◆編輯┃《廣東飼料》雜志社 李朝云
畜禽養(yǎng)殖環(huán)保先行——不讓環(huán)保問題成為畜禽業(yè)發(fā)展的攔路虎
◆編輯┃《廣東飼料》雜志社李朝云
如今養(yǎng)殖業(yè)面臨的兩大熱點,也是最易受到質(zhì)疑的兩個方面就是食品安全和環(huán)境保護。由于其與民生的極大相關(guān)性,在不斷提高自身技術(shù)水平的同時,必須承受外圍政策施壓,更要經(jīng)受得住來自社會的質(zhì)疑。2015年柴靜的一部紀(jì)錄片——《穹頂之下》將工業(yè)環(huán)境污染推向風(fēng)口浪尖,讓鋼鐵業(yè)、汽車制造業(yè)等工業(yè)行業(yè)差點千夫所指。對于一個行業(yè),尤其關(guān)乎民生的產(chǎn)業(yè)來說,要建立公眾的信任掏心掏肺都不夠,但摧毀它不必動用一部紀(jì)錄片,只需一篇小小的報道足以。在養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的今天,我們不能一味求大、求快,找到保供給和保環(huán)境的平衡點才能真正可持續(xù)。
近日,國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于開展第二次全國污染源普查的通知》,決定于2017年開展第二次全國污染源普查。普查對象是中華人民共和國境內(nèi)有污染源的單位和個體經(jīng)營戶。范圍包括:工業(yè)污染源,農(nóng)業(yè)污染源,生活污染源,集中式污染治理設(shè)施,移動源及其他產(chǎn)生、排放污染物的設(shè)施。這與第一次普查時隔10年,畜牧業(yè)在這10年劇烈的轉(zhuǎn)型升級中,經(jīng)歷了拆遷之痛,也看到了規(guī)范化、規(guī)?;男職庀蟆_@份環(huán)保答卷我們的成績?nèi)绾侮P(guān)系到國家后續(xù)環(huán)保政策的制定。毋庸置疑,政策只會嚴(yán)上加嚴(yán),這無形之中又將提高養(yǎng)殖門檻,我們應(yīng)該利用這一挑戰(zhàn)把握時機,提高行業(yè)整體水平,而不是讓它成為限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的攔路虎。
投訴一:亂扔死豬。例如2013年3月份沸沸揚揚的黃浦江死豬漂浮事件,當(dāng)時上海市累計出動打撈船只233艘,共打撈死豬5916頭。死豬亂扔給公眾帶來視覺、嗅覺上最直接的刺激,一旦發(fā)生,必然造成極壞影響。
投訴二:污染河水。規(guī)?;i場的污水處理量大、難度高,若不經(jīng)處理直接排放至魚塘或河道,不僅會對水源造成嚴(yán)重污染,同時會衍生出下面兩個投訴問題的高頻出現(xiàn)。
投訴三:豬糞太臭。豬糞的臭味頑強又刺鼻,也是豬場遭遇投訴的主因之一?!俺燥埖臅r候還能聞著豬糞臭?!边@是村民對豬場臭味體會的真實寫照。
投訴四:農(nóng)田歉收。豬糞本可作為農(nóng)田的天然有機肥,但由于未經(jīng)處理的豬糞往往重金屬等物質(zhì)超標(biāo),容易造成農(nóng)作物減產(chǎn)。豬場排污污染周邊土壤,導(dǎo)致村民農(nóng)田減產(chǎn),遭遇的投訴不在少數(shù)。
而這些投訴發(fā)生的偶然性背后肯定有其必然性的原因?!笆濉逼陂g,農(nóng)業(yè)污染源被納入主要污染物總量減排體系。第一次全國污染源普查公報的數(shù)據(jù)顯示,農(nóng)業(yè)源中主要水污染物排放(流失)量:化學(xué)需氧量(COD)1324.09萬噸,總氮270.46萬噸,總磷28.47萬噸,銅2452.09噸,鋅4862.58噸。而畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要水污染物排放量:化學(xué)需氧量1268.26萬噸,總氮102.48萬噸,總磷16.04萬噸,銅2397.23噸,鋅4756.94噸,分別占農(nóng)業(yè)源的95.78%、49.40%、56.34%、97.76%、97.76%。另外,畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便產(chǎn)生量2.43億噸,尿液產(chǎn)生量1.63億噸??梢姡B(yǎng)殖污染已成為農(nóng)業(yè)面源污染的最大來源。目前我國農(nóng)業(yè)以農(nóng)牧業(yè)為主體的多業(yè)配置比例不合理,農(nóng)、林、牧、漁的產(chǎn)值比例約為13︰1︰8︰2,而美國農(nóng)牧結(jié)構(gòu)大致保持平衡,種植業(yè)和畜牧業(yè)的比例大約為1︰1。由于我國長期以來種養(yǎng)業(yè)失衡,資源利用沒有形成鏈條,隨著農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出數(shù)量的不斷增加,農(nóng)業(yè)廢棄物隨之劇增,環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻。
