張正玲，黃健盛，張懿，劉德紹，趙緒云，李劍

(1.重慶市環(huán)境保護局， 重慶 401147； 2.重慶市環(huán)境科學研究院， 重慶 401147)

重慶市畜禽養(yǎng)殖污染治理技術對比研究

張正玲1，黃健盛2，張懿1，劉德紹1，趙緒云1，李劍1

(1.重慶市環(huán)境保護局， 重慶 401147； 2.重慶市環(huán)境科學研究院， 重慶 401147)

對重慶市典型畜禽養(yǎng)殖項目污染治理情況進行調查研究，結果發(fā)現，重慶市養(yǎng)殖污染治理的技術較單一、處理成本高于國內普遍水平，應對國家畜禽養(yǎng)殖新要求的技術儲備不足，建議通過推進規(guī)?；B(yǎng)殖、優(yōu)化現有技術的工藝參數、圍繞國內先進技術開展技術探索等方向推動養(yǎng)殖污染治理的進步。

重慶；養(yǎng)殖污染；技術對比

2013年，重慶市農業(yè)源化學需氧量(CODCr)排放量12.10萬t、氨氮(NH3-N)排放量1.25萬t，分別占全市總排放量的30.88%和23.95%，已遠超過工業(yè)廢水排放，成為僅次于生活污水的主要水污染源[1]。其中，畜禽養(yǎng)殖業(yè)CODCr、NH3-N排放量分別占農業(yè)源的97.5%和80.2%，是農業(yè)源污染的主要來源。因此，畜禽養(yǎng)殖污染已成為環(huán)境污染的主要原因。

畜禽養(yǎng)殖產生的污染物主要有3個方面：廢水、糞便和惡臭。由于過去缺乏畜禽養(yǎng)殖法律法規(guī)的約束，部分養(yǎng)殖企業(yè)存在規(guī)劃布局不合理、周邊土地消納能力不夠等問題，尤其在重慶市山地丘陵地區(qū)，還田廢水通過地表徑流等方式進入周邊水體，已造成局部地區(qū)水環(huán)境惡化。

為了解重慶市畜禽養(yǎng)殖污染治理技術水平，探索適合重慶市的畜禽養(yǎng)殖廢水深度處理經濟適用技術路線，通過對重慶市畜禽養(yǎng)殖污染治理情況進行調查、經濟技術資料進行對比分析，結合國內畜禽養(yǎng)殖污染治理典型先進工程案例進行了綜合分析和比對，旨在提出重慶市養(yǎng)殖污染防治的技術方向，為今后的環(huán)境管理、技術指南編制提供技術支撐。

1 研究方法

資料收集、抽樣調查、定量分析相結合。

1.1 調查樣本

現場調查選取養(yǎng)殖大縣榮昌縣；典型樣本選取了長壽源創(chuàng)畜禽養(yǎng)殖污染治理工程等十個內容較為翔實的畜禽養(yǎng)殖污染治理工程。

1.2 資料來源

畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放數據來源于2013年環(huán)境統(tǒng)計資料；已建畜禽養(yǎng)殖污染物處理設施設計規(guī)模、技術類型、建設投資等數據資料來源于2013年畜禽養(yǎng)殖項目統(tǒng)計表、2012年和2013年總量減排農業(yè)排放核算表及其他相關統(tǒng)計材料；建設投資組成來源于十個典型樣本建設實施方案。國內案例30余個、技術研究進展文獻50余篇來源于維普/萬方等數據檢索平臺。

2 結果與分析

2.1 重慶市規(guī)模養(yǎng)殖污染治理特點

截至2012年底，重慶市畜禽養(yǎng)殖場存欄規(guī)模折算成生豬當量約3 300萬頭，有規(guī)?；B(yǎng)殖場近7萬家，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染設施建設率僅30.3%，已建污染處理設施中99%都是簡易設施，僅有1 200家建有較為完善的污染處理設施。

2.2 重慶市養(yǎng)殖廢水處理技術運用特點

根據畜禽養(yǎng)殖廢水處理去向的不同，主要采取污染物最終進入土地系統(tǒng)消納的“種養(yǎng)結合”模式、污染物處理達標排入環(huán)境的工業(yè)化處理達標排放模式和污染物在養(yǎng)殖過程中被連續(xù)收集利用的“零排放”模式。鑒于“零排放”模式側重于養(yǎng)殖過程的精細化管理，無直接廢水排放，本文未做針對性分析。“種養(yǎng)結合”和“達標排放”模式所使用治理技術的本質是對常規(guī)成熟的污水處理技術進行組合運用，根據廢水處理達標排放的不同需求可分為以下3類組合：

