他山之石可以攻玉——美国猪场粪污处理借鉴

猪家翻译

（本文摘编自爱猪网《猪家翻译》）

他山之石可以攻玉
——美国猪场粪污处理借鉴

猪家翻译

（本文摘编自爱猪网《猪家翻译》）

1 “粪污管理”成判断“猪场是否成功”的标准

目前，大多数粪便处理方法仍然延续了将粪浆和营养成分应用到附近的农业土地上的方法，然而，这种方法对于长期的可持续性农业生产优势并不明显。为了满足土地对蛋白质的需求以及农业的可持续发展，未来的粪污处理要求科学技术的应用。

在过去的几十年里，美国养猪场的粪污处理方式得到了明显的改进，不仅提高了整个猪场的生产能力，还维持了猪群健康的生长环境。粪污处理方式的变化包括粪污的处理、储存以及农业应用的方式。这所有的变化都基于健全的科学指导，目的是将粪便中相应的营养成分加以循环利用，提高农作物生产水平。

20世纪末21世纪初，世界猪肉产量迅速扩大。猪肉生产者们也付出了显著的努力寻找资源，发展和应用新的粪污处理技术。猪肉生产者的这些尝试使得他们最终明白，粪污处理的复杂性、成本、以及判断“猪场是否成功”的标准都有所变化了。

2 技术变革

美国现在已有一些州大力鼓励养猪生产者们使用厌氧消化型（AD）沼气系统所产生的可再生能源。不同的AD型沼气系统应运而生，从简单的在农场周围布局泻湖系统到高度自动化、先进的、高度集中的系统都有。然而，AD型沼气系统数量仍然不多，这主要是由于经济成本高所致。

目前，包括AD沼气系统在内的许多高科技产品已经进入了许多养猪生产者的农场当中，用于解决该农场粪污所致的发出恶臭的问题。空气洗涤器、生物过滤器，以及其他更简单、技术含量更低的方法（如储粪池、泻湖等）在不同猪场中都有所应用。最终，猪场中的应用结果显示，生物过滤器能够有效减少空气污染。业界对与AD相关的技术展开了深入的比较研究，结果显示，通风系统的效果是最明显的。

北卡罗来纳州立大学和西弗吉尼亚大学合作开展了一个研究项目，他们把热交换器和生物过滤器相关联，希望把猪舍中猪群产生的热量循环利用，再与进气口处新鲜的空气汇合，可在供暖季节为猪舍提供热量。爱荷华州立大学的一项研究获得了可喜的成果——气味控制技术（IB0C），该技术本质上也是基于生物过滤器的一个系统。IB0C可监控气体排放量和气候模式，并在需要的时候（为了降低对邻近居民的影响）启用生物过滤器。这样的设计将能源的消耗降到最低了，这是最经济实惠的做法，并且还最大限度地缓解了异味。

总的来说，上述不同高校的研发的两套系统都表明，未来猪舍粪污排放的处理方法多了可用的技术。另外一种与生物过滤相关的方法是：绿化猪舍周围的环境，即：建立植物环境缓冲区（VEB）。植物环境缓冲系统包括乔木、灌木的选择、杂草的品种等。已经有证据表明，VEB可以有效减少下风向的异味排放量。比较成熟的VEB系统会在原来的基础上增加对排放的异味进行稀释的作用，同时捕捉到有异味的尘埃粒子和动物皮屑。此外还有一个好处：成熟的VEB系统能给人们带来美的视觉感受。

目前，储粪池和泻湖添加物（生物的、化学的、物理的吸附剂）在市场上的销售依然很受欢迎。美国大学的研究和推广人员常常收到来自养猪生产者们的询问，因为这些产品的实际功效、实验室控制、实际效果等都毁誉参半。生产者在考虑投资（购入）这些产品的时候底线就是要谨慎，要根据产品的使用比率和目标结果做出评估。部分添加物会显著影响储粪池和泻湖中的固体浓度、降低某些恶臭气味气体的排放。

举例来说，这些添加物确实有可能显著减少氨和（/或）硫化氢的排放，这不管对动物而言还是对工人的环境而言都是有利的，但邻近的其他居民所接收到的气体排放却没有显著的变化。