水源污染。養(yǎng)殖污水不僅污染地表水,還會污染地下水。有資料顯示,生豬日糧中氮和磷的吸收率只有30%~35%,其余大部分經(jīng)糞尿被排出體外,其中一部分氮揮發(fā)到大氣中增加大氣中氮含量,嚴(yán)重時形成酸雨,危害農(nóng)作物;其余的大部分被氧化成硝酸鹽滲入地下或排入江河嚴(yán)重污染水質(zhì),造成水體富營養(yǎng)化,藻類和浮游生物大量繁殖,消耗水體中的溶解氧,產(chǎn)生多種有害物質(zhì),對水生生物及魚類生存造成嚴(yán)重威脅。
空氣污染。最直觀的感受就是養(yǎng)殖場的豬屎味、雞屎味。以一個年出欄10萬頭養(yǎng)豬場為例,每小時向大氣排放 15億個細(xì)菌,159kgNH3,14.5kgH2S,25.9kg飼料粉塵,這些物質(zhì)對大氣污染半徑可達(dá)4.5~5km,距豬場不同方向的3.5km范圍內(nèi),NH3的含量都超過0.2mg/L的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。如果畜禽糞便、動物尸體不及時妥善處理,就會發(fā)酵和分解產(chǎn)生氨氣和硫化氫等令人不愉快的氣體,同時產(chǎn)生的甲基硫醇、二甲基二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多種低級脂肪酸等有毒有害氣體會污染空氣,導(dǎo)致人的呼吸道疾病頻發(fā)。
土壤污染。相對于水源污染和空氣污染,土壤污染并不容易被發(fā)現(xiàn)。飼料中添加的銅、鋅、鉻、砷等重金屬,還有抗生素,大部分不能被吸收利用,而是隨著畜禽糞便排出體外,在農(nóng)用過程中進(jìn)入到土壤。長期累積,導(dǎo)致土壤污染,使土壤質(zhì)量下降。隨著農(nóng)作物的吸收,又進(jìn)入到農(nóng)產(chǎn)品里面,再進(jìn)入食物鏈,最終威脅人類健康。
生物污染。畜禽糞便、動物尸體中含有大量病原微生物、寄生蟲卵,若處理不當(dāng),就會隨著環(huán)境傳播,孳生蚊蠅,引起生物污染。目前全世界約有人畜共患疾病250多種,中國有120種,其中由豬傳染的25種,由禽類傳染的24種,由牛傳染的26種。另外,抗生素等藥物殘留埋下的生物安全隱患也不容小覷。
兩組患者治療前癥狀積分比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);觀察組患者治療后癥狀積分低于對照組患者,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),詳見表2所示。
3.1污水處理
污水中的主要污染因子為化學(xué)需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮含量(NH3-N)、總磷(TP)、懸浮物(SS)、病原微生物,通過過濾、沉淀和氧化分解將糞水進(jìn)行處理。無論畜禽養(yǎng)殖場廢水采用什么綜合措施進(jìn)行處理,都必須首先進(jìn)行固液分離。目前,我國已有成熟的固液分離技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備,其設(shè)備類型主要有重力篩網(wǎng)式、振動篩網(wǎng)式、擠壓篩網(wǎng)式、離心篩網(wǎng)式等。
從治理技術(shù)來看,要實現(xiàn)去除CODcr、BOD5的同時達(dá)到脫氮除磷的效果,厭氧工藝是不可或缺的。目前我國畜禽養(yǎng)殖廢水的治理主要有兩種模式:一種農(nóng)牧結(jié)合,這種模式只適合具有農(nóng)林配套的養(yǎng)殖企業(yè)。另一種達(dá)標(biāo)治理,大多數(shù)養(yǎng)殖企業(yè),尤其是大中養(yǎng)殖企業(yè),在沒有農(nóng)林配套的前提下,必須走達(dá)標(biāo)治理的模式。