2.2.1 厭氧+土地處理技術

對畜禽養(yǎng)殖糞污進行液固分離后，廢水進入USR、UASB反應器等進行厭氧處理，產生的沼氣回收利用，沼液進入農田、濕地、氧化塘等土地系統(tǒng)進行處理，沼渣生產有機肥。

該技術路線從資源綜合利用的角度，利用土地的消納能力減輕了畜禽養(yǎng)殖糞污處理的難度，具有建設及運行成本低等優(yōu)點。從重慶市實際應用效果來看，因山地丘陵地區(qū)涉及沼液提升問題，沼液輸送地形復雜、距離遠的地域難以有效實施還田，導致養(yǎng)殖場周邊理論還田面積與實際還田效果相差較遠。并且南方地區(qū)普遍雨水較多，沼液有效還田時間較短，還田沼液未經土地充分消化就流入地表水體或下滲到地下水中，造成局部地區(qū)水環(huán)境污染。從管理上來看，由于只對沼液厭氧停留時間提出要求，并未對末端出水進行監(jiān)測，而實際應用中停留時間變化大，難以保持穩(wěn)定的處理效果。此外，從環(huán)境健康角度，糞污中的重金屬、抗生素和POPs等有害物質可能通過沼液還田被作物吸收，從而威脅食品安全。

2.2.2 厭氧+好氧+土地處理技術

在厭氧+土地處理技術中增加了好氧段，并要求進入土地處理系統(tǒng)的廢水須達到《畜禽養(yǎng)殖污染物排放標準》(GB 18596—2001)或《農田灌溉水質標準》(GB 5084—92)后才能進入土地處理。該技術對土地消納面積的要求可分別減少70%和90%。

該技術路線相對厭氧+土地處理技術而言，增加了好氧處理環(huán)節(jié)，對進入土地處理系統(tǒng)的沼液提出達標要求，還田所需土地面積大幅減少，較厭氧+土地還田技術更便于監(jiān)督管理，還田環(huán)境風險大大降低。

2.2.3 工業(yè)化處理達標排放技術

畜禽養(yǎng)殖糞污通過預處理、物化處理、厭氧、好氧處理等工業(yè)化處理后，廢水達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)一級標準排入環(huán)境。

該技術路線適應性廣，占地面積少，不受地理位置限制，處理效果穩(wěn)定，治污效果便于量化監(jiān)督管理。但存在建設成本高、能耗高、運行費用高、機械設備多、維護管理工作量大，且需要專門技術人員進行運行管理，對于養(yǎng)殖廢水治理而言其使用局限性較大。

2.3 重慶市養(yǎng)殖技術使用成本分析

2.3.1 建設成本分析

據統(tǒng)計，重慶市畜禽養(yǎng)殖污染治理技術的建設成本6.7～21.7萬元/噸水，其中厭氧+土地處理技術較環(huán)保部《農村小型畜禽養(yǎng)殖污染防治項目建設與投資指南》[2](以下簡稱“環(huán)保部指南”)高出52.3%～71.4%，厭氧+好氧+土地處理技術和工業(yè)化處理達標排放技術較《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(2014年新版征求意見稿)[3](以下簡稱“2014版新標準”)提出的投資成本高出15～20倍(見表1)。

表1 不同技術路線下畜禽養(yǎng)殖設施單位建設成本分析

2.3.2 運行成本分析

厭氧+土地處理技術運行成本為0.5元/噸水，厭氧+好氧+土地處理后達標還田處理技術運行成本5～20元/噸，工業(yè)化處理達標排放技術運行成本為15～20元/噸，按每頭豬在養(yǎng)殖周期內排放廢水2.1噸計算，三種技術的運行成本可折算為1.05元/出欄豬、10.5～42元/出欄豬、31.5～42元/出欄豬。

2.3.3 養(yǎng)殖行業(yè)經濟性分析

根據市物價局對全市13個調查區(qū)縣2013年下半年生豬成本收益情況的調查結果，散養(yǎng)生豬平均每頭產值1 899元，總成本2 075元，仍屬于虧損狀態(tài)；規(guī)模生豬養(yǎng)殖平均每頭產值1 818元，總成本1 507元，利潤311元，利潤率20.6%，計入污染治理設施建設(按10年直線折舊計算)32～104元/出欄豬和運行成本1.05～42元/出欄豬后，利潤率降為9.1%～15.3%。

