贵州省规模化猪场粪污综合防治技术

李雪松，龚俞，杨忠诚，王华，张坤

（1.贵州省畜禽遗传资源管理站，贵阳 550001；2. 贵州省思南县畜牧技术推广站，同仁 565100；3. 贵州省务川县农牧局动物卫生监督所，遵义 564300）

0 引言

生猪产业在贵州畜牧业中占据主要地位，但养猪场废弃物排放量较大，分析其原因主要是圈舍设计不规范，粪污资源化利用设施建设不完善，粪污综合防治技术研究、推广不够，而规模化养殖户在逐年增加，加之贵州喀斯特地貌生态环境脆弱，生猪养殖环保压力越来越大。有研究显示，大规模养殖场在建设过程中，一般都建有配套粪污治理设施，所产生的污染低，中等规模养殖场在粪污治理设施配套建设上往往不够规范，污染较高[1]。鉴于贵州喀斯特地形地貌，没有过多宽广平坦的畜牧建设用地，加上资本、劳动力、土地等投入产出弹性系数、价格和生猪的市场价格综合计算，若养殖户不承担粪污治理成本，生猪年出栏量在600～800头之间，养殖利润最大[2]，而年出栏600～800头生猪的规模养殖场在我省接近30%，出栏肉猪占全省60%以上。因此，通过完善畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设，对规模化猪场开展粪污综合防治，可促进生态环境的保护和可持续发展生猪产业。文中从规划先行、源头减排、粪便无害化处理、资源化利用4个方面综合阐述贵州省规模养殖场粪污防治技术。

1 规划先行

1.1 合理规划

合理规划主要指农牧结合、种养平衡，即根据本地区土地面积和环境承载能力，确定不同土地的消纳粪便的能力，从而控制养殖规模，使粪便能最大限度的在农业生产中得到利用。应以在较低成本下促进畜禽粪便还田为目标，而产业带发展、禁养区划分、城镇化发展导致养殖场与农田的距离拉大，消纳粪便的农田面积越来越少，对区域内养殖场规划和现有畜禽养殖场进行合理布局很有必要。贵州有很大一部分养殖场，没有消纳相应养殖粪污的土地，这类养殖场只能配套建设相应处理能力的粪污处理设施，根据饲养量，相应建设集粪棚和污水贮存池，猪场堆肥设施发酵容积不小于0.002 m3×发酵周期（天）×设计存栏量（头），污水贮存池容积不小于单位畜禽日粪污产生量（m3）×贮存周期（天）×设计存栏量（头）。单位畜禽粪污日产生量推荐值为：生猪0.01 m3。

1.2 科学布局

根据环保部和农业部关于印发《畜禽养殖禁养区划定技术指南》，全省88个县在2014年的基础上，已于2017年底完成了畜禽养殖禁养区划定，并由同级人民政府公布。所有新建的规模养殖场，在选址时务必避开建在禁养区内。在禁养区附近建设的，应建设在已划定的禁养区常年主导风向的侧风向或下风向处。养殖场内环境建设方面，应做到生产区、生活区完全分开。在生产区内，要设置净道、污道，做到雨污分流，要在常年主导风向的侧风向或下风向处，建设病死畜禽无害化处理池和粪便污水处理设施。

2 源头减排

2.1 饮水方式清洁

畜禽在饮水的过程中，造成大量的清水受到污染，污水量增加。特别是生猪饮水，如果通过改变饮水方式、调整饮水器的安装位置、优化饮水器结构等可以节省用水量，降低饮水污染，达到清洁饮水目的。多数规模养殖场建在农村地区，用水成本低，大多会忽视节水这一环节，导致用水量增加，污水产生量增多，无形中加大了粪污后续处理与利用的难度。

建议推广使用自动饮水装置及回流节水装置，从源头上控制、减少污水产生量，来解决饮水污染和污水产生量大的问题。自动饮水装置分为鸭嘴式、碗式和乳头式3种，养猪场的饮水器根据生猪的生长特性，可安装3种高度不同的多个饮水器，距地面高度可分别为25 cm、40 cm和60 cm，间距为60 cm。回流节水装置，是饮水器下方建一接水槽，开孔接入舍外雨水沟，实现废水减量化。

