，安全排放。沼渣可以和粪便一起，进行脱水、好氧堆积发酵、生产有机肥等处理。

4 粪污处理的法律法规、标准及政策

4.1 法律法规及标准

我国关于粪污处理的主要法规有两部，即《畜牧法》［9］和《畜禽养殖场污染防治管理办法》［10］。2001年3月20日颁布实施的《畜禽养殖场污染防治管理办法》规定：养殖场必须按规定取得《排污许可证》，排放污染物不得超过国家或地方规定的标准；养殖场应采取将废渣还田、生产沼气、制造有机肥料、制造再生饲料等方法进行综合利用。2006年7月1日实施的《畜牧法》规定：畜禽养殖场、养殖小区应当有对畜禽粪便、废水和其它固体废弃物进行综合利用的沼气池或者其它无害化处理设施；应保证设施的正常运转，保证污染物达标排放，防止污染环境；畜禽养殖场、养殖小区违法排放畜禽粪便、废水和其它固体废弃物，造成环境污染危害的，应当排除危害，依法赔偿损失。这两部法规都从不同方面强调了畜禽养殖粪污处理的重要性，对粪污的综合处理和资源化利用起到了提纲挈领的作用。

目前，国内颁布施行的行业标准有《污水综合排放标准》、《畜禽养殖业污染物排放标准》、《农田灌溉水质标准》、《粪便无害化卫生标准》和《畜禽粪便无害化处理技术规范》等国家标准。这些标准的颁布实施，进一步规范了畜禽养殖粪污的排放行为，同时也有效推动了农产品质量安全体系和环境友好型社会体系的构筑。

4.2 相关政策

畜禽养殖业是一个微利行业，为了加强粪污处理工作，减轻养殖户（企业）的治污成本，国家和各级政府已针对性地出台了一系列优惠政策［5］。

4.2.1 农村沼气和大中型沼气工程建设补贴 主要由国家发改委和农业部主持实施。

4.2.2 农村环境连片整治项目中畜禽养殖污染治理项目 主要由环境保护部和地方环保行政部门主持，以“以奖代补”方式实行。

4.2.3 土壤有机质提升补贴项目 主要由农业部和财政部主持，该项目优先安排在畜禽规模化养殖较为发达、有机肥资源丰富的县区。

5 畜禽粪污治理对策与措施

目前，我国规模化养殖场普遍重视粪污的处理工作，政府部门在政策支持和项目立项过程中对环评工作也都有明确要求，但由于没有足够的土地进行消纳，且相关处理设施和技术不到位、不配套，从而缺少真正科学实用的粪污处理措施，部分处理设施不仅存在投资大，效果差等缺点，而且还对环境造成了二次污染。因此，根据《全国畜禽养殖污染防治“十二五”规划》中提出的“发展中保护、保护中发展”总要求，要加快构建我国粪污处理的长效机制，提高粪污处理设施及实用技术水平。

5.1 严格环保执法检查和宣传力度

加强有针对性的养殖排污立法，加大法律制度的宣传力度，着力构建粪污处理和养殖环境治理的长效机制。严格按照国务院《畜禽养殖污染防治条例》、《畜牧法》等有关规定，科学制定畜禽养殖粪污日常管理制度和应急预案，从源头上严格控制污染严重的养殖场（户），确保周边环境的清洁安全。对禁养区内的养殖场户要坚决予以搬迁，限养区和适养区内污染严重的养殖场户要限期整改或停产。强化社会监督，对群众举报的擅自向水体等外环境排放畜禽养殖污染物的养殖场（小区）依法进行处理。各级环保与畜牧部门要联合成立畜禽养殖污染防治联合检查组，定期开展畜禽养殖污染防治专项执法检查。积极开展环境监测工作，把养殖场附近的空气、水质和土壤等作为重点监测对象，一旦发现检测指标异常，立即果断采取措施，确保安全。