2.4 國內技術水平分析

2.4.1 達標分析

選取CODCr、BOD5、NH3-N、SS 4個指標，以全部達2014版新標準排放限值為依據，判斷技術水平先進性(詳見表2)。對26種養(yǎng)殖廢水處理工藝進行分析，僅UASB+SBR+植物塘[4]、ABR+CASS+濕地生態(tài)塘[5]、UASB+SBR+混凝沉淀[6]、厭氧+A2/O+絮凝沉淀[7]4種工藝出水CODCr、BOD5、NH3-N、SS濃度同時滿足2014版新標準排放限值要求。

表2 不同技術達新標準指標數量統(tǒng)計

2.4.2 處理效果分析

對上述4種工藝技術進出水濃度進行分析，在CODCr為5 615～9 965 mg/L、BOD5為3 000～4 510 mg/L、NH3-N為300～1 114 mg/L、SS為1 500～5 410 mg/L下，處理效果排序為：ABR+CASS+濕地生態(tài)塘技術>UASB+SBR+植物塘工藝>厭氧+A2/O+絮凝沉淀工藝>UASB+SBR+絮凝沉淀工藝(詳見表3)。

2.4.3 運行成本分析

只考慮電費、藥劑費、人工費，ABR+CASS+濕地生態(tài)塘技術運行成本可低至1.17元/噸水，UASB+SBR+絮凝沉淀工藝運行成本為2.5元/噸水，厭氧+A2/O+絮凝沉淀工藝1.93元/噸水。

表3 4種工藝技術處理效果

3 討論

重慶市畜禽養(yǎng)殖污染治理設施單位建設成本和運行成本普遍高于國內平均水平，現有技術處理畜禽廢水達標能力較差。原因在于重慶市畜禽養(yǎng)殖污染處理設施多采用全過程控制為主、末端治理為輔的技術路線，90%以上采用簡單厭氧+土地還田處理方式。重慶地處山地丘陵地區(qū)，采用還田模式土地面積需求大，污水還田需提升泵提升等因素造成建設成本相對較高；重慶地區(qū)土地地層較薄，土地對污染物吸納效果有限，致使大量污染物直接流向環(huán)境，造成養(yǎng)殖污染成為農業(yè)主要污染源。環(huán)保部正在修訂2014版新標準對畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放濃度值進行了大幅度加嚴，在此情況下，重慶市現有技術將不能應對新標準的要求。

為了提升重慶市畜禽養(yǎng)殖污水處理效率，提升畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術水平，需對重慶市現有處理技術進行工藝技術優(yōu)化，并借鑒國內其他先進治理技術，選擇UASB+SBR+植物塘、ABR+CASS+濕地生態(tài)塘、UASB+SBR+混凝沉淀、厭氧+A2/O+絮凝沉淀等低成本、高效率的畜禽養(yǎng)殖工藝技術案例予以示范推廣，為開展畜禽養(yǎng)殖污染治理提供技術支持。

4 結語

重慶市畜禽養(yǎng)殖污水治理技術與國內先進技術及國家污染防治新要求都有一定差距，下一步可通過推進規(guī)?；B(yǎng)殖、優(yōu)化現有技術工藝參數、圍繞國內先進技術方向開展探索等推動養(yǎng)殖污染治理的進步。

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[2] 環(huán)境保護部. 農村小型畜禽養(yǎng)殖污染防治項目建設與投資指南[EB/OL]. (2013- 11- 11) [2015- 02- 15]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/201311/t20131118_263487.htm.

[3] 環(huán)境保護部. 畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準(二次征求意見稿)[EB/OL]. (2014- 03- 27) [2015- 02- 15]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgth/201404/t20140401_269988.htm.

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Comparative Study of Pollution Treatment Technology for Livestock and Poultry Breeding in Chongqing

ZHANG Zheng-ling1, HUANG Jian-sheng2, ZHANG Yi1, LIU De-shao1, ZHAO Xu-yun1, LI Jian1

(1.Chongqing Environmental Protection Bureau, Chongqing 401147, China;2.Chongqing Academy of Environmental Sciences, Chongqing 401147, China)

This study focuses on the pollution status and treatment technology for livestock and poultry breeding in Chongqing. The results show that the pollution treatment technology for livestock and poultry breeding in Chongqing is deficient, the cost is higher than the general level, and the technical reserves can not meet the new state requirements on livestock and poultry breeding. The progress of pollution treatment technology for livestock and poultry breeding should be made by promoting large-scale farming, optimizing technical parameters, and exploring domestic advanced technology. The research results can provide scientific basis and preliminary guidance for pollution control technology of livestock and poultry breeding in Chongqing.

Chongqing; livestock and poultry breeding pollution; technical comparison

2015-02-15

張正玲(1982—)，女，重慶市人，主要從事環(huán)境科技管理，E-mail：27222188@qq.com

10.14068/j.ceia.2015.03.024

X703.1

A

2095-6444(2015)03-0093-04