農(nóng)牧結(jié)合的特點是,污水處理成本低,污水中的COD、NH3-N、TP都可作為可被利用的資源。其中,COD可轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀焕玫恼託赓Y源和增加土地肥力的有機質(zhì)。NH3-N、TP可被利用為作物生長使用的養(yǎng)分。農(nóng)牧結(jié)合的治理與應(yīng)用思路為污水完成固液分離后進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理(見圖1),前端發(fā)酵主要將COD轉(zhuǎn)化為甲烷沼氣和有機質(zhì),將有機胺與有機磷轉(zhuǎn)化為無機的氨與磷。后端發(fā)酵,主要是沼液發(fā)酵。沼液發(fā)酵的目的有二,一是通過建立新的厭氧反應(yīng)菌群進(jìn)一步將COD轉(zhuǎn)化為有機質(zhì);二是去除沼液中的植物毒性物質(zhì)和病原微生物,形成可被作物、果蔬與林木安全使用的液體沼肥。
達(dá)標(biāo)治理主要是通過環(huán)保治理的工藝將廢水中的COD、NH3-N、TP、SS等處理至排放標(biāo)準(zhǔn)。不同的排放標(biāo)準(zhǔn)對污水處理的要求各不相同,但主體工藝大同小異。由于養(yǎng)殖污水可生化性極好,目前的環(huán)保治理技術(shù)基本上可以采用生化處理工藝,實現(xiàn)治理標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)。若進(jìn)一步處理至農(nóng)田灌溉綜合污水排放標(biāo)準(zhǔn)和零排放時會使用深度生化、高級氧化、電解與微電解,分頓和膜技術(shù)等。達(dá)標(biāo)治理的基本工藝路線為:污水→固液分離厭→氧→缺氧→好氧+深度處理(見圖2)。其中厭氧反應(yīng)具有能耗性,有機物分解效率高,因可產(chǎn)生可利用資源而被養(yǎng)殖業(yè)污水處理廣泛采用。常見的厭氧工藝有升流式厭氧反應(yīng)器(UASB、IC等),混合式厭氧反應(yīng)器(CSTR),折流式厭氧反應(yīng)器(ABR)以及厭氧流化床等等。目前市場上應(yīng)用最為廣泛的是覆膜沼氣池和UASB。
養(yǎng)殖污水處理,前端的固液分離十分重要,可以有效去除大部分懸浮物,厭氧處理雖然可以去除90%以上的COD,并將其轉(zhuǎn)化為沼氣資源,但過多的COD去除會影響后端生化段的C/N(C/N≥4是除磷脫氮工藝良好運營的前提條件)。因此,必須好氧與缺氧匹配。由于NH3-N的去除速率遠(yuǎn)低于COD的降解速率(1︰10),因此,必須有足夠缺氧反應(yīng)時間和足夠的硝化液回流。同時考慮到除磷能力,其污泥回流與剩余污泥排放以及污泥濃度和污泥齡的設(shè)定又十分重要。養(yǎng)殖污水處理目前最常用的有A2/O與SBR工藝,A2/O中,好氧工藝最常用的活性污泥法和接觸氧化法。
畜禽養(yǎng)殖廢水具有典型的“四高”特征,CODcr高、NH3-N高、TP高、SS高,目前單一的處理方法無法滿足廢水達(dá)標(biāo)排放的要求。需結(jié)合養(yǎng)殖場動物種類不同,清糞方式不同,并根據(jù)水量、水質(zhì)情況采用組合處理方法,綜合考慮該處理方法的投資、日常運行費用和操作是否方便等問題。廣州嘉康環(huán)保技術(shù)有限公司總經(jīng)理董部根建議,養(yǎng)殖企業(yè)污水處理首先應(yīng)通過資源應(yīng)用,減少污染物濃度,其次應(yīng)優(yōu)先考慮投資省、運營成本低的生化工藝。再次才能考慮深度處理,深度處理只能作為補充工藝來選擇。
圖1 農(nóng)牧結(jié)合
圖2 達(dá)標(biāo)處理
3.2糞便處理
養(yǎng)殖業(yè)糞便歷來是農(nóng)家最好的農(nóng)作物肥料,但是隨著規(guī)?;潭鹊奶嵘蛯I(yè)化分工的日益明顯,原來農(nóng)民既種地又養(yǎng)豬,現(xiàn)在相當(dāng)一部分規(guī)模豬場就管養(yǎng)豬,種地的就管種地,經(jīng)營主體分離,污染問題凸顯。中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)區(qū)劃所專家王迎春說,種養(yǎng)循環(huán)有兩種利用方式。一是規(guī)模養(yǎng)殖“就近循環(huán)”。通過配套大型糞污處理設(shè)施,利用沼液管網(wǎng)將糞污消納在周邊種植基地。二是散戶養(yǎng)殖“異地循環(huán)”。