陳王珠 徐力蛟
(1.福州環(huán)保職業(yè)中專學(xué)校福州350002;2.福州九州互聯(lián)農(nóng)牧科技有限公司福州350003)
規(guī)模豬場(chǎng)排泄廢棄物的減量運(yùn)行與資源化加工
陳王珠1徐力蛟2
(1.福州環(huán)保職業(yè)中專學(xué)校福州350002;2.福州九州互聯(lián)農(nóng)牧科技有限公司福州350003)
通過(guò)對(duì)規(guī)模豬場(chǎng)排泄廢棄物的現(xiàn)有處理方案的研究和總結(jié),優(yōu)化豬場(chǎng)排泄廢棄物的減量運(yùn)行方案的設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)排泄廢棄物的資源化加工方案進(jìn)行遴選和優(yōu)化。
豬場(chǎng)排泄廢棄物減量運(yùn)行資源化加工
從國(guó)家安全的角度來(lái)看,食品供應(yīng)尤其是主糧和肉蛋乳的生產(chǎn)供應(yīng)的主動(dòng)權(quán)必須牢牢掌握在中國(guó)人自己手里,否則過(guò)多依賴進(jìn)口會(huì)帶來(lái)極其嚴(yán)重的安全隱患。中國(guó)人偏愛(ài)豬肉,而且中國(guó)家庭的豬肉消費(fèi)習(xí)慣還以新鮮豬肉為主,不喜歡吃冰凍肉。基于此,中國(guó)不可能通過(guò)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整來(lái)解決養(yǎng)豬帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。而且,在本省范圍內(nèi)、適度容量的前提下發(fā)展養(yǎng)豬業(yè)可以有效解決農(nóng)民就業(yè)和農(nóng)民增收的問(wèn)題,是藏富于民之舉,也體現(xiàn)對(duì)老百姓的菜籃子負(fù)責(zé)的執(zhí)政理念。近段時(shí)間,多地政府在面對(duì)養(yǎng)殖污染壓力的情況下,基本采取了以強(qiáng)制拆除和關(guān)閉為主的處理方式,國(guó)內(nèi)生豬的存欄量持續(xù)快速下降,估計(jì)報(bào)復(fù)性的豬價(jià)上漲已不可避免。下一階段發(fā)展符合環(huán)保要求的規(guī)范化養(yǎng)殖時(shí)代即將來(lái)臨,拿出既符合環(huán)保要求又有利于養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展和提高中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的環(huán)保方案已經(jīng)擺在政府和環(huán)保部門的面前。由于養(yǎng)豬的污染構(gòu)成中,排泄廢棄物占比大,是主要的污染源,所以,研究好養(yǎng)豬場(chǎng)排泄廢棄物的處理事關(guān)中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的良性健康發(fā)展?,F(xiàn)就規(guī)模豬場(chǎng)排泄廢棄物的減量運(yùn)行和資源化加工進(jìn)行探討與分析。
1.1 豬糞減量與高效收集
1.1.1 豬糞減量方案從現(xiàn)有的研究來(lái)看,豬糞減量的技術(shù)路徑主要有兩個(gè)方面:(1)優(yōu)化飼料的纖維源。目前國(guó)內(nèi)豬飼料配方的大原料以玉米、豆粕和麩皮為主,豬糞中也以未消化的麩皮為主。麩皮是當(dāng)前豬飼料結(jié)構(gòu)中的主要纖維源,優(yōu)化豬飼料中的纖維源可顯著減少豬糞的產(chǎn)生量。采用纖維含量更高的濃縮纖維部分或全部替代麩皮是可行的方案,目前國(guó)外已有成熟的產(chǎn)品在使用,國(guó)內(nèi)也已經(jīng)有類似產(chǎn)品在推廣,以各種不同來(lái)源的木質(zhì)纖維為主。