猪场粪污综合利用的技术支撑与实践探索

一、废水

粪污处理逻辑包括尽可能资源回收和尽可能依托大自然消纳两方面，一方面水可以在沼气、液体肥料、消毒冲栏回用，猪粪可以用作有机肥，病死猪可以进行油脂、蛋白回收或氨基酸肥，另一方面水、猪粪、病死猪可以深埋于山林、田地，通过大自然消纳。

源头卡住固体废物，包含猪粪、固液分离渣、病死猪，有条件做水泡粪的，尽量通过产沼气消解污染物，固废浸泡在水体会导致浓度大幅上升。目前国家法规明确规定，固废必须做“三化”处理，所有固体废弃物全部都是宝贝，只要合理利用，全部可以“变废为宝”。采用梯度分段利用直至达标的模式，管好水的出路，其中有利于综合利用的区域主要集中在华北和东北、西北地区，主要包含河南、河北、山东、山西、黑龙江、吉林等省份，可以采用能源生态型和能源环保型混合模式，部分地区做到农灌标准即可。

废水主要来源于猪舍冲洗水以及猪尿，废水中大部分有机物存在于憎水酸（HoA）、憎水碱（HoB）和亲水中性组分（HiN）中，含有较高浓度的蛋白质和氨基酸，以链状烷烃、芳香族类、邻苯二甲酸脂等为主要成分，恶臭类有机物主要是4-甲基苯酚、4-乙基苯酚、吲哚、粪臭素等；剔除抗生素、重金属、药物残留，废水中的大部分物质都是植物吸收需要的营养成分。

1.最优方式。直接还田（林、渔），种养结合。优点：配备储存及管网设施即可；有机质和营养成分没有损失；隐患：还田的数量与频次需要专业指导；病原体等有害物风险，臭味问题。在土地资源丰富地区，建议严格控制风险后实施。

2.原水灌溉风险规避方法。（1）还原性物质主要为化学需氧、生物需氧类主体物质、铵态氮，解决办法为：将死水变为活水，在水体中补充氧气和好氧微生物；（2）抗生素、药物残留主要靠减少使用量，其次可以采用自然光或强制紫外线部分消解；（3）重金属主要为铜和锌，主要靠减少使用量，有条件尽量采用水泡粪直接在水溶液中处理，解决办法为：重金属捕捉剂/介于有机无机之间的CaS-x/硫化碱。

3.次优方式。消解后还田：沼气回收后产生沼液，沼液中有机质为34.2%～45%，粗蛋白24.22%，粗纤维13.8%，粗脂肪9.4%，含有13种氨基酸，对立枯丝核菌、雪腐镰刀菌等30种植物病原菌有抑制作用；根据作物不同生长期需求，控制沼液消解程度，合理灌溉。

4.沼液的典型抑菌作用。米根霉菌对细菌缠绕作用，哈茨木霉菌对细菌形成包围圈，抑制其生长，拮抗细菌以芽孢杆菌为主。

5.沼液的能源效应与养分资源。一个猪场每天进水300m3，进水COD 为 6 800 ppm，日产沼气885.9 m3。安装100 kW沼气发电机组，国产沼气发电机一般以额定功率的80%运行，每天发电16 h，每天发电100×80%×16=1280 kWh。污水量 300t/d,N、P养分平衡估算N450mg/L、P为72mg/L,N为135kg/d，P为21.6 kg/d；所有300 t/d污水处理，N为135kg/d，P为21.6 kg/d经处理后排放N为24 kg/d，P为2.4 kg/d，污水处理过程中N生化分解减排111 kg/d，沼渣中有点少量N残留未计。

6.达标处理后排放。目前，很多地方已经严于国家排放标准，COD≤100 ppm，氨氮≤15 ppm，局部地区，TP≤0.5 ppm。按照水污染防治法，COD≤20 ppm，氨氮≤1 ppm，TP≤0.2 ppm，如果没有排放指标，达标也不给排。

7.河北地区水处理建议。（1）受天气影响不建议采用达标排放模式，付出代价太大；（2）尽量想尽办法全量还田；（3）做不到全量还田，先还田一部分，余下沼液预处理后彻底消毒，回用冲栏。

8.实践探索。（1）沼液处理后直接回用冲栏或局部达标。通过SECO技术，将沼液中的还原性物质、无机盐类进行消解，同时通过伴生催化技术，为下面处理做准备；SECO出水，通过催化氧化与还原技术结合，对病原体进行灭活的同时，大幅降解DOM，出水清澈透明，无病原体与毒害，直接用于冲栏；该水用于冲栏可以减少猪舍臭味、蚊蝇，同时减省烧碱添加量，处理成本在2元/m3左右。