比如建立“散養(yǎng)戶沼糞合作社種植基地”機制,為分散種植戶提供澆灌服務(wù)。種養(yǎng)循環(huán)不僅可以有效治理畜禽污染,而且長期使用沼肥,能改善土壤狀況。農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)循環(huán)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一大優(yōu)勢。原來養(yǎng)豬為了肥田,農(nóng)牧結(jié)合得非常緊密。目前大部分企業(yè)的做法是靠周邊農(nóng)民外運消化,少數(shù)有條件的可以與有機肥企業(yè)或農(nóng)場簽訂消化合約。
需要強調(diào)的是我們有個誤區(qū),以為外運就是解決了糞便處理問題,而事實上并非如此。一是鮮糞外運問題,鮮糞運輸必然產(chǎn)生跑冒漏等外泄現(xiàn)象,因為鮮糞的含水率高達(dá)80%,有嚴(yán)重的惡臭氣味,并且還攜帶大量病原微生物,這會對環(huán)境和人類構(gòu)成嚴(yán)重污染與威脅,除非采用專用的環(huán)保運輸車,但這是很難做到的。二是鮮糞返田,同樣會給環(huán)境和人類帶來嚴(yán)重污染和威脅,并且肥效不高。因而糞便的處理包含兩方面的內(nèi)容,一是離場時必須完成無害化的處理,即除臭,滅菌,脫水;二是先堆肥再還田。糞便無害化處理與粗堆肥,其方法很簡單,主要有厭氧漚肥,好氧堆肥,厭氧—好氧堆肥三種方法。但堆肥工藝與技術(shù)的選擇,特別是堆肥設(shè)施的建設(shè)方式直接影響到堆肥效果與堆肥成本。這是養(yǎng)殖企業(yè)必須要考慮的。
養(yǎng)殖污水與糞便中含有很高濃度的有機物,這些有機物,實際上是有機碳,通過厭氧發(fā)酵實現(xiàn)水解,酸化,產(chǎn)氫,產(chǎn)甲烷的反應(yīng)過程,既可以將90%以上的有機物得以降解去除。同時,還可以產(chǎn)生大量的沼氣資源。理論上1kgCOD可產(chǎn)生0.6m3沼氣,1m3沼氣可以發(fā)2.2度電,這是一個十分可觀的可利用資源,一個規(guī)?;B(yǎng)殖企業(yè),其污水與糞便產(chǎn)生的沼氣所生產(chǎn)的電力非但可以確保養(yǎng)殖企業(yè)自用,還有富余,可以并網(wǎng)使用。目前,由于受厭氧發(fā)酵技術(shù)和沼氣發(fā)電技術(shù)的限制,沼氣資源的利用率在國內(nèi)仍然不到15%,大部分建有沼氣設(shè)施的養(yǎng)殖企業(yè),其利用率也只有30%。厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣的設(shè)施,受停留時間、溫度、厭氧反應(yīng)池(器)的建設(shè)方式等影響很大,覆膜沼氣池其利用率只有20%~30%,UASB、IC反應(yīng)器只有50%~60%利用率。而沼氣脫硫,脫水,發(fā)電技術(shù)在目前仍然只能將40%~60%左右的沼氣資源轉(zhuǎn)化為電力。開發(fā)高效的厭氧反應(yīng)器和沼氣脫硫、脫水,發(fā)電機設(shè)施是今后技術(shù)進(jìn)步的重點內(nèi)容。
3.3病死動物處理
病死動物處理經(jīng)歷了四個階段:(1)人與動物食用;(2)丟棄與填埋;(3)焚燒;(4)生物處理。第一種方法已被嚴(yán)格禁止;第二種方法既污染環(huán)境又浪費土地;第三種方法產(chǎn)生二次污染,浪費能源;第四種方法為現(xiàn)階段國家重點扶持與推廣的方法。生物處理方法可分為兩條路徑:一是生物路徑,通過生物分解、發(fā)酵的方法來化解病死動物,使之變成可以被農(nóng)作物使用的有機肥原料,病死動物在高溫下滅菌后,破碎成微小顆粒狀,加入發(fā)酵菌種和干物質(zhì)輔料發(fā)酵變成粗堆肥。二是生物化學(xué)路徑,病死動物在高溫下滅菌破碎后,進(jìn)行生物化學(xué)分解使之變成油脂與氨基酸等化學(xué)物質(zhì),殘渣同樣可堆肥。
3.4惡臭氣體處理
通過生物氧化分解或強氧化劑氧化分解,或者生物化學(xué)吸附分解即可以有效去除。
養(yǎng)殖環(huán)保不僅僅是在技術(shù)層面對單個污染因子的治理,而是一個系統(tǒng)工程,它包含了養(yǎng)殖區(qū)域的調(diào)整、適度養(yǎng)殖規(guī)模的推廣、終端控制整個環(huán)節(jié)。