值得一提的是,纖維的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方案非常重要[2]。(2)運(yùn)用生物技術(shù)提高飼料的利用率。從現(xiàn)有的研究來(lái)看,能夠顯著減少糞便產(chǎn)生量的技術(shù)方案已有不少,大多以生物技術(shù)為主。筆者結(jié)合實(shí)踐觀察與研究,歸納起來(lái),以芽孢桿菌為主的微生態(tài)制劑、復(fù)合酶制劑和生物飼料對(duì)減少糞便產(chǎn)生量的效果比較確切。
1.1.2 豬糞的高效收集經(jīng)過(guò)近三十年的粗放式發(fā)展,傳統(tǒng)的“土欄”沖水方式已經(jīng)不適應(yīng)環(huán)保的要求,通過(guò)摸索和借鑒國(guó)外尤其是歐洲的經(jīng)驗(yàn),以下兩大方式已逐步獲得廣泛認(rèn)同。
1.1.2.1 干清糞方式干清糞方式又可分為兩種。
1)人工干清糞,一般采用半漏縫地板,漏縫板下面為光滑的斜坡面,外側(cè)設(shè)導(dǎo)尿溝。定期通過(guò)人工將漏縫板下的豬糞鏟到圈外,然后集中處理。這種方式適合小規(guī)模家庭農(nóng)場(chǎng),且以商品豬舍為主。
2)機(jī)械干清糞,一般采用全漏縫或大半漏縫地板,漏縫板下面為光滑平整地面,采用刮糞機(jī)自動(dòng)收集。采用這種方式時(shí)可有兩種做法:一是設(shè)置小坡度,反向刮糞,實(shí)現(xiàn)糞尿分離;二是不設(shè)坡度,糞尿一起刮。機(jī)械干清糞方式適合規(guī)模較大的豬場(chǎng),機(jī)械干清糞方式的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:(1)漏縫地板與地面之間的高度最好能達(dá)到2 m左右,廣西等地有的場(chǎng)采用了3 m的高度,以方便人員和設(shè)備進(jìn)出,也便于設(shè)備維修、糞便轉(zhuǎn)移、空欄時(shí)的底部清洗等;(2)在豬舍設(shè)計(jì)和布局時(shí)要充分考慮豬糞的歸集,以節(jié)省設(shè)備成本,最好采用集中連體豬舍;(3)刮糞區(qū)的地面處理一定要平整,其平整程度直接影響刮糞的效果。
1.1.2.2 液泡糞方式液泡糞方式在丹麥、荷蘭等養(yǎng)豬發(fā)達(dá)國(guó)家較為普及。這種方式有以下優(yōu)點(diǎn):(1)糞便、尿液同時(shí)收集,并在集糞池內(nèi)持續(xù)發(fā)酵自動(dòng)形成液態(tài)有機(jī)肥;(2)有利于密閉舍的內(nèi)環(huán)境控制;(3)可以利用高低落差在不耗能的情況下實(shí)現(xiàn)匯總收集;(4)根據(jù)不同豬舍,糞漿可在集糞池內(nèi)蓄集達(dá)6個(gè)月至2年以上,可根據(jù)季節(jié)和市場(chǎng)需求等因素靈活決定出糞的時(shí)間。液泡糞方式的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:(1)考慮到蓄糞和生產(chǎn)管理的需要,最好采用全漏縫地板;(2)漏縫板與糞池底部高度要達(dá)到1.8~2 m;(3)集糞池底部為水平地面;(4)需采用機(jī)械通風(fēng),并設(shè)置地溝風(fēng)機(jī),最好采用自動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)。
1.2 豬場(chǎng)污水減量與高效收集