3 多种多样的粪污处理技术

2000年，美国北加利福尼亚州开始了对生猪粪污处理技术的开发和验证，这个项目在州政府—养猪业—高校各方的共同支持下展开，最终，在该技术的环保效率和技术成本等方面产生了大量的客观信息。这项行动的目的是为了确定该系统的环保性能、系统运作的经济可行性、以及是否符合“环境优先技术”（EST）的标准。

对环保性能的评估是为了确定其对地表水和地下水的营养、氨气和异味的排放、疾病传播载体和病原体的影响，以及重金属（铜和锌）对土壤和地下水的影响。对经济可行性的评估是为了度量成本收益比值，其中的成本包含了为期10年的年度成本，成本包括投资成本、运营成本、维修成本等。见表1。

表1 不同技术在猪场应用10年间的年度环保成本

收入则包括废物回收处理生成副产品所带来的收入（如固体处理变成化肥、AD沼气系统产生的可再生能源），还包括税收收入、碳钢、绿色能源等收入。

加利福尼亚州的这个项目对比了多个技术，包括固体分离系统、能量回收系统、湿地系统及其他系统。所有的系统都经过严格的评估，评估主要在规模养猪场进行。评估内容包括以上提到的几个方面：环保性能、操作上的可行性、以及一段时间内的成本。最终将评出至少一个适合凉爽气候生猪生产的系统和一个适合温暖气候生猪生产的系统。

结果，研究人员在对多个系统的多个参数测试评估后发现，各个系统的环保效益都很好。

五个系统的目标参数都能够达到环保性能的标准：①固体分离硝化脱氮——可溶性除磷系统；②封闭性高温、高固体厌氧消化系统（英文简称：0RBIT）；③固体气化系统；④集中化、自动化固体处理堆肥系统（同样是超级土壤公司的产品）；⑤流化床燃烧系统。

从表1可知，一个完整的EST系统必须能够同时处理生猪的液体和固体粪便。只有这样才能达到环保要求。这些粪污处理系统可以为养猪生产者节省能源、保护环境提供一种新的参考方法。

4 提高粪便的储存和使用效率

对于一个农场的生产来说，粪便的储存结构和土地应用等设备是非常关键的。和其他设备一样，必须经常性地保养、延长使用寿命、以保证工作效率、同时防止产生环境问题，在生产发展过程中，还要避免人和动物健康方面的问题。另外，对邻居负责，不要因为你的农业生产惹恼邻居。上述提到的每个要点在养猪生产的各个阶段（包括粪便的储存、抽水设备的使用、土地应用等）都要高度注意。

2011年，美国威斯康星州发布了一项研究结果，当地的研究人员考察了过去5年以来发生的360个与粪便相关的事件，并深究其中的原因。结果显示，44%的这类事件发生地点在农场周围，26%的事件是农场在将水抽到田地过程中引起的，30%的事件发生在粪便使用的过程中或使用后。其中，16%的农场事件是由于粪便储存过程中的设备或机械故障引起的；10%的事件起因是储粪间的阀门出现故障；30%的事件起因是储粪溢出（天气因素、泵设备出现故障或管理不善等原因）。

4.1 粪便储存注意要点

不幸的是，很多畜牧生产者都采取了“建立起储粪设备、然后果断忘掉”的方法，只有当出现问题时才会想到自己曾经建了这么一个储粪设备。

养猪生产者们应该建立一个维修清单，并每天目测检查，才能提早发现问题。有一种很好的做法，那就是：保持每天、每周、每个月、每年都进行常规检查，即便你经营的只是100头的母猪场，这些做法也会带来巨大的价值。另一个很好的做法是：建立良好的粪便储存运营和维护计划（英文缩写：0&M）。以上说的两个做法都是美国自然资源保护局（NRCS）国家储粪工程设计标准中的一部分。在储粪设备建设过程中，有可能你还需要获得许可证才能开始建设，此外，在员工安全项目规划中，必须包括危险性的评估：

