文│徐光玉 劉飛(重慶市永川區(qū)畜牧漁業(yè)中心)
周秀群(重慶市永川區(qū)三教鎮(zhèn)人民政府)
近年來,隨著人們的生活水平不斷提升,飲食結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變,對優(yōu)質(zhì)畜禽產(chǎn)品的需求量逐漸增加,這直接促進(jìn)了養(yǎng)殖場數(shù)量增加。但是在畜牧業(yè)發(fā)展的同時,也凸顯出畜禽養(yǎng)殖規(guī)劃布局不合理、養(yǎng)殖污染處理設(shè)施設(shè)備落后、種養(yǎng)脫節(jié)、部分地區(qū)養(yǎng)殖總量超過土地承載力等問題?,F(xiàn)如今,各級農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門高度重視畜禽糞污資源化利用工作,按照“源頭減排、種養(yǎng)結(jié)合、因地制宜”的思路進(jìn)行養(yǎng)殖糞污綜合治理?;诖耍P者分析了畜禽糞污處理的瓶頸問題,并結(jié)合當(dāng)前形式分析常見的利用模式,對指導(dǎo)畜禽養(yǎng)殖具有重要作用和意義。
1.對水體的影響。在畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水、污水直接排放到水體中,或是在堆放貯存過程中因降雨或其他原因流入水體中,均會對水體造成污染。當(dāng)進(jìn)入水體中的糞污總量超過水體自身凈化能力時,就會使水質(zhì)變壞,嚴(yán)重時使水體發(fā)臭、發(fā)黑,失去使用價值且難以修復(fù)處理,造成持久性污染。
2.對土壤的影響。隨著畜禽養(yǎng)殖數(shù)量的增加,大型規(guī)模養(yǎng)殖場產(chǎn)生的畜禽糞便量過大,缺乏足夠的消納土地,未經(jīng)處理的糞污堆積和排放占據(jù)了土地資源,糞污中的污染物在土壤中積累,導(dǎo)致土壤孔隙堵塞,造成土壤生產(chǎn)力明顯下降,對土壤造成嚴(yán)重威脅。
3.對大氣環(huán)境的影響。養(yǎng)殖場戶產(chǎn)生的臭氣體中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有害成分,會影響場區(qū)周圍的空氣質(zhì)量。相關(guān)研究表明,奶牛、豬、蛋雞飼料中的70%左右的氨會被通過糞便排泄出體外,在高溫環(huán)境下,這些糞便發(fā)酵以及含硫蛋白分解會產(chǎn)生大量氨氣和硫化氫等臭味氣體,造成空氣中含氧量相對下降,污濁度升高,降低了空氣質(zhì)量。
1.源頭減排。畜禽采食后,未經(jīng)消化的養(yǎng)分隨排泄物排出體外。要想從源頭上減排,就要提高畜禽日糧中的營養(yǎng)物質(zhì)消化利用率,以減少畜禽排泄物中氮、磷的含量。通過科學(xué)飼養(yǎng)管理,合理設(shè)計圈舍和飲水裝置,采取干清糞的處理模式可以顯著減少沖洗水和有害氣體揮發(fā),可以一定程度上減少污水產(chǎn)生量。養(yǎng)殖場排水系統(tǒng)如果雨污用同一個管道,遇到下雨天會造成污水量迅速增加,合理設(shè)計排水系統(tǒng),做到雨污分流可以減少糞污儲存和處理階段糞污量增大問題。
2.種養(yǎng)結(jié)合。畜禽糞污中含有農(nóng)作物生長所需要的氮、磷等養(yǎng)分資源,施入農(nóng)田是農(nóng)業(yè)資源再利用,肆意排放就造成對環(huán)境的污染。因此,通過發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、種養(yǎng)緊密結(jié)合的方式加強(qiáng)畜禽糞污循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)畜禽生產(chǎn)與環(huán)境建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn),畜禽產(chǎn)生的液體糞肥存在運(yùn)輸困難、運(yùn)輸成本高的問題,因此對于液體糞肥提倡就近利用,這就需要養(yǎng)殖場在其周圍要有足夠面積的農(nóng)田。