1.2.1 豬場(chǎng)污水減量方案豬場(chǎng)污水主要有以下來(lái)源:(1)飲用水溢漏,即豬在喝水時(shí)會(huì)從豬的嘴角溢出很多水,另外天氣熱時(shí),豬還會(huì)故意用嘴頂住飲水器造成水噴出以降溫,這是豬場(chǎng)污水的一大來(lái)源;(2)沖洗豬圈,這主要是傳統(tǒng)豬舍,其主要目的是沖走豬舍地面的豬糞和保持豬的衛(wèi)生需要;(3)空欄清洗用水;(4)豬的尿液。針對(duì)豬場(chǎng)污水的主要來(lái)源,豬場(chǎng)污水減量的主要方案如下。
1)升級(jí)飲水系統(tǒng)。將原來(lái)常用的鴨嘴式飲水器或乳頭飲水器改為目前較先進(jìn)的水位控制器+水碗或水盆,根據(jù)臨床反饋,飲水器改進(jìn)后,經(jīng)由飲水產(chǎn)生的污水可減少2/3以上。
2)采用免沖水模式。將豬舍地面改進(jìn)為漏縫地板,最好是采用全漏縫地板。從臨床反饋來(lái)看,豬舍采用全漏縫地板以后,豬糞可以自動(dòng)掉下去,平時(shí)不用再?zèng)_洗豬圈,豬看上去會(huì)稍微臟一些,但并不影響豬的生長(zhǎng)。免沖水模式不但大大減少污水量,而且對(duì)生產(chǎn)更有利,一是在溫度較低的季節(jié)里,沒(méi)有冷水的刺激,豬更不容易生病;二是大大減少了工作量,可降低人力成本。目前免沖水模式已獲得廣泛認(rèn)同。
3)升級(jí)清洗設(shè)備。豬場(chǎng)原來(lái)大多采用移動(dòng)式高壓清洗機(jī),常見(jiàn)弊端如下:(1)壓力不夠大,耗水量大,且速度慢;(2)機(jī)器和高壓管使用壽命短,故障率高;(3)有漏電風(fēng)險(xiǎn),有不少豬場(chǎng)因此出過(guò)傷亡事故。筆者經(jīng)過(guò)調(diào)研,推薦使用超高壓中央泵站,市場(chǎng)上已經(jīng)有不少專業(yè)的公司在做這一業(yè)務(wù)。一個(gè)場(chǎng)或一個(gè)集中區(qū)設(shè)一個(gè)泵站,將高壓水管布設(shè)到每棟豬舍,并設(shè)置萬(wàn)能接口。清洗時(shí),工人只要帶一把清洗槍,到豬舍接上高壓接口就可以清洗了。由于水壓是普通高壓清洗機(jī)的5倍以上,清洗更干凈,速度更快,更重要的是節(jié)水,可節(jié)水60%以上,也就是說(shuō),既節(jié)約水費(fèi),又減少污水產(chǎn)生。
1.2.2 污水的高效收集對(duì)于液泡糞模式而言,豬糞和污水是同時(shí)收集的,不再重復(fù)討論。對(duì)于干清糞模式,需要根據(jù)終端處理的方案來(lái)決定是否需要單獨(dú)進(jìn)行污水收集。污水收集主要注意以下兩點(diǎn):(1)盡量利用地勢(shì)自動(dòng)收集,使污水集中,盡量不要耗能;(2)污水通道要采用暗管,既做到雨污分流,又有利于減少蚊蠅滋生和豬場(chǎng)的防疫。
資源化利用的前提是資源化加工,資源化加工的目的有三:(1)無(wú)害化處理;(2)提升肥效;(3)便于運(yùn)輸和施用。經(jīng)過(guò)近幾年很多地方的嘗試,筆者對(duì)此進(jìn)行了綜合分析和研究,目前有部分資源化加工方案較為可行,探討如下。
2.1 液態(tài)有機(jī)肥方案(1)采用液泡糞模式后,確保糞漿發(fā)酵時(shí)間不低于1個(gè)月,即可實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理,可直接用作肥料,這是丹麥、荷蘭等歐洲國(guó)家通行的做法。該方法的好處是運(yùn)行成本低,缺點(diǎn)是只能近距離使用,適合配套土地較多的豬場(chǎng)和附近有較多種植土地且簽有供應(yīng)協(xié)議的豬場(chǎng)。(2)采用干清糞+糞尿分開(kāi)收集模式后,液體部分可經(jīng)過(guò)固液分離(去除殘余糞渣)→黑膜厭氧發(fā)酵→氧化塘曝氣有氧發(fā)酵(帶陽(yáng)光棚,防止雨水進(jìn)入)三步處理后,可用作肥料,且可用作無(wú)土栽培的底肥。
