畜禽養(yǎng)殖污染治理技術綜述

畜禽養(yǎng)殖污染治理技術綜述

摘要：隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，其產生的污染問題已成為我國環(huán)境保護的熱點和難點問題。本文綜述了傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式下污染物的治理方法，并重點介紹了一種新型的零排放養(yǎng)殖模式，可有效地防治養(yǎng)殖污染，并降低養(yǎng)殖成本，提高產品品質，該模式可擴大試點，并逐步推廣。

關鍵詞:畜禽養(yǎng)殖污水,洛東生物發(fā)酵舍,污染控制,零排放1前言

養(yǎng)殖業(yè)是我國農村發(fā)展的重要產業(yè)。近些年來，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大、飼養(yǎng)數(shù)量的急劇增加，使得大量的畜禽糞便污水成為污染源，這些養(yǎng)殖場產生的污染如得不到及時處理，必將對環(huán)境造成極大危害，造成生態(tài)環(huán)境惡化、畜禽產品品質下降并危及人體健康，養(yǎng)殖業(yè)污染治理技術的滯后將嚴重制約養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

據《201*年全國規(guī)�；�畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調查工作報告》顯示，我國畜禽糞便產生量很大，1999年產生總量約為19億噸，是工業(yè)固體廢棄物的2.4倍，而且畜禽糞便COD排放量已達7118萬噸，遠遠超過工業(yè)廢水與生活廢水COD排放量之和。針對畜禽養(yǎng)殖污染，我國先后發(fā)布了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（GB18596201*）、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術規(guī)范》（HJ/T81201*）、《規(guī)�；�畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設計規(guī)范》（NY/T1222－201*）、《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》（國家環(huán)境保護總局令第9號）等文件。福建省也由福建省環(huán)境保護局和福建省農業(yè)廳聯(lián)合出臺了《福建省畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法實施細則》以控制畜禽養(yǎng)殖污染。

2畜禽養(yǎng)殖污水一般處理方法

據估算，1頭豬的日糞尿排放量約為6公斤，若采用水沖式清糞，1頭豬的日污水排放量約為30公斤，1個萬頭豬場年糞尿排放量將達到2.2萬噸，年排放污水量就達10萬多噸。養(yǎng)殖場污水具有排放量大、負荷大、固液混雜、有機質濃度高、含氮量特高、碳氮比失調、處理難度大等特點，若不經過處理即排放，必將對周邊環(huán)境造成很大的污染。

目前我國很多規(guī)�；�養(yǎng)殖場所采用的畜禽糞便、污水的處理和利用的技術路線已逐步發(fā)展為能源生態(tài)型和能源環(huán)保型兩種模式[1]。

2.1能源生態(tài)型

“能源生態(tài)型”處理利用工藝是指畜禽養(yǎng)殖場污水經厭氧消化處理后作為農田肥料利用的處理利用工藝[2]。該模式具有工程投資少、運行費用低、投資回收期較短、可獲得沼氣、工藝簡單、管理和操作方便等優(yōu)點，但其工藝處理單元的效率不高，處理后的污染物濃度仍很高，且要求周圍有足夠的農田來消納厭氧發(fā)酵后的沼液、沼渣，養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的規(guī)模要配套。

2.2能源環(huán)保型

“能源環(huán)保型”處理利用工藝是指畜禽養(yǎng)殖場的畜禽污水處理后達標排放或以回用為最終目標的處理工藝[2]。

該模式具有工藝處理單元效率高、工程規(guī)范化、管理及操作自動化水平高、沼氣回收與污水達標、環(huán)境治理結合得較好、適用范圍廣等優(yōu)點，但對管理、操作技術的要求高，工程投資較大，運行費用相對較高，大大增加了養(yǎng)豬的成本。1個萬頭豬場的污水處理工程投資一般需要80萬～100萬元，運行費用約10萬元/年。巨額的糞便污水處理投資和運轉費用，使本來就微利的畜禽養(yǎng)殖企業(yè)（農戶）難以承受。

3新型畜禽養(yǎng)殖污染治理方法洛東生物發(fā)酵舍零排放養(yǎng)豬技術3.1概述

洛東生物發(fā)酵舍零排放養(yǎng)豬技術是指將洛東酵素長期添加在豬的飼料中，在豬的消化道內形成益生菌的強勢菌群，并在豬棲息的生物發(fā)酵床內形成益生菌的強勢菌群，從豬的體內和體外環(huán)境中雙重阻斷病原菌的侵入，從而增強豬的免疫力，減少豬只疾病的發(fā)生[3]。