3.因地制宜。不同地區(qū)受自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素的影響,畜禽養(yǎng)殖條件具有一定的地域差異性。因此,在畜禽糞污資源化利用的模式選擇上也應(yīng)因地制宜,綜合考慮資源環(huán)境條件以及畜禽養(yǎng)殖場的實(shí)際需要,采取適合養(yǎng)殖場戶自身處理的模式。對于有充足流轉(zhuǎn)土地的養(yǎng)殖場,可選擇對畜禽糞污進(jìn)行適當(dāng)處理后就近還田利用;對于流轉(zhuǎn)土地較少的養(yǎng)殖場,可選擇生產(chǎn)商品有機(jī)肥或與周圍的農(nóng)戶簽訂土地消納協(xié)議;對于水資源較為緊缺的養(yǎng)殖場,可通過污水處理后循環(huán)利用,減少水資源消耗;對于農(nóng)作物種植較少的養(yǎng)殖場,可利用生物發(fā)酵床的處理模式,減少糞污的產(chǎn)生和排放。
4.統(tǒng)籌兼顧。對于畜禽糞污,養(yǎng)殖污水的處理難度比固體糞便處理難度大,可根據(jù)養(yǎng)殖場的生產(chǎn)情況,選擇適宜的污水處理方式和清糞方式,但清糞方式與后續(xù)的污水處理方式一定要緊密聯(lián)系,不可完全割裂開來。在生產(chǎn)實(shí)際中,對于采用水泡糞方式的規(guī)?;i場,其糞污處理宜采用沼氣加工技術(shù),若選用達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù),就會增加后處理的難度。
1.就近還田模式。
(1)運(yùn)行機(jī)制。養(yǎng)殖場戶在生產(chǎn)過程中采用干清糞,實(shí)行雨污分流,從源頭上減少污水產(chǎn)生量,養(yǎng)殖場戶自己配套土地或與農(nóng)戶簽訂消納土地協(xié)議,建設(shè)儲糞池和污水沉淀池,固體糞便堆積發(fā)酵,污水通過管道排入污水沉淀池腐熟,在播種或農(nóng)作物施肥季節(jié)就近施入農(nóng)田。
(2)工藝流程。一是儲糞池。建在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向,靠近污道,便于糞便的清運(yùn)。儲糞池多為長方形,設(shè)有進(jìn)、出糞口,要求兩個單元以上,做到輪換使用。鋼筋水泥底(15厘米左右)、四周磚墻(三七墻)和鋼筋混凝土(20厘米左右)結(jié)構(gòu),并進(jìn)行防水處理,底部留有滲瀝液排出口通向污水池,上覆開放式或半開放式彩鋼瓦頂棚,做到防雨、防滲、防溢流。在干清糞方式下,每出欄1頭豬,儲糞池容積不少于0.1立方米。
二是污水沉淀池。分為舍邊的一級沉淀池、污水輸送過程中的二級沉淀池和最終匯集的三級沉淀池(氧化塘)。一級、二級沉淀池要靠近污道,三級沉淀池應(yīng)選在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向,儲糞池附近,便于污泥的清運(yùn)。沉淀池多為全地下式,深度2~2.5米,一般為上大下小的梯形,設(shè)有進(jìn)污口和清污口,水泥底(15厘米左右)、四周磚墻(三七墻)和鋼筋混凝土(25厘米左右)結(jié)構(gòu),并進(jìn)行防水處理,設(shè)頂蓋,做到防雨、防滲和防溢流。為避免沼氣聚集,應(yīng)注意留有通風(fēng)口。每出欄1頭豬,沉淀池容積不少于0.3立方米,最少能容納4個月以上的污水產(chǎn)生量。
三是糞污消納用地。養(yǎng)殖場戶要有與養(yǎng)殖規(guī)模相適宜的消納用地,每出欄1頭豬至少需0.2畝,建設(shè)輸送管道或配套輸送設(shè)備。
(3)試用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。就近還田模式適用于規(guī)模較小的養(yǎng)殖場,附近要有與養(yǎng)殖規(guī)模相適應(yīng)的糞污消納用地。優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)成本低、投資少、不耗能、不需要專人管理、基本無運(yùn)行費(fèi)用;缺點(diǎn)是對化學(xué)需氧量和氨氮去除率相對較低,要求周邊要有足夠常年施肥的農(nóng)田。
2.能源化利用模式。