5.2 科学设定区域畜牧业规划布局

对新规划的养殖区域，要按照相关法规及要求，综合分析当地自然资源、产业基础和粪污处理情况，科学划定畜禽养殖禁养区、限养区和适养区，合理确定养殖品种和规模，优化生态畜牧业布局，加强分类指导。要充分考虑防疫和粪污处理措施，加强养殖场区设计改造，使畜牧业发展与林业、种植业和水产业协调发展。大力推行种养结合的循环经济模式，按照单位面积的载畜量，准确测算养殖区周边土地和水域的消纳能力，科学确定养殖数量，保护区域性生态环境。

5.3 深入开展环保养殖技术创新

要着力源头控制，按照减量化原则，从良种、饲料和菌种等方面入手，深入探讨提高饲料转化率的配方设计、降低排泄率的养殖方法，把源头控制与末端控制统筹考虑，抓紧制定科学实用的管理制度和技术规范。大力推广发酵床养殖技术，在核心技术和关键环节上开展联合攻关，逐步建立起具有自主知识产权的生态养殖模式，最大程度地实现粪污零排放。加强畜禽养殖场区畜禽粪便、污水和其他废弃物贮存设施的配套建设，并根据污染防治需要配套建设无害化处理和综合利用设施，通过实施雨污分离、干湿分离、沉淀池沉淀和沼气利用等方式，合理控制畜禽粪污体积的外源增加，达到固体废弃物和污水达到清洁排放的要求。

5.4 扎实推进技术集成和模式示范

加强粪污处理关键技术的研究集成，加快国外先进技术的引进创新，抓好现有技术的组装配套。着力解决防雨、防渗、防溢、防臭问题和养殖废弃物综合利用的关键技术，提升畜禽粪污治理工艺水平，充分发挥科技在畜禽粪污综合治理中的支撑作用。积极探索循环经济发展模式，按照资源化的原则，优先推广应用“农牧结合，种养平衡”的“零排放”模式，实现养殖粪污全部资源化利用，积极引导项目、资金和技术等优势资源向农、林和渔业拓展，形成一批以畜禽－沼－果、畜禽－沼－菜和畜－蚯蚓养殖等为代表的现代农业产业模式。环保和畜牧部门要密切配合，保证每年建成一批规模化畜禽养殖场污染治理示范工程，促进无害化处理和资源化利用项目建设，推进综合治理工作深入开展。要建立畜禽、沼液综合利用的中介服务组织，采用异地资源化利用模式，促进畜牧业与种植业、农村生态建设协调发展。

5.5 积极争取粪污处理的政策支持

各级政府要结合本地区畜禽粪污污染现状和“十二五”期间工作目标任务，加大对畜禽粪污综合治理的投入力度。按照畜禽养殖污染防治的总体要求，科学制定综合治理方案，细化工作分工，明确落实责任，并本着集中力量办大事的原则，争取在短时间内解决养殖集中地区的畜禽粪污污染问题。建议环保部门在推进农村环境连片整治示范建设中，对涉及畜禽粪污治理的项目要给予重点扶持；省级畜牧行政部门要把畜禽粪污处理利用与畜牧业发展相结合，对现有畜牧项目资金积极加以整合引导，以标准化规模养殖建设为切入点，加大对养殖集中区域建设高效粪污无害化处理设施的支持力度；农业、环保和畜牧等行政主管部门要加强横向联合，尽快出台有关粪污处理的重大规划和专项，积极探索畜禽养殖污染物减排和排污权有偿使用及交易机制，确保如期完成畜禽养殖污染减排任务。

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［3］陈顺友.畜禽养殖场规划设计与管理［M］.北京：中国农业出版社，2009：338.

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［8］张志强，高怀友.畜禽养殖业污染物处理［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［9］中华人民共和国中央人民政府.中华人民共和国畜牧法［EB／OL］.［2013－01－10］.http：／／www.gov.cn／ziliao／fltg／2005－12－29－content＿141833.htm.

［10］中华人民共和国环境保护部.畜禽养殖污染防治管理办法［EB／OL］.［2013－01－10］.http：／／www.zhb.gov.cn／gkml／zj／jl／200910／t20091022＿171815.htm.