豬只排泄出來的益生菌和生物發(fā)酵舍墊料中的益生菌所產生的多種酶類，將豬排泄物中的蛋白質、碳水化合物、脂肪等有機質進行有效分解并作為墊料中益生菌代謝所需營養(yǎng)（C、N）消化。墊料中心溫度較高可將尿液中的水分蒸發(fā)，從而實現(xiàn)養(yǎng)豬零排放。

該技術是日本洛東化成工業(yè)株式會社在20世紀60年代研制成功，于1977年獲得日本政府頒發(fā)的生產許可證、推廣使用證和出口許可證。該技術在日本已使用三十多年，推廣使用面積占日本養(yǎng)殖總量的60%以上。201*年4月，福建省環(huán)保局從日本引進該技術，并進行

了較大規(guī)模的測試，獲取了大量試驗數(shù)據：即豬的疾病減少、死亡率降低、日增重和飼料轉化率提高10%左右、豬肉品質改善并達到食品標準，能實現(xiàn)真正意義上的養(yǎng)豬零排放。該技術于201*年12月28日通過福建省環(huán)保局組織的專家組評審，并被中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會列為201*年度國家重點環(huán)境保護實用技術（A類），在全國范圍內推廣應用。

3.2工藝流程（見下圖）

3.3技術特點

（1）養(yǎng)豬場實現(xiàn)零排放

用洛東生物發(fā)酵舍養(yǎng)豬技術不需要沖洗豬欄，豬飼養(yǎng)在洛東生物發(fā)酵舍墊料上，排出的糞尿在豬舍內經洛東酵素中的微生物完全發(fā)酵并被迅速降解、消化，洛東生物發(fā)酵舍使用的墊料一般可連續(xù)使用3年，由于發(fā)酵后的墊料有較好的散落性，又是十分優(yōu)質的有機肥，對土壤改造有良好的作用，3年后的墊料可分期裝包出售。因此，采用洛東生物發(fā)酵舍養(yǎng)豬技術能實現(xiàn)豬場真正意義上的污染零排放。

（2）全面提高豬場清潔衛(wèi)生水平

洛東生物發(fā)酵舍的豬糞尿在短時間內可被迅速降解、消化，豬舍內沒有臭味，不需要沖洗欄舍，沒有排污水溝，蒼蠅及蚊蟲均無產卵孵化的條件。因此，全面采用洛東生物發(fā)酵舍技術的豬場幾乎沒有臭味、蒼蠅和蚊蟲，豬場及豬場周邊的水土不會被污染而發(fā)臭，豬場的整體清潔衛(wèi)生水平全面提高。

（3）提高飼料的利用率

由于飼料中加入了洛東酵素，腸道內的微生物產生有機酸，可降低豬腸道內的pH值，增強腸道的蠕動和分泌，促進飼料的消化吸收;益生菌群在腸道內的生長繁殖，會產生大量的消化酶，從而提高了飼料的轉化，促進了豬的生長，可節(jié)約飼料8％～12％。

（4）有效減少疾病的發(fā)生和蔓延，降低藥品投入，提高豬肉品質

雖然洛東酵素不能治病，但洛東生物發(fā)酵舍已經形成了以有益菌為強勢菌的生物圈。豬舍中的病原菌得以有效抑制，通過蚊蠅傳播的疾病也大大減少。抗生素藥物的使用將大為降低，且豬可以在墊料床上自由走動，運動量增加，有效地保證了生豬的健康生長。一般情況下，一頭育肥豬可節(jié)約藥物成本35元左右，同時又能提高豬肉品質。

（5）提高勞動生產率，降低成本消耗

洛東生物發(fā)酵舍養(yǎng)豬技術采用自由采食、自動飲水，不需要清除豬糞和圈內清掃，可節(jié)省大量用工。如在育肥階段，一般1個工人可飼養(yǎng)1000頭豬左右，可減少人工成本50%以上。由于不需要用水沖洗豬舍，豬場用水量將下降70％～90％。在產房和保育舍使用洛東生物發(fā)酵舍養(yǎng)豬技術，墊料的保溫效果十分明顯，基本可不用其它采暖設備，與長期使用保溫燈相比，可節(jié)電70％左右。

（6）降低固定資產的投入

使用洛東生物發(fā)酵舍養(yǎng)豬技術，要求豬舍四面通透，安裝卷簾，平時能良好換氣通風，夏季能強行負壓通風換氣，墊料、豬群能方便進出。相對傳統(tǒng)標準化豬場建設，它不需要豬舍四面建墻、安裝窗戶，也不需要建漏縫地板、圈舍沖洗設施、場內排污管線、沼氣池和曝氣池等處理設施。因此，新建一個自繁自養(yǎng)、年產1萬頭生豬的豬場，可節(jié)約固定資產投資20%以上。