2.2 固體有機(jī)肥方案對(duì)于周邊配套種植用土地較少或加工成液體有機(jī)肥后無(wú)法全部近距離利用的豬場(chǎng),將排泄廢棄物加工成固體有機(jī)肥就成了必然選擇。需要說(shuō)明的是,只要能夠?qū)崿F(xiàn)排泄廢棄物的無(wú)害化處理,就可以作為肥料來(lái)使用了,并非只有固體肥料才能稱之為肥料。所以,固體有機(jī)肥方案大多數(shù)情況下是為了解決有機(jī)肥的長(zhǎng)距離運(yùn)輸而不得不采取的方案,當(dāng)然也與原有設(shè)計(jì)方案有關(guān)。
2.2.1 加速發(fā)酵模式即通常所講的舍外墊料發(fā)酵,干清糞的糞便部分加工、干清糞的糞尿混合加工、干清糞的液體部分加工、液泡糞的二次固體化加工均可采用這種模式。舍外墊料發(fā)酵生產(chǎn)固體有機(jī)肥的生產(chǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:(1)有機(jī)肥加工廠最好離生產(chǎn)區(qū)有一定距離(300 m以上),以利于防疫;(2)需要根據(jù)處理量搭建足夠數(shù)量的陽(yáng)光棚;(3)選擇好的菌種,發(fā)酵速度和發(fā)酵溫度均很重要;(4)根據(jù)規(guī)模和實(shí)際情況選擇合適的翻耙方式,可以是固定的全自動(dòng)的布料和翻拋系統(tǒng),也可以是移動(dòng)的翻耙機(jī)器或設(shè)備;(5)利用肥效優(yōu)勢(shì),建立穩(wěn)定的有機(jī)肥銷售通路,從簡(jiǎn)化生產(chǎn)的角度出發(fā),最好直接銷售粉狀肥,無(wú)需制粒;(6)提倡采用有機(jī)肥生產(chǎn)外包模式,對(duì)于簡(jiǎn)化豬場(chǎng)生產(chǎn)和人員管理非常有利。
2.2.2 自然發(fā)酵與曬干模式
2.2.2.1 自然堆肥采用干清糞模式,糞便部分做自然堆肥,腐熟完成后,可通過(guò)陽(yáng)光棚直接曬干。這種方式需要有一定量的蓄糞場(chǎng)所,以及足夠的曬干用的陽(yáng)光棚。當(dāng)然,必須充分腐熟,通過(guò)腐熟實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理后才可用作肥料,并減少蒼蠅的滋生。
2.2.2.2 液泡糞曬干采用液泡糞模式后,糞尿都以糞漿的形式儲(chǔ)存在豬舍內(nèi)漏縫板下的集糞池中,一般蓄集能力都在半年以上,在母豬舍和保育舍可達(dá)2年以上,可以在天氣合適時(shí),通過(guò)陽(yáng)光棚自然曬干。這種模式的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)管理簡(jiǎn)單,運(yùn)行成本低;(2)發(fā)酵充分,長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵后的糞漿無(wú)臭味,蒼蠅少;(3)肥料的肥效好,糞尿的有效成分都完好保存在曬干的肥料中,肥料賣價(jià)也高;(4)不受天氣影響,沒(méi)有儲(chǔ)糞壓力,天氣好、氣溫高的時(shí)候就曬,天氣不好可以不曬。一般可集中在每年的夏季多曬,曬的速度也快。這種模式的缺點(diǎn)是占地面積較大,必須搭建足夠的陽(yáng)光棚。當(dāng)然,由于氣候條件不同,所需陽(yáng)光棚的面積也差異較大,越是南方越適合。陽(yáng)光棚曬場(chǎng)用地的形狀可以不象豬舍用地那么規(guī)整,但地面要水平,這樣糞漿流到曬場(chǎng)后,深度一致,便于同時(shí)曬干。曬場(chǎng)最好選在比豬舍低的地方,這樣糞漿可通過(guò)管道直接流到曬場(chǎng)。
目前來(lái)看,解決養(yǎng)豬污染的核心并非科學(xué)層面,這不是什么科學(xué)難題,更多的是認(rèn)識(shí)問(wèn)題。當(dāng)前首先要解決以下三大認(rèn)識(shí)問(wèn)題。
