重庆市畜禽养殖污染治理技术对比研究

张正玲，黄健盛，张懿，刘德绍，赵绪云，李剑

(1.重庆市环境保护局， 重庆 401147； 2.重庆市环境科学研究院， 重庆 401147)

重庆市畜禽养殖污染治理技术对比研究

张正玲1，黄健盛2，张懿1，刘德绍1，赵绪云1，李剑1

(1.重庆市环境保护局， 重庆 401147； 2.重庆市环境科学研究院， 重庆 401147)

对重庆市典型畜禽养殖项目污染治理情况进行调查研究，结果发现，重庆市养殖污染治理的技术较单一、处理成本高于国内普遍水平，应对国家畜禽养殖新要求的技术储备不足，建议通过推进规模化养殖、优化现有技术的工艺参数、围绕国内先进技术开展技术探索等方向推动养殖污染治理的进步。

重庆；养殖污染；技术对比

2013年，重庆市农业源化学需氧量(CODCr)排放量12.10万t、氨氮(NH3-N)排放量1.25万t，分别占全市总排放量的30.88%和23.95%，已远超过工业废水排放，成为仅次于生活污水的主要水污染源[1]。其中，畜禽养殖业CODCr、NH3-N排放量分别占农业源的97.5%和80.2%，是农业源污染的主要来源。因此，畜禽养殖污染已成为环境污染的主要原因。

畜禽养殖产生的污染物主要有3个方面：废水、粪便和恶臭。由于过去缺乏畜禽养殖法律法规的约束，部分养殖企业存在规划布局不合理、周边土地消纳能力不够等问题，尤其在重庆市山地丘陵地区，还田废水通过地表径流等方式进入周边水体，已造成局部地区水环境恶化。

为了解重庆市畜禽养殖污染治理技术水平，探索适合重庆市的畜禽养殖废水深度处理经济适用技术路线，通过对重庆市畜禽养殖污染治理情况进行调查、经济技术资料进行对比分析，结合国内畜禽养殖污染治理典型先进工程案例进行了综合分析和比对，旨在提出重庆市养殖污染防治的技术方向，为今后的环境管理、技术指南编制提供技术支撑。

1 研究方法

资料收集、抽样调查、定量分析相结合。

1.1 调查样本

现场调查选取养殖大县荣昌县；典型样本选取了长寿源创畜禽养殖污染治理工程等十个内容较为翔实的畜禽养殖污染治理工程。

1.2 资料来源

畜禽养殖业排放数据来源于2013年环境统计资料；已建畜禽养殖污染物处理设施设计规模、技术类型、建设投资等数据资料来源于2013年畜禽养殖项目统计表、2012年和2013年总量减排农业排放核算表及其他相关统计材料；建设投资组成来源于十个典型样本建设实施方案。国内案例30余个、技术研究进展文献50余篇来源于维普/万方等数据检索平台。

2 结果与分析

2.1 重庆市规模养殖污染治理特点

截至2012年底，重庆市畜禽养殖场存栏规模折算成生猪当量约3 300万头，有规模化养殖场近7万家，规模化畜禽养殖污染设施建设率仅30.3%，已建污染处理设施中99%都是简易设施，仅有1 200家建有较为完善的污染处理设施。

2.2 重庆市养殖废水处理技术运用特点

根据畜禽养殖废水处理去向的不同，主要采取污染物最终进入土地系统消纳的“种养结合”模式、污染物处理达标排入环境的工业化处理达标排放模式和污染物在养殖过程中被连续收集利用的“零排放”模式。鉴于“零排放”模式侧重于养殖过程的精细化管理，无直接废水排放，本文未做针对性分析。“种养结合”和“达标排放”模式所使用治理技术的本质是对常规成熟的污水处理技术进行组合运用，根据废水处理达标排放的不同需求可分为以下3类组合：

