规模化养猪场粪便处理生命周期评价

黄立军

（安徽省滁州市凤阳县殷涧畜牧兽医站，滁州 233100）

0 引言

随着社会主义市场经济体制的不断深入发展，人们的生活水平有了巨大的改善，人们对于肉类和蛋白质的摄入量也有了更高的要求，养殖场从过去的较为松散的形式，逐渐向规模化与集约化的方向发展，虽然给人民的生活带来了很大的帮助，但是对于人们的生活环境却产生了巨大的影响，有资料显示，2016年滁州市凤阳县家禽粪尿产量接近200吨，相当于工业废弃物数量的2.7倍，这种高污染的排泄物严重的影响了当地环境，并为当地环境的治理带来了巨大的难度，加强家禽粪尿的治理水平，促进当地经济和环境的良性发展是滁州市凤阳县养殖场管理者亟待解决的重要问题。

1 调查单位选择

本次调查选取的猪场位于滁州市凤阳县的郊区地段，2016年全年生猪的总存栏数达到8701头，全年产出的猪粪的数量大约为3120吨。生命周期评价选取的主要目标为8000 kg的新鲜猪粪。并且需要加入适量的辅助材料，按照8000 kg猪粪的含量标准进行添加[1]。

2 生命周期评价目标与范围

依照ISO14040—2006和ISO14044—2006，使用生命周期的方式对滁州市凤阳县地区的堆肥方式进行合理化分析，主要包括有资源的消耗量，以及对周围生态环境的影响进行了一个简要的分析和处理。研究的主要因素有以下几点：堆肥原料和能源投入（不含运输）；堆肥过程中其他2次废弃物的大量排放。

3 方案设计

将养猪场的堆肥工艺作为研究的对象进行问题的开展，周期为42 d，每周对其进翻堆2次。并且要以4种不同的频率进行翻堆（每周2次、每周1次、每2周1次和不翻堆），以此种条件作为工序，进行翻堆的工艺开展。

4 评价与分析

4.1 化石能源消耗

在具体的操作过程中，选用电力槽式翻堆机参与工作。电力槽式翻堆机的使用是特色方案中的特殊之处，其余的方案中所采用的都是柴油动力的设备和机械。使用此种方案最合理的地方在于可以减少翻堆的次数，从而保证资源的节约。总体来说，2种不同设备的使用过程中，电力槽式的翻堆机相比较柴油动力的机械大约可减少42%的非可再生资源的使用。当处理的物质相同或相似的情况下，如果采用火力发电电能为动力的化石能源消耗略高于使用柴油动力造成的化石能源消耗[2]。所以，当不考虑其他外界条件时，小型堆肥厂将柴油动力与其他化石燃料进行组合之后使用，将会比较合适。

4.2 富营养化效应

各堆肥工艺方案，当处理8 000 kg的猪粪过程中，发现富营养化潜值处于一个较低的水平，磷酸盐的数量控制在0.6～1.4 kg比较合适，在此种效应过程中，堆肥氨挥发对于后期的结果产生了较大的影响，占到所有需要物质的90%以上。其余为氧化亚氮及能源生产过程产生的磷酸盐排放等。但是本次试验中没有收集到渗滤液，富营养化效应在研究的实际过程中，就不需要考虑渗滤液对其结果的影响。而有专家、学者通过后期的调查发现，粪便在实际处理的过程中，会导致此种物质排放，甚至会造成成倍数量的增长。所以说产生渗滤液这一过程是不可以被忽视的，一旦在此过程中出现了渗滤液，那么富营养化的效应就会提升很多。针对此种问题，在实际生产的过程中，就需要从源头做起，把控好渗滤液的量，保障氮磷养分资源化利用的提升，从而将富营养化效应的影响降到最低。

此研究的主要讨论对象必须是生命周期对于环境的影响，最主要的内容是温室效应、富营养化以及化石燃料的消耗等较为严重的问题[3]。在实际的处理实践中，可以采用废气收集处理或者清洁能源使用的方式对其进行处理，降低温室效应以及富营养化的情况发生。此外，清洁能源以及一些清洁设备的使用也可以有效减少对环境的二次污染和破坏。通过本次研究的对比结果发现，使用条垛式堆肥工艺的过程中，对周围的环境一般不会产生太多的影响。除此以外，如果只考虑环境影响的因素，使用柴油动力设备对于周围环境的影响反而会有所降低，对生态以及人的毒性会大大减少。当使用不一样的翻堆频率时，能源的消耗以及有害气体的排放也是有所区别的。这说明要根据养殖场的实际发展情况以及当地的养殖现状来制定合适的翻堆频率，保证翻堆次数可以有效的满足环境的治理，也能减少不良环境的影响。通过本次研究发现，最好的翻堆频率是每周1～2次。每周1次会导致温室效应大大降低，此时对于燃料的损耗量是最低的。但是在实际生产过程中，需要根据当地的实际情况以及经济效益来进行综合考虑，选取真正适合当地生态环境的工艺方式和方法，做到真正环保无公害。

5 建议与不足

此次研究主要以江苏省滁州市凤阳县规模化养猪场为例，对其粪便处理生命周期进行了评价分析，研究的因素包括堆肥原料和能源投入（不含运输）以及堆肥过程中其他二次废弃物的大量排放。通过上述的分析研究得知，需要进一步减少江苏省养猪场可能对环境产生影响的因素，还要进一步加强建设相关的沼气工程，避免出现更多的环境污染和养分流失。但此次研究缺少对猪肉消费以及相关利用价值的考量，以及对设备和一些兽药等方面的分析，因此此次研究还需要进一步的深入探索。

6 结束语

人们的生活水平和质量在不断提高，对肉类的要求越来越大，养殖场从过去较为松散的形式，逐步转化为规模化、集约化的商品养殖场，这样可以给人民的生活带来很多的便利条件。但是，养殖场在生产过程中所产生的一系列废料也是需要解决和处理的，这样才能积极响应我国可持续发展战略，并促使当地的经济和环境处于良性的发展。所以使用生命周期评价的方式，对目前的堆肥方式进行研究，利用不同翻堆频率条件下的堆肥方式作为工艺方案，希望找到最优化的方案措施，以此来提升滁州市凤阳县养殖场废物垃圾的处理水平，促进该养殖场的可持续发展。