1)養(yǎng)豬不能污染環(huán)境。對(duì)養(yǎng)豬人來(lái)說(shuō),一定要明白過(guò)去那種粗放的養(yǎng)豬方式,那種只管自己養(yǎng)豬賺錢、糞尿直排、污染環(huán)境、侵害他人利益的做法,必須徹底糾正。未來(lái)的養(yǎng)豬人必須要有這個(gè)認(rèn)識(shí)。
2)養(yǎng)豬污染的唯一解決方向是資源化利用,是有機(jī)肥。對(duì)政府來(lái)說(shuō),一定要認(rèn)識(shí)到豬糞尿的利用是利國(guó)利民的大好事,應(yīng)當(dāng)主動(dòng)推動(dòng)。做好豬糞尿的利用對(duì)整個(gè)社會(huì)來(lái)說(shuō)好處多多:(1)有利于養(yǎng)豬業(yè)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定、健康發(fā)展,有利于解決菜藍(lán)子問(wèn)題;(2)有利于解決就業(yè),解決農(nóng)民增收的問(wèn)題;(3)有利于解決土壤退化和土地板結(jié)的問(wèn)題(由于化肥的無(wú)節(jié)制施用,這一問(wèn)題其實(shí)已非常突出);(4)有利于提高蔬菜及其他農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),提高老百姓的生活水平,提高蔬菜及其他農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力;(5)有利于減少化肥生產(chǎn)帶來(lái)的化工污染,有利于減少石油進(jìn)口,這一方面應(yīng)當(dāng)向養(yǎng)豬強(qiáng)國(guó)丹麥學(xué)習(xí)。
3)豬場(chǎng)的環(huán)保方案必須是低成本的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,農(nóng)業(yè)包括養(yǎng)豬業(yè)都是各國(guó)政府要補(bǔ)貼和扶持的產(chǎn)業(yè),而不是什么暴利行業(yè)。中國(guó)目前的養(yǎng)豬業(yè)還處于發(fā)展階段,還不成熟,還存在某些周期性的暴利階段,但并不意味著遍地黃金、天天有暴利,周期性的暴虧階段也是很多的。對(duì)環(huán)保主管部門和研究單位來(lái)說(shuō),一定要認(rèn)識(shí)到豬場(chǎng)的環(huán)保方案必須因地制宜,既要徹底解決問(wèn)題,又要能低成本運(yùn)行。否則,既不利于環(huán)保措施的貫徹執(zhí)行,又不利于養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展,不利于中國(guó)豬肉國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的提高。
通過(guò)近幾年的摸索及行業(yè)專家學(xué)者的研究與呼吁,相關(guān)政府部門已經(jīng)開(kāi)始意識(shí)到,豬場(chǎng)的排泄廢棄物是放錯(cuò)了地方的資源,資源化利用是行業(yè)發(fā)展的科學(xué)要求和必然趨勢(shì),將豬場(chǎng)排泄廢棄物做達(dá)標(biāo)處理進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可達(dá)標(biāo)排放的做法將得到糾正。當(dāng)然,如何因地制宜,摸索更加科學(xué)、高效、低成本的豬場(chǎng)排泄廢棄物資源化加工和利用方案,還值得政府及科研部門繼續(xù)研究和探索。
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1003-4331(2017)04-0024-03