4結論

傳統(tǒng)養(yǎng)殖模式需要大量的水沖洗豬舍，對于淡水資源緊缺的中國而言是沉重的負擔。并且由于飼料中的氮、磷吸收率較低，大量的氮、磷會隨著排泄物排出體外，并隨著污水排放到環(huán)境中，在土壤中累積或流入水體，將會導致水體富營養(yǎng)化，并造成魚類的大量死亡。

實踐證明，生物發(fā)酵舍零排放養(yǎng)豬技術是一種無污染的有機農業(yè)技術，可以有效解決養(yǎng)豬糞尿帶來的污染問題，投資成本低，易于掌握，既解決了養(yǎng)殖污水治理設施的占地和投資成本過大的問題，同時也降低了建設成本，而且建豬舍所需的墊料原材料就地可取，3年后墊料可以作為優(yōu)質的生物有機肥料出售，經濟效益和環(huán)保效益顯著。同時，該技術在日本有著幾十年的成功應用實例，是一項可以推廣應用的實用新技術，可以進一步因地制宜地擴大試點，并逐步總結經驗在全國推廣。

參考文獻：

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擴展閱讀：畜禽養(yǎng)殖廢水處理法的綜述

畜禽養(yǎng)殖廢水處理法的綜述

摘要：目前畜禽養(yǎng)殖廢水仍是污染水體的重要污染源。按廢水處理工藝的主體和組合方式可以分為以物化處理為主體、以生化處理為主體和物化與生化處理相結合的三類組合工藝，并分別比較了各類組合工藝的優(yōu)勢與不足。根據現(xiàn)階段畜禽養(yǎng)殖廢水處理出現(xiàn)的矛盾和問題提出未來發(fā)展的趨勢：畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染防治將以大力發(fā)展資源回收、提倡能源回收與農業(yè)綜合利用以及發(fā)展清潔生產，將末端治理與源頭控制相結合為前提進行研究。

關鍵詞：廢水處理；畜禽廢水；組合工藝；綜述

LivestockAndPoultryWastewaterTreatmentMethod

WereReviewed

Abstract:thelivestockandpoultrywastewaterisstilltheimportantpollutedwaterpollutionsources.Accordingtothemainbodyofwastewatertreatmentprocessandcombinationcanbedividedintophysico-chemicaltreatmentwithasthemainbody,thebiochemicaltreatmentasthemainbodytothermalandchemicalandbiologicaltreatmentcombinationofthreekindsofcombinationprocess,andtocompareallkindsofcombinationtechnologysuperiorityandtheinsufficiency.Accordingtothecurrentlivestockandpoultryinwastewatertreatmentofcontradictionsandthequestionputforwardfuturedevelopmenttrends:livestockandpoultrybreedingofpollutioncontrolwillbevigorouslydevelopresourcerecovery,promoteenergyrecoveryandagriculturecomprehensiveutilizationanddevelopmentofcleanerproduction,willendgovernanceandcombinationofsourcecontrolistheprerequisiteforresearch.

Keywords:wastewatertreatment;Livestockandpoultrywastewater;Combinationprocess;review

1.引言

近年來，隨著我國農業(yè)結構的調整和農業(yè)產業(yè)化的推進，規(guī)�；�、集約化的畜禽養(yǎng)殖業(yè)得以迅猛發(fā)展，成為我國農業(yè)農村經濟的重要組成部分。但是這些養(yǎng)殖場的發(fā)展一方面滿足了城市居民對肉類、禽蛋類食物的大量需求，也成為污染水體的重要污染源。我國每年畜禽養(yǎng)殖的廢水排放量超過１００億噸，遠遠超過全國工業(yè)廢水與生活廢水排放量總和。同時畜禽廢水水量波動大，含渣量、有機物和氮磷濃度高，處理技術不夠成熟，管理運行成本高[1]。目前我國有很多規(guī)�；�養(yǎng)殖場開展了畜禽養(yǎng)殖廢水的處理工作，可是規(guī)�；�養(yǎng)殖場的廢水處理出水水質絕大部分尚未達到國家一級排放標準，遠不及工業(yè)廢水處理達標率的一半[2]