①要经常性检查猪舍饮水和饮水线。实际上，如果以乳头式或杯式的饮水器每秒滴下一滴水来计算，一年下来储粪设备中的体积就会增加11 356 L。如果有10个饮水器同时漏水，每年则会增加300美元或更多的粪便处理成本。②如果储粪设备在意外中偶然碰撞到饮水线上，则可能导致不可预见的损害，这些损害甚至可能在数月后或数年后才表现出来。所有暴露在外面的饮水线都必须每个月至少检查一次，看是否有凹陷或损坏。③粪便的腐蚀性是非常强的。一旦与石灰相遇，就足以削弱金属和混凝土。而在储粪的过程中，粪便的分解会产生气体，因此，要定期检查炉排、大门等部件。一些经常性潮湿并暴露在粪便中的区域也是最容易发生损害的地方，尤其是金属。④猪舍内也很容易发生粪便造成的腐蚀，因此，建议沿着裸露的墙壁检查是否生锈或损坏。要特别注意电气或饮水线附近的腐蚀，尤其是水管、粪尿导管、或墙上的接线盒。

4.2 地下储粪池

出于安全的考虑，对地下储粪池进行检查变得比较困难。在密闭空间工作最好由专业人士进行，或者至少也要咨询过专业人士，并开发一套进入密闭空间作业的计划。最低要求是：定期检查粪便的储存量。如果储粪池中粪便的量不再往上升、或者开始下降，那代表池中有某个地方泄露了。

最安全的做法是，当储粪池中的储粪满了后，对设备的外部结构做全面、详细的目测检查：看接缝处是否有粪便渗出、看设备放置的地方的杂草是否长得比周围的更好。这些都是粪便泄露的表现。

地下储粪池的设计不仅考虑了其要承受内部的粪便压力，同时还承受了地面部分建筑物的重量。根据猪舍墙面周围的土壤高度的不同，所需的混凝土和钢筋也有所不同。暴露在地表的面积越大，需要的墙面就需要更坚固。如果土壤的高度在粪池顶部一英寸以上的位置，并且在储粪池维修、施工时还需拨开土壤，这样的墙面就是失败的。检查每个储粪池的设计图，确保符合建筑规定才能开始动工。如果在地面上的部分储粪池没有正常运作，仔细查明原因。简单的做法是查看使用的水量、猪舍中使用的抗菌药物、树木遮挡也会影响它的正常运作。

建在地面以上的储粪设备相对来说更容易检查，但由于暴露在空气中使之更容易受到损害。与地下储粪池相比，地下储粪池从一开始就有专业人士的操作和定期维护。对于储粪池暴露在外面的混凝土表面，要不断检查设计方案，确保周围的土壤足以支撑储粪。

对于地下储粪池，定期的检查是十分有必要的。有时候，预料之外的滴漏可能就表示粪便泄露了，而储粪池中的体积突然上升，又表明可能饮水线出问题了。

而对于暴露在地面上的钢筋和混凝土结构，当储粪池满后就要开始目测检查外部了：是否有裂缝、是否渗水、染色或其他泄露的迹象。尤其是染色，染色是很容易辨别出泄露的，因为附近区域可能有固态粪便的存在。不管发生的渗漏有多小，都必须做好详细记录，并尽快修复。因为粪便中的水分会加速金属钢筋生锈。此外，还要检查是否有螺栓松动或丢失的现象。

在完成了储粪池侧面墙壁的目测检查之后，就可以评估一下储粪池周围的土壤和植物的生长状况。因为只要有一点点粪便泄露就可以促进植物的生长，尤其是在气候干燥的夏季。而长期的粪便泄露使得周围土壤浓度过高，则会进一步污染土壤，阻碍植物生长。

当储粪池被清空之后，则要对储粪池内部的墙面进行目测检查。这时你也可以站在地面更安全的位置（储粪池外部）使用望远镜近距离检查，如发现裂缝或损坏要及时修复——趁粪池还是空的。尽管储粪池满的时候螺栓可能是紧固的，但当清空粪池后螺栓可能又松动了，所以要再仔细检查。

有人问，地面上的粪便储存设备同样需要双重的检验吗——粪池满的时候检查一次、粪池空的时候再检查一次？答案是肯定的。但出于安全的考虑，在个人对储粪池检查或维修时都要做好各项危险的评估。