(1)運(yùn)行機(jī)制。建設(shè)大型沼氣工程,養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞污全部進(jìn)入沼氣設(shè)備,沼氣用于發(fā)電上網(wǎng)、生產(chǎn)生物天然氣供給附近居民,沼渣加工成固體有機(jī)肥銷售,沼液肥加工成液體有機(jī)肥銷售,也可以建設(shè)成生物質(zhì)熱電工程,熱電工程產(chǎn)生的剩余物質(zhì)經(jīng)過處理加工成肥料還田。
(2)工藝流程。一是厭氧發(fā)酵系統(tǒng):包括提升井、調(diào)節(jié)池、初淀池、進(jìn)料池等預(yù)處理系統(tǒng),高濃度厭氧反應(yīng)器、低濃度厭氧反應(yīng)器、沉淀池等厭氧處理及后處理系統(tǒng)等。
二是沼氣發(fā)電系統(tǒng):包括沼氣預(yù)處理系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)主輔機(jī)系統(tǒng)、軟化水系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)、電氣綜保系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、并網(wǎng)介入系統(tǒng)及配套儀表、管線等。
三是提純生物天然氣系統(tǒng):包括提純凈化系統(tǒng)、壓縮機(jī)、集裝箱式控制柜以及配套儀表、管線等。
四是有機(jī)肥生產(chǎn)系統(tǒng):包括固液分離系統(tǒng)、固體肥生產(chǎn)線、液體肥生產(chǎn)線、產(chǎn)品包裝線及配套除臭系統(tǒng)等。
(3)使用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。能源化利用模式適用于有投資能力和技術(shù)能力強(qiáng)的大型養(yǎng)殖企業(yè),需要養(yǎng)殖企業(yè)周圍有一定的能源供給對象和一定面積的消納土地。這種模式的優(yōu)點(diǎn)主要有:一是為養(yǎng)殖企業(yè)提供了清潔能源,變廢為寶,實(shí)現(xiàn)了畜禽糞污的能源化利用,有利于減少煤炭使用,環(huán)保、節(jié)能效益明顯;二是沼渣、渣液還田實(shí)現(xiàn)了肥料化利用;三是消化畜禽糞污能力強(qiáng),可收集消化附近中小養(yǎng)殖戶產(chǎn)生的糞污。缺點(diǎn)主要是投資大,對技術(shù)要求高。
3.園區(qū)種養(yǎng)循環(huán)模式。
(1)運(yùn)行機(jī)制。養(yǎng)殖園區(qū)內(nèi)通過土地流轉(zhuǎn),配套種植業(yè)基地,用于消納養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的廢棄物,形成種養(yǎng)一體化的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。種植業(yè)生產(chǎn)的部分糧食作物及農(nóng)作物秸稈、牧草等加工成飼料,供養(yǎng)殖使用;養(yǎng)殖過程中的糞污經(jīng)厭氧消化處理,產(chǎn)生的沼氣發(fā)電供園區(qū)內(nèi)各個環(huán)節(jié)用電,沼渣加工成有機(jī)肥,大部分用于園區(qū)蔬菜、瓜果等種植,剩余部分銷售到市場,沼液用于種植業(yè)基地的灌溉。通過發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,有效將種植、養(yǎng)殖、沼氣、飼料等產(chǎn)業(yè)緊密連接,實(shí)現(xiàn)變廢為寶和產(chǎn)品層層升值。
(2)工藝流程。一是厭氧發(fā)酵系統(tǒng):采用厭氧發(fā)酵工藝,建設(shè)沼氣工程、沼氣發(fā)電機(jī)組,配套脫水脫硫裝置、糞污輸送管道、吸污泵、吸污車等設(shè)施設(shè)備。養(yǎng)殖糞污通過管道或吸污車輸送進(jìn)入沼氣工程,產(chǎn)生的沼氣脫水脫硫后進(jìn)行發(fā)電,生產(chǎn)的電能用于養(yǎng)殖、種植、飼料加工等園區(qū)各個用電環(huán)節(jié)。
二是有機(jī)肥生產(chǎn)系統(tǒng):采用條垛式或槽式好氧堆肥工藝,建設(shè)有機(jī)肥發(fā)酵車間,配套翻拋機(jī)、鏟車、造粒機(jī)、機(jī)械化施肥車等設(shè)施設(shè)備。厭氧發(fā)酵后的沼渣運(yùn)至有機(jī)肥車間,接入菌種發(