。因此禽畜養(yǎng)殖業(yè)大力發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題也日益嚴重，它不僅影響經濟發(fā)展，而且還危及生態(tài)安全，已成為人們普遍關注的社會問題。目前，我國每年約產生畜禽糞便45億噸，其化學需氧量（COD）遠遠超過我國工業(yè)廢水和生活污水之和[3]。畜禽養(yǎng)殖污染已成為繼工業(yè)污染、生活污染之后的第三大污染源，成為我省農村污染的主要原因之一。因此，為有效減少畜禽養(yǎng)殖廢水對環(huán)境的污染，保證我省畜禽養(yǎng)殖業(yè)的穩(wěn)步健康發(fā)展，因地制宜地研究開發(fā)畜禽廢水高效、低成本的處理技術迫在眉睫。

2.畜禽養(yǎng)殖廢水處理的工藝現(xiàn)狀

國內外畜禽養(yǎng)殖場廢水的處理技術多種多樣，其中按工藝的主體和組合方式可以分為三種處理模式，分別是以物化處理為主體、以生化處理為主體和物化與生化處理相結合的組合工藝。

2.1以物化處理為主體的組合工藝

日本的KazuyoshiSuzuki[4]等人提出了一個包括結晶、曝氣、靜沉三個單元的連續(xù)處理實際豬場污水的反應裝置，該裝置主要通過前期結晶預處理和后期沉淀相結合，主要以物化的方式去除水中的污染物。之后KazuyoshiSuzuki等人[5]又進一步研究出通過曝氣結晶和成型鳥糞石沉降從豬場廢水中去除和回收磷的具有雙重功能的簡易裝置，在沉降污泥之前進行包括鳥糞石、脫水、堆肥等多級處理，這種組合工藝污泥中不僅操作簡單，而且針對畜禽廢水高濁度高懸浮物的特點，解決了污泥中存在大量懸浮性固體的難題。

2.2以生化處理為主體的組合工藝

傳統(tǒng)的還田利用和自然處理模式[6]由于受土地的限制已不能滿足城市近郊大量畜禽廢水處理的要求，因此迫切需要找到一種經濟、高效的工業(yè)化處理模式來處理土地受限地區(qū)的畜禽廢水處理。經過幾十年的研究和應用，畜禽養(yǎng)殖廢水厭氧處理工藝已經比較成熟，常用的工藝包括完全混合式厭氧反應器（CSTR），厭氧濾池（AF），厭氧序批式反應器（ASBR），厭氧擋板反應器（ABR），厭氧復合反應器（UBF），內循環(huán)厭氧反應器（IC），上流式厭氧污泥床（UASB）等[7-14]。盡管厭氧生物處理能直接處理高濃度畜禽廢水，并能回收能源[15-17]

，

但厭氧處理出水中污染物濃度仍然很高，特別是氨氮基本沒有去除，排入水體后，對環(huán)境的影響仍然很大，需要進一步后處理。同時由于好氧生物工藝直接處理高濃度畜禽廢水能耗高，運行費用昂貴[18]。采用厭氧-好氧聯(lián)合處理工藝是目前公認的最經濟方法。目前我國大部分規(guī)�；�豬場都采用厭氧-好氧工藝處理養(yǎng)殖場廢水，由于SBR工藝可以在一個構筑物中完成生物降解和污泥沉淀兩種作用，減少了全套二沉池和污泥回流設施，同時又能脫氮除磷，在厭氧一好氧工藝組合中得到了廣泛的應用。SBR工藝主要有兩種組合方式，一種是將厭氧控制在水解階段，后接SBR工藝，如具有占地面積小,處理效率好,運行費用低等特點的水解SBR工藝[19-20]。另一種是厭氧反應器后接SBR工藝，如沉淀-UASB-SBR工藝及“CSTR+SBR”工藝[21-23]。兩種處理工藝的組合均有各自的優(yōu)點，水解處理相對厭氧處理工藝，能顯著縮短處理時間，提高處理負荷，同時厭氧處理又有較高的去除效率，各有利弊。

2.3畜禽養(yǎng)殖廢水處理存在的問題

近年來雖然有越來越多的規(guī)模化養(yǎng)豬場采用了一些新工藝，引進了新的技術設備，但還是存在一些問題，主要有以下幾個方面：

1.某些技術設備及工藝在研究過程中忽略了養(yǎng)殖場的總體運行成本，致使運行管理成本高成為畜禽廢水處理正常運行的制約因素。

2.養(yǎng)殖廢水中豐富的氮磷都是不可再生的資源，這些放錯位置的資源很容易被人忽視。3.沒有從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖廢水的排放，增大了廢水處理的難度和處理成本，不符合可持續(xù)發(fā)展社會的思想。