對于養(yǎng)殖區(qū)域的調(diào)整,國家已出臺相關(guān)政策。《全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》提出,以資源承載能力為基礎(chǔ),將全國劃分為重點發(fā)展區(qū)、約束發(fā)展區(qū)、潛力增長區(qū)和適度發(fā)展區(qū)4個區(qū)域,其中,京津滬地區(qū)和南方水網(wǎng)地區(qū)為約束發(fā)展區(qū),要調(diào)整優(yōu)化區(qū)域布局,實現(xiàn)合理承載,推動綠色發(fā)展。2014年《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》頒布后,各地也紛紛響應(yīng)政策針對地方環(huán)境特點,進(jìn)行了禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)、適養(yǎng)區(qū)的劃定,確保畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)與環(huán)境質(zhì)量提高的協(xié)調(diào)發(fā)展。根據(jù)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模、養(yǎng)殖廢棄物的特點決定地方種植業(yè)結(jié)構(gòu)。通過農(nóng)牧結(jié)合,以農(nóng)養(yǎng)牧的方式來解決養(yǎng)殖業(yè)污染,使養(yǎng)殖業(yè)廢棄物充分得到資源化利用。推廣生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟模式,實現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合。對不能實現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合的區(qū)域,加強畜禽糞便資源化、能源化利用,用畜禽糞便制取飼料、肥料,或制取能源。
推廣適度養(yǎng)殖規(guī)模為我國養(yǎng)殖業(yè)的主體。行政部門通過行政手段干預(yù),來推動養(yǎng)殖適度規(guī)模化。但是,僅僅這樣是不夠的,還需要依靠“無形的手”來進(jìn)行自我糾偏。在市場的自我調(diào)節(jié)中,新希望、正大、雙胞胎、安佑等大型龍頭農(nóng)牧企業(yè),成為一股不可忽視的重要力量,對國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展有重要影響。如雙胞胎呼吁力推的“家庭豬場“式適度養(yǎng)殖模式,企業(yè)與養(yǎng)殖者分工明確,進(jìn)行合作,養(yǎng)殖者需要優(yōu)質(zhì)飼料和養(yǎng)殖技術(shù),而企業(yè)可以為養(yǎng)殖者提供。這種模式大大提高養(yǎng)殖生產(chǎn)效率,避免無限制不必要的擴充規(guī)模,達(dá)到優(yōu)勢互補,實現(xiàn)互惠互利。這不僅利于養(yǎng)殖的良性發(fā)展,也增加了種養(yǎng)循環(huán)的可行性。
終端控制簡單地說就是養(yǎng)殖廢棄物的無害化處理和綜合利用。2014年10月20日,國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于建立病死畜禽無害化處理機制的意見》。2015年5月28日,廣東省政府出臺了《關(guān)于建立病死畜禽無害化處理機制的實施意見》,進(jìn)一步明確了生產(chǎn)經(jīng)營者的主體責(zé)任、各級政府的屬地管理責(zé)任和各級有關(guān)部門的具體責(zé)任,強化了扶持政策和機制保障,對建立符合我省實際的無害化處理體系的模式和目標(biāo)任務(wù)提出了具體要求。為推動病死畜禽無害化處理體系建設(shè),廣東省政府在前期統(tǒng)籌安排1000萬元擇優(yōu)扶持6個市開展病死畜禽無害化處理體系試點建設(shè)基礎(chǔ)上,并在2016年9月一次性安排2億元財政資金用于10個病死畜禽無害化處理中心示范工程建設(shè)。按照“誰處理補給誰”的原則落實病死畜禽無害化處理補貼,并根據(jù)項目建設(shè)進(jìn)度,適時制定適合本地實際的政策性生豬養(yǎng)殖保險試點方案,建立無害化處理與保險理賠聯(lián)動制約機制,實現(xiàn)保險查勘理賠與病死畜禽無害化處理無縫銜接,發(fā)揮保險經(jīng)濟杠桿作用。
(感謝廣州嘉康環(huán)保有限公司為本文的撰寫提供的技術(shù)參考資料。)