2.2 饲料配方营养

改良畜禽养殖饲料配方、强化畜禽营养。结合贵州喀斯特山区生猪品种特征、丰富的饲草料及中草药资源等条件，通过改良生猪的饲料配方，提高饲料利用率，尤其是提高氮、磷的利用率，科学配比、使用无公害绿色添加剂，降低排泄物中氮、磷含量及恶臭气体排放[3]。如玉屏温氏公司发明专利《一种改善猪肉品质风味的饲料添加剂、饲料及其制备方法》（申请专利号CN 102178086 A），就是充分利用有优势的中药原料（干姜、肉桂、陈皮、小茴香和杜仲等），在饲料中根据一定的配比添加，猪饲料中混合了这些中草药饲喂后，改善了肉猪的代谢功能，减少粪便中有害物质的含量。

2.3 雨污（清污）分流

严格做到粪污处理处理设施与猪舍建设等主体工程同时进行施工的原则，从圈舍设计、施工建设、粪污处理工程、改造等方面入手，配套建设排水沟、排污管道、粪尿收集池、沉淀池等设施，房顶和地面的雨水经排水系统排入河道或农田，干粪收集到集粪池，尿液及清洗圈舍的污水由排污管道进人沉淀池或沼气池内，做到从生产的源头上减少粪污产生量，控制进入沼气池、沼液存储池的水量，实现雨污分流、清污分流，减轻粪污处理的难度和成本。

施工过程中特别要注意一些事项：一要确保实现雨污分流。户外有粪水排放明沟的规模养殖场，要进行封闭改造，将雨水重新引流，新建的猪场，在猪舍屋檐雨水侧，要修建雨水明渠或接雨水管道，雨水明渠的基本尺寸为0.3 m×0.3 m，严禁雨水汇入粪污沟内；二要实现粪污输送至粪污处理系统。在圈舍的粪污排放口或集粪池排放口，相应铺设粪污输送管道，管道直径在0.2 m以上；三是粪污管道建设可考虑重力流输送。即管道底部有一定坡度，坡度应在2%以上，实现落差式自然排放；四要科学安装饮水器节水装置。即在饮水器下方设置一个接水槽，特别是生猪，要求将其饮水、玩水时滴、漏的水分尽可能全部收集到槽内，接水槽的最低处安装可通至舍外的25#PVC管，将同侧猪栏舍内接出的所有PVC管用50#PVC管连接，过滤饲料残渣，过滤后的水可随雨水沟排走或排入小池内储存回用冲洗栏舍。

3 粪便无害化处理技术

3.1 干湿分离

畜禽规模养殖场宜采用干清粪方式。干清粪有人工、半机械、机械（刮板）清粪，主要是及时清扫猪粪，将收集到的猪粪堆放在集粪棚，杜绝用水冲洗，避免猪粪被水稀释。如果采用水泡粪的，猪场设计有漏粪板，猪粪清扫后一律进入漏粪板下方的集粪槽。

3.2 固液分离

生猪规模化场配备相应的粪污治理设施，如自动清粪机和固液分离机，实现粪污处理机械化，完善固液分离系统。固液分离系统共分4个部分，即粪尿收集池、固液分离机、二次隔渣池、猪粪棚。采用固液分离机分离后，可以将干粪渣打包堆放，自然发酵生成有机肥的半成品，干粪和粪渣可卖给有机肥加工厂进行深加工或直接用于附近果树、林木等施肥。分离出的水进入沼气池发酵或厌氧池发酵，让厌氧菌分解其中的有机物，达到降解的目的。同时，固液分离后进入沼气池、厌氧池的粪渣减少，减轻了清理沼气池、厌氧池沼渣的工作量及费用投入。

