规模化畜禽养殖污染减排的技术模式

■文/ 李顺江 刘静 杜连凤 马茂亭 毕晓庆

作者单位：北京市农林科学院植物营养与资源研究所

2016年中国畜牧业总产值占农林牧渔业的比重达28.3%，全国猪、牛、羊、禽肉类总产量达6475.3万吨，禽蛋产量3094.9万吨，牛奶产量3712.1万吨。畜禽养殖业为满足中国肉、蛋、奶等畜产品消费，提高居民生活水平做出了重要贡献。但随着畜牧养殖业的发展和集约化程度的提高，畜禽养殖过程中粪便和尿液的排放产生了大量污染物。2011年6月，中国首次将畜禽养殖污染减排纳入污染减排工作考核体系，控制和削减规模化畜禽养殖污染物（化学需氧量COD、氨氮NH3-N）排放总量成为畜牧业生产和发展的工作重点之一。

目前在畜禽养殖污染物处理中应用比较成熟的技术包括：以干燥法、低等动物处理法、厌氧发酵法、堆肥法和焚烧法为主的粪便处理技术；以消毒法、自然处理法、好氧处理法和厌氧处理法等为主的污水处理技术；以物理法、化学法和生物法等为主的恶臭防治技术。然而，以上单一的技术和形式不能满足复杂多样的畜禽养殖污染物处理。为实现畜禽粪尿减量化、无害化、资源化、生态化综合治理，通常需根据不同的要求和条件，组合形成畜禽污染物减排技术模式。

一、好氧堆肥直接还田模式

养殖场将畜禽粪便经过高温好氧堆肥无害化处理直接还田或就近出售给周边种植大户作为肥料，养殖废水经过储存池稳定化处理后，作为废水浇灌农田的减排处理模式。该技术模式要求养殖场自身或周围要有足够的农田消纳粪污，通过建设畜禽粪污还田工程，就地消纳粪污，实现循环利用；要求畜禽场采用干清粪工艺，内部建设封闭排污沟，实现雨污分流；建设防雨、防渗、防漏的粪便堆积发酵池、污水/尿液厌氧储存池；在农田林地内建设肥料还田贮存池，并配套建设污水/沼液滴灌、喷灌或微喷灌等设施，购置粪污运输工具，配套农田林地生态隔离措施。该技术模式的要点需参照农田的耕作制度和农作物的生长周期合理科学的长期施肥，施肥量要根据农田具体的消纳能力，不合理的施用会引起磷、硝酸盐以及重金属的沉积，导致对地表水以及地下水的污染。

二、粪污发酵生产有机肥模式

畜禽粪便经过统一收集后先进行预处理，然后利用风能、太阳能进行干燥、去除恶臭和一定的病菌，也可以选用高温干燥或者加热烘干的方式干燥畜禽粪便，经过处理后实现无害化，然后加工成有机肥等。对于规模较大、无尿液产生的畜禽养殖污染减排，应优先选用本模式制作商品有机肥。该技术模式要求配套设施有厌氧反应池、粪便贮存池、有机肥生产设施等。

三、畜禽粪便能源化及沼气技术循环组合模式

畜禽养殖废水在现场雨污分离、干清粪的前提下，排入预处理系统进行沉砂、固液分离及酸化调节，污水经过预处理后进入厌氧反应器，厌氧消化后的出水（沼液）排入沉淀储肥池可用于农田施肥、灌溉等，若周边没有足够的农田消化沼液，沉淀池的出水需进一步进行后处理，后处理系统包括好氧沉淀、生物过滤及氧化塘等。厌氧反应器产生的沼气可用于发电、作燃料等，产生的沼渣可用于制有机肥料。