（2）原水或沼液种植期还田。麦冬来源于百合科草属植物，为著名的中药材，广泛分布于涪江沿岸，对长江上游水土保持，维护生态平衡，具有重要的生态价值。明兴农业种植过程中，整地施底肥每亩用堆肥2吨；追肥第一次在7月，亩施人畜粪水1.2吨；第2次在8月上中旬，亩施人畜粪水2吨；第3次在11月上旬，亩施人畜粪水2吨；第4次在栽种后的第2年2月下旬，亩施猪粪水2.5吨，生长周期最高施用粪肥量10吨左右。

（3）原水或沼液休耕期还田。空白期沼液还田到水稻田，分六周，每周每亩还田10 m3，合计每亩60 m3，种植水稻后，土壤全盐量、离子交换量略有上升，有机质含量、pH值上升，有利于土壤改良，水稻产量略有下降，统计学上无显著差异；考虑土壤承载力以及重金属等干扰因素，建议沼液直接还田前做土壤背景值调查、测土配方以及养分资源管理，科学还田；东北高寒地区，土壤休耕期达到半年，可以考虑全量还田，每亩一次性还田60～70 m3，通过冰盖下的厌氧发酵解决还原性物质问题，来年测土配方后科学还田。

二、猪粪

猪场固废-主要来源于猪粪等，猪粪中有机物占到干物质的80%以上，按照《畜禽规模养殖污染防治条例》（2014）规定，猪粪按照“三化”原则处理：无害化、减量化、资源化来处理。

异位发酵床：南方地区垫料对粪污降解效率较高，垫料使用年限约1年左右；北方地区秸秆与猪场废水联合堆肥发酵可以有效地处理利用猪场废水；实测三个月数据：蒸发量为 33 kg/d·m3；每天处理 100 m3粪污需设计3 000平方发酵床；每方水处理成本为16元，与有机肥生产结合后从有机肥销售中产生效益，经济上才是可行的。发酵床主要是处理固体废弃物，不是来处理水的。

三、问题与对策

1.问题一。管理上有偏差，系统性考虑不足。思路不妥，工业化污染防治解决农业问题；种养脱节，全产业链模式不健全；循环不畅，养分及微量元素浪费严重；结合不强，农业环保配合度有待提高。

2.问题二。投入上有差距，技术模式创新性不足。资金投入严重不足，与畜禽养殖规模不匹配；污水达标排放处理模式投资大，运行费用高，企业负担大；养殖模式落后，沼气化技术，贮存、输送等配套设施要求高，易造成二次污染；配套政策不健全，有机肥销售不畅，个别企业套取补助资金；环境监管不足，畜禽养殖有盲区。

3.对策：做好顶层设计。源头减量—控制饲料添加重金属用量；严禁使用激素及抗生素；创新养殖模式。过程控制-废弃物配套处理设施、除臭措施、降噪措施。末端利用-水优先循环利用，厌氧处理后循环或还田；粪便堆肥。

四、近年环保法规与农业政策

区域差异化实施方案。京津沪地区：污水肥料化利用+粪便垫料回用；东北地区：粪污全量收集还田+污水肥料化利用+粪污专业代能源利用；东部沿海地区：粪污专业化能源利用+异位发酵床+污水肥料利用+污水达标排放；中东部地区：粪污专业化能源利用+污水肥料化利用+污水达标排放；华北平原地区：粪污全量收集还田利用+粪污专业化能源利用+粪便垫料回用+污水肥料利用；西南地区：异位发酵床+污水肥料化利用。

五、流行疫情下粪污处理设计

1.严格做好隔离措施，粪污在生产区全部走暗管。

2.粪污处理区与生产区河流阻断，并且在边界做喷淋消毒处理，防止病原体空气扩散。

六、总结

1.解决猪场粪污问题，是一个跨学科系统工程，需要动物营养、动物保护、土壤、植物营养、环保、生态等各方面专家共同来保驾护航，从污染物源头解决问题。

2.猪场粪污问题的解决，是复杂多方面的工作，需要按照以下思路完成：全方位-从环评开始，各个问题同步解决；全系统-建立开放体系，以综合利用为骨架；全天候-多项技术交叉配合使用，确保全年可以落地实施，规避单一技术（如生物技术）短板。

（本文根据录音整理，未经本人审阅，如有出入，以专家本人意见为准）