2.2.1 厌氧+土地处理技术

对畜禽养殖粪污进行液固分离后，废水进入USR、UASB反应器等进行厌氧处理，产生的沼气回收利用，沼液进入农田、湿地、氧化塘等土地系统进行处理，沼渣生产有机肥。

该技术路线从资源综合利用的角度，利用土地的消纳能力减轻了畜禽养殖粪污处理的难度，具有建设及运行成本低等优点。从重庆市实际应用效果来看，因山地丘陵地区涉及沼液提升问题，沼液输送地形复杂、距离远的地域难以有效实施还田，导致养殖场周边理论还田面积与实际还田效果相差较远。并且南方地区普遍雨水较多，沼液有效还田时间较短，还田沼液未经土地充分消化就流入地表水体或下渗到地下水中，造成局部地区水环境污染。从管理上来看，由于只对沼液厌氧停留时间提出要求，并未对末端出水进行监测，而实际应用中停留时间变化大，难以保持稳定的处理效果。此外，从环境健康角度，粪污中的重金属、抗生素和POPs等有害物质可能通过沼液还田被作物吸收，从而威胁食品安全。

2.2.2 厌氧+好氧+土地处理技术

在厌氧+土地处理技术中增加了好氧段，并要求进入土地处理系统的废水须达到《畜禽养殖污染物排放标准》(GB 18596—2001)或《农田灌溉水质标准》(GB 5084—92)后才能进入土地处理。该技术对土地消纳面积的要求可分别减少70%和90%。

该技术路线相对厌氧+土地处理技术而言，增加了好氧处理环节，对进入土地处理系统的沼液提出达标要求，还田所需土地面积大幅减少，较厌氧+土地还田技术更便于监督管理，还田环境风险大大降低。

2.2.3 工业化处理达标排放技术

畜禽养殖粪污通过预处理、物化处理、厌氧、好氧处理等工业化处理后，废水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级标准排入环境。

该技术路线适应性广，占地面积少，不受地理位置限制，处理效果稳定，治污效果便于量化监督管理。但存在建设成本高、能耗高、运行费用高、机械设备多、维护管理工作量大，且需要专门技术人员进行运行管理，对于养殖废水治理而言其使用局限性较大。

2.3 重庆市养殖技术使用成本分析

2.3.1 建设成本分析

据统计，重庆市畜禽养殖污染治理技术的建设成本6.7～21.7万元/吨水，其中厌氧+土地处理技术较环保部《农村小型畜禽养殖污染防治项目建设与投资指南》[2](以下简称“环保部指南”)高出52.3%～71.4%，厌氧+好氧+土地处理技术和工业化处理达标排放技术较《畜禽养殖业污染物排放标准》(2014年新版征求意见稿)[3](以下简称“2014版新标准”)提出的投资成本高出15～20倍(见表1)。

表1 不同技术路线下畜禽养殖设施单位建设成本分析

2.3.2 运行成本分析

厌氧+土地处理技术运行成本为0.5元/吨水，厌氧+好氧+土地处理后达标还田处理技术运行成本5～20元/吨，工业化处理达标排放技术运行成本为15～20元/吨，按每头猪在养殖周期内排放废水2.1吨计算，三种技术的运行成本可折算为1.05元/出栏猪、10.5～42元/出栏猪、31.5～42元/出栏猪。

2.3.3 养殖行业经济性分析

根据市物价局对全市13个调查区县2013年下半年生猪成本收益情况的调查结果，散养生猪平均每头产值1 899元，总成本2 075元，仍属于亏损状态；规模生猪养殖平均每头产值1 818元，总成本1 507元，利润311元，利润率20.6%，计入污染治理设施建设(按10年直线折旧计算)32～104元/出栏猪和运行成本1.05～42元/出栏猪后，利润率降为9.1%～15.3%。

2.4 国内技术水平分析

2.4.1 达标分析

选取CODCr、BOD5、NH3-N、SS 4个指标，以全部达2014版新标准排放限值为依据，判断技术水平先进性(详见表2)。对26种养殖废水处理工艺进行分析，仅UASB+SBR+植物塘[4]、ABR+CASS+湿地生态塘[5]、UASB+SBR+混凝沉淀[6]、厌氧+A2/O+絮凝沉淀[7]4种工艺出水CODCr、BOD5、NH3-N、SS浓度同时满足2014版新标准排放限值要求。