根据周边消纳粪污土地的情况和出水排放要求，该模式可分为能源生态型和能源环保型模式。能源生态型模式适用于养殖场周边有足够的农田、鱼塘、植物塘等，能够完全消纳经沼气池发酵后的沼渣、沼液，使沼气工程成为生态农业园区的纽带。其优点是工艺简单，管理操作方便，沼气产量高、工程投资少，运行费用低，投资回收期短；缺点是处理后的污染物浓度依然较高，易污染周围环境，污染物就地消化综合利用，配套所占用的土地资源多，处理效率不高。能源环保型沼气工程注重达标排放，可实现保护环境和资源化利用双重目标，工艺中在前处理时尽可能通过物理方法去除污水中的固形物，降低厌氧池工作负荷；畜禽舍内清出的粪便以及固液分离机分离的粪渣可制作有机肥或直接外卖；污水达标排放，有效防止二次污染。但该模式沼气产量小，主体工程投资大、运行费用高，操作与管理水平要求较高。

四、生物发酵舍零排放饲养技术模式

“生物发酵舍零排放饲养技术”是《2009年国家鼓励发展的环境保护技术目录》中推荐的环境保护技术，正在中国部分省市循序渐进地推广，经工程实践证明，成熟可行。该技术是将锯末、谷壳、米糠和微生物菌种等混合成垫料，进行水分调节混合搅拌和堆积发酵后，作为垫料铺在猪舍内，降解、消化生猪排出的粪和尿，3-4年后即可达到有机-无机复混肥料的要求，作为生物有机肥料出售。与传统养殖技术相比，无需设置清粪和粪尿处理设施，节约用水约80%，养殖场场界无恶臭，在冬天可通过调整垫料的添加量和厚度确保养殖舍内的温度在0℃以上，尤其适合冬天非常寒冷的东北地区进行应用。

五、“三分离一净化”粪污综合处理技术模式

“三分离”即“雨污分离、干湿分离、固液分离”，“一净化”即“污水生物净化、达标排放”。该技术是基于减量、减排以及养殖废水生态净化循环利用的技术，通过以下工程措施，实现养殖废水的无害化处理和循环利用。一是在养殖场外部铺设雨水沟渠（或管道）和污水管道，实现养殖场雨水和污水分流，减少污水总量，便于针对性地处理养殖废水，实行“雨污分离”；二是在养殖场内部采取干清粪工艺，通过配置机械刮板机清理或人工清理，实现粪便与尿液、冲圏水等养殖废水的分离，实行“干湿分离”，然后再集中收集到防渗、防漏、防溢、防雨的贮粪场，或堆积发酵后直接用于农田施肥，或出售给有机肥厂；三是在养殖场外部，利用高效固液分离设备，对储粪池中的养殖粪污进行挤压脱水处理，固体粪便运输至干粪堆积棚，液体部分经三格式化粪池沉淀、厌氧、好氧后，再次利用高效固液分离设备进行挤压脱水处理，进一步减少污水中粪便含量，实行“固液分离”，减轻污水处理压力；四是养殖场根据养殖种类、养殖规模、养殖粪污实际产生量等情况置建养殖废水一体化深度处理设备和生态净化塘（或人工湿地），养殖废水经深度处理后排入生态净化塘，通过在生态净化塘周边种植湿生树种、塘内配置水生植物，充分净化养殖废水，达标排放。该技术模式实施后养殖废水COD、氨氮的总去除率均达96%以上，废水排放基本满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中的一级B排放标准，而固体养殖粪便也实现无害化处理及资源化有效利用。

六、种养平衡模式

通过种植业与养殖业平衡发展的途径，生长的农作物产品及副产品作为畜禽饲料，将畜禽粪便作为有机肥施于农田，建立这种“以种定养、以养促种”模式。“以种定养”是从种养系统物质循环的角度合理规划养殖规模，防止畜禽粪便过量产出增加环境压力；“以养促种”是通过畜禽粪便无害化处理和科学合理地还田利用等手段，降低畜禽粪便资源化的环境风险。种养平衡的发展模式针对种养系统污染物产生环节，以种养系统物质养分循环平衡为基础，以种养殖业适度规模发展为核心，以种养结合为重点，实现废弃物高效循环利用，降低环境风险。

为减少畜禽污染物引起的环境污染，各地区要根据自身特点、养殖规模特点等采用合适的污染减排模式，做到资源优先化、废物减量化、结果无害化、处理生态化、运作产业化，努力将本地区畜禽养殖业建成为资源节约型和环境友好型。