3.畜禽養(yǎng)殖廢水處理的趨勢

3.1廢水處理與能源回收、農業(yè)綜合利用相結合

盡管目前有很多處理畜禽養(yǎng)殖廢水的先進技術，但是處理成本成為畜禽廢水處理的制約因素，同時也不符合可持續(xù)發(fā)展的思路，為了解決這一矛盾，今后應該著力研究通過廢水處理與回收能源和農業(yè)的綜合利用（有機農業(yè)）相結合降低豬場的運行成本的組合工藝。豬場廢水等畜禽廢水中含有大量豐富的營養(yǎng)物質，在處理過程中對這些有用的資源進行回收和再利用，可以充分利用在廢水處理過程中所產生的可回收生物能源。豬場廢水中的有機物經過厭氧消化產生了大量的可燃氣體，主要包括甲烷、氫氣等，這些氣體具有很高的熱值，經過凈化可以作為能源進行再利用，傳統(tǒng)上被用作燃料，通常是用來加熱和發(fā)電，減少了能耗成本和環(huán)境質量的惡化。在處理畜禽沖洗廢水時，將其與畜禽糞污結合起來，可以利用USR反應器這種結構簡單、適用于高懸浮固體原料的反應器，原料從底部得到快速消化。未消化的生物質固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內，上清液從消化器上部溢出。同時使用悶曬式太陽能熱水池，可充分利用太陽能加熱，提高反應溫度，即使在在冬季也可保證較好的運行。其次在能源再利用方面，污水和鮮糞進入USR反應器，經厭氧反應器出來的沼氣（含有細小雜志以及硫化氫等腐蝕性氣體）經脫水、脫硫凈化塔進入貯氣罐，進入用氣單元使用。這種采用USR反應池與沼氣生產相結合的污水處理工藝處理畜禽污水，實現(xiàn)了養(yǎng)殖、沼氣、供熱及供電一體化的新型處理模式具有廣泛的應用價值。

3.2廢水處理與資源回收相結合

畜禽廢水處理的組合工藝中常常忽略對廢水的水質特征缺乏細致的了解，氮和磷是不可再生的資源，污水中排放的氮磷是氮磷消耗的重要途徑。目前，污水中氮磷的去除和回收主要通過化學和生物的方法。其中對磷的去除和回收的方法中，普通的化學除磷方法回收率一般為90%以上，但添加藥劑后還需調回pH值，且藥劑成本較高。更有研究表明，污泥回收75%的磷可減少3%～3.8%的污泥干固體質量。回收磷后，污泥焚燒后灰分的產量也將顯著下降，可減少12%～48%。而且鳥糞石除磷工藝產生的污泥體積很小，僅是化學除磷產生的污泥體積的49%。同時較為關注的吹脫加藥結晶的方法，主要是利用吹脫曝氣提高水中的pH值以提高水溶液中磷酸鹽的過飽和度，并利用水中的堿度或投加的鈣鎂等離子生成化學沉淀，投加少量藥劑既可達到較高的回收率，較普通化學除磷方法節(jié)省了一定的藥劑成本。

3.3把末端治理與源頭控制相結合

目前畜禽廢水處理的大部分工藝都是對已有的污染進行處理，并沒有深入考慮從源頭上減少企業(yè)對周圍環(huán)境的污染。大力推廣干清糞工藝和合理設計規(guī)劃養(yǎng)殖場內部結構與設施，有助于從源頭上減少畜禽廢水對受納水體的污染，也減少了污水處理的難度和費用。同時應著力宣傳使用綠色飼料和添加劑，減少飼料中有毒有害或容易富集的添加劑如重金屬等，不僅能從源頭上減少污染物的產生，也有利于畜禽養(yǎng)殖工業(yè)的健康長效發(fā)展。

4.結論

（1）畜禽養(yǎng)殖業(yè)是一個低利潤行業(yè)，一般無法承受耗費較高的污水處理工藝。因此對于畜禽養(yǎng)殖廢水的處理只能采用投資少、運行和管理成本低且效果好的工藝。尋找高效節(jié)能的處理方法在資源與能源問題日益突出的今天尤為重要，開發(fā)具有高效節(jié)能處理畜禽廢水的處理設備和組合工藝是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、建設和諧社會的重要途徑，以物化和生化處理結合的組合工藝以其經濟性和高效性將會受到越來越多的關注。

（2）去除廢水中污染物的同時有效回收和利用資源是未來畜禽廢水處理的

一個方向，不僅可以提高系統(tǒng)的去除率，回收利用的資源和能源還能大大減少系統(tǒng)的運行成本。

（3）將末端治理與源頭控制相結合，從根本上減少畜禽廢水處理的運行和處理成本，推廣清潔生產，改革企業(yè)的傳統(tǒng)生產模式，是今后畜禽廢水處理首要的發(fā)展趨勢。

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