表2 不同技术达新标准指标数量统计

2.4.2 处理效果分析

对上述4种工艺技术进出水浓度进行分析，在CODCr为5 615～9 965 mg/L、BOD5为3 000～4 510 mg/L、NH3-N为300～1 114 mg/L、SS为1 500～5 410 mg/L下，处理效果排序为：ABR+CASS+湿地生态塘技术>UASB+SBR+植物塘工艺>厌氧+A2/O+絮凝沉淀工艺>UASB+SBR+絮凝沉淀工艺(详见表3)。

2.4.3 运行成本分析

只考虑电费、药剂费、人工费，ABR+CASS+湿地生态塘技术运行成本可低至1.17元/吨水，UASB+SBR+絮凝沉淀工艺运行成本为2.5元/吨水，厌氧+A2/O+絮凝沉淀工艺1.93元/吨水。

表3 4种工艺技术处理效果

3 讨论

重庆市畜禽养殖污染治理设施单位建设成本和运行成本普遍高于国内平均水平，现有技术处理畜禽废水达标能力较差。原因在于重庆市畜禽养殖污染处理设施多采用全过程控制为主、末端治理为辅的技术路线，90%以上采用简单厌氧+土地还田处理方式。重庆地处山地丘陵地区，采用还田模式土地面积需求大，污水还田需提升泵提升等因素造成建设成本相对较高；重庆地区土地地层较薄，土地对污染物吸纳效果有限，致使大量污染物直接流向环境，造成养殖污染成为农业主要污染源。环保部正在修订2014版新标准对畜禽养殖业污染物排放浓度值进行了大幅度加严，在此情况下，重庆市现有技术将不能应对新标准的要求。

为了提升重庆市畜禽养殖污水处理效率，提升畜禽养殖废水处理技术水平，需对重庆市现有处理技术进行工艺技术优化，并借鉴国内其他先进治理技术，选择UASB+SBR+植物塘、ABR+CASS+湿地生态塘、UASB+SBR+混凝沉淀、厌氧+A2/O+絮凝沉淀等低成本、高效率的畜禽养殖工艺技术案例予以示范推广，为开展畜禽养殖污染治理提供技术支持。

4 结语

重庆市畜禽养殖污水治理技术与国内先进技术及国家污染防治新要求都有一定差距，下一步可通过推进规模化养殖、优化现有技术工艺参数、围绕国内先进技术方向开展探索等推动养殖污染治理的进步。

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[3] 环境保护部. 畜禽养殖业污染物排放标准(二次征求意见稿)[EB/OL]. (2014- 03- 27) [2015- 02- 15]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgth/201404/t20140401_269988.htm.

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Comparative Study of Pollution Treatment Technology for Livestock and Poultry Breeding in Chongqing

ZHANG Zheng-ling1, HUANG Jian-sheng2, ZHANG Yi1, LIU De-shao1, ZHAO Xu-yun1, LI Jian1

(1.Chongqing Environmental Protection Bureau, Chongqing 401147, China;2.Chongqing Academy of Environmental Sciences, Chongqing 401147, China)

This study focuses on the pollution status and treatment technology for livestock and poultry breeding in Chongqing. The results show that the pollution treatment technology for livestock and poultry breeding in Chongqing is deficient, the cost is higher than the general level, and the technical reserves can not meet the new state requirements on livestock and poultry breeding. The progress of pollution treatment technology for livestock and poultry breeding should be made by promoting large-scale farming, optimizing technical parameters, and exploring domestic advanced technology. The research results can provide scientific basis and preliminary guidance for pollution control technology of livestock and poultry breeding in Chongqing.

Chongqing; livestock and poultry breeding pollution; technical comparison

2015-02-15

张正玲(1982—)，女，重庆市人，主要从事环境科技管理，E-mail：27222188@qq.com

10.14068/j.ceia.2015.03.024

X703.1

A

2095-6444(2015)03-0093-04