3.3 粪污达标排放

规模化养殖场附近相应的农地消纳粪尿肥的，可采用工业化处理污水的模式处理排放的粪污，使粪污达标排放，该模式是将干湿分离、固液分离的干粪和粪渣，经沉淀池净化处理或沼气池发酵，干粪生产有机肥或出售，废水发酵处理后达标排放。生猪粪污产生量大，沼气池发酵投资高、处理难度大，宜采取多级沉淀池处理技术，该模式需修建3～5级沉淀池，配备自动清粪机、固液分离机。该模式流程见图1，规模场粪污经干清粪和固液分离后，粪渣固体经堆积发酵制成有机肥，污水经厌氧池发酵，到沉淀池沉淀，给氧曝气池处理和后处理，水质达到畜禽养殖业污染物排放标准后排放。该模式占地不多，适应性广，受季节温度变化影响小，受地理位置限制小，粪污处理较彻底，污染治理效果好，既可生产有机肥，又可实现生猪养殖和肥料销售双赢发展。

图1 粪污达标排放模式的工艺流程

3.4 粪便舍外生物发酵床

生猪规模化场推广使用粪便舍外生物发酵床，该模式需建有粪便暂存池、粪污管道、钢构棚等，准备发酵垫料、发酵微生物接种剂等，同时，要配备专用设施设备，包括抽污水泵、自动喷淋机、搅拌机、翻耙机等。粪便暂存池和发酵床根据养殖规模确定面积的大小，每头存栏生猪粪污暂存池容积不小于0.2 m3，发酵床建设面积不小于0.2 m2。舍外生物发酵床铺设发酵垫料，将猪舍产生的猪粪尿通过管网引至污水池，通过贮粪配比池使其达到合适的比例，通过猪场自动喷淋装置，均匀地将粪污喷洒在垫料上，微生物菌群将进行生物降解处理，在降解处理中，翻耙机还会对发酵床进行翻耙，使得垫料与猪粪尿混合充分，通过微生物发酵来降解污染物，猪粪污最后转化生成高效有机肥。该模式与传统养殖方式相比，能真正实现无污染、无臭气的目标，可实现生态环保养殖。

4 粪污资源化利用

4.1 单位面积耕地生猪承载量测算

按照种养结合的循环经济原则，以生猪排污系数测定粪尿中氮养分含量为主要指标，测算单位面积耕地生猪承载量。

计算公式：按照国家配方施肥方案，结合我省不同地区农作物主要耕作模式，贵州每亩耕地大约年需要尿素55 kg，折合氮含量：55×46%=25.3 kg。按照有机肥与化肥施用1∶1计算其每亩土地生猪承载量。计算公式如下：

每亩土地生猪承载量=每年每亩耕地需要氮素/存栏1头肉猪年排氮量/2=12.65/存栏1头肉猪年排氮量。肉猪年排氮量，见表1。

表1 猪粪尿的测试结果 单位：%，鲜物

规模化养殖场（小区）肉猪育肥期按165 d每天粪尿各3 kg，挥发损耗15%计。

规模化养殖场（小区）出栏1头肉猪年排氮量=（3（kg/头·d）×0.53%+3（kg/头·d）×0.4%）×165 d×85%=3.913（kg/头）。

每亩耕地生猪承载量=12.65/3.913=3.23头/亩。

4.2 建立循环农业体系

充分利用贵州特有的地理生态环境，结合单位面积耕地生猪承载量，推广生猪养殖与粮食、茶叶、果蔬种植有机联合，形成以生猪养殖为基础的循环农业体系。以生猪规模化家庭农场为依托，采用自动化、管网化模式、种养循环相结合的粪水灌溉系统，利用粮食、茶叶、果蔬等生产基地为基本单元，以大中型沼气池、舍外发酵床为纽带，实现沼渣施粮、茶、果、蔬，沼气供广大农村生产生活用能，沼液通过生产基地的沼液贮存池与灌溉管网合理利用的生态循环农业体系。实现种植领域和养殖领域产生的废弃物有机衔接，使得农业生产形成循环状态，降低了农业生产过程中的废弃物排放给环境带来的污染，同时也降低了自然界产生的能源的消耗，进而使得粮食、茶叶、果蔬种植和养殖过程中效益达到最大化。