当储粪池是满的时候，为了检查旁边是否有啮齿动物或小动物的洞穴，人在旁边走路时最好走外边的护堤。如果发现有洞穴，要把动物赶走，密封洞穴。对比较大的洞穴，可能需要用工具开挖，再填满密封。

当储粪池是空的时候，可以进行目测检查。看是否有被雨水侵蚀的地方，如果有，要进行修复和仔细维护。

4.3 粪便应用

美国中西部很多养猪生产者在粪便的应用上主要依赖于直接跟厂家定制粪肥施用器，这样做有很多好处。

北伊利诺伊州里德农场的主人珍妮特·吉伦里德就将自家的设备和定制的施肥器相结合，她的猪场（8 500头规模）每年能够提供粪肥26 498 m3，并加以应用。她表示，在秋季要将400亩的田地全部施肥，只需要花费她的家人和员工两个月的时间就能完成。里德农场定制的施肥器可以将粪便应用到5～8 km以外的区域。“节省时间”是很多畜牧业生产者愿意选择定制施肥器的其中一个原因。

4.4 保护好农村道路

粪便的拖运设备非常沉。一个装满了东西、容量为36 m3、重达61 t的邮轮和拖拉机才能安全地将所有粪便拖运到需要的区域。而这就有可能造成对农村道路的巨大压迫。大多数的农村道路建设的轴重标准为9 t。每个车轴重量越大，对路面和路基的压力就越大，造成的破坏也就越大。

不过，还是有方法可以将这个过程中的破坏降到最低的，如：对道路损害最大的因素就在于车轴的重量，以及轮胎中心到沥青路之间的距离。减少轮胎边缘的负荷量即可将对道路的损坏减少80%以上。

动物粪肥是一种宝贵的资源，通过适当的规划，可有效提高粪肥的利用率。■（编辑：狄慧）

简述“健康养猪”六点

按照猪的生活习性，根据猪的生物学特性，运用生态学、营养学的原理来指导，营造一个良好的，有利于快速生长环境，并提供充足的全价绿色饲料，减少疾病，从此使生产出的猪肉无公害、无污染、无药残、风味独特产品，具体方法如下：

1）合理选择场地：选择地势高燥、背风、向阳、水源充足、水质好、排水排污方便，无环境污染，供电、交通便利，远离铁路公路、城镇，居民区500 m以上，离风景区1 000 m米以上的地方。

2）根据猪具有群居性的特点：每个圈舍冬天在原来头数的基础上，增加2～3头猪，圈舍墙壁要涂成黄灰色，禁用红色，这是根据猪的听觉强、嗅觉强、视觉差的特点而安排，保证舍温10～20℃，产房18～22℃，这样才有利于增温保暖，健康成长，减少应激反应。

3）根据猪的生理杂食性吃食物的特点：将推广饲料多样化、全价化，不准喂垃圾泔水饲料，不喂腐败变质、冰冷饲料，每日喂3次，定时定量。

4）根据猪的多相睡眠特点：夜间活动时间占昼夜60%～70%，所以夜间加喂1次饲料，从而促使它吃的饱，睡的香，长得快。

5）根据猪的行为学特点：猪模仿性强，猪群之间靠拱、推、咬、听进行信息传递，所以要人工引导猪只爱清洁、“四定位”（排便定位、排尿定位、卧室定位、吃食定位），为了防止窝拉窝尿，每天清理一次圈舍，从而有利于管理，不结冰冻、粪便不积聚发酵，不产生氨气。

6）控制疫病、注意消毒：消灭传染病，在预防上绝不能靠单一措施，必须从消灭传染源和病原体、切断传播途径和减低易感性三方面同时进行，采取综合防控措施才能奏效，同时严格把关，坚持经常。如防疫注射，要按免疫程序办理，保证做到头头注射，个个免疫。消毒：地面用2%～5%氢氧化钠，墙壁用20%石灰乳粉刷，每月1次。另外做到消毒不留死角，不走过场，定时通风换气，防止氨气和一氧化碳中毒。做到了以上六点才叫健康养猪。（承德县农牧局梁振杰）■（编辑：狄慧）

10.3969/j.issn.1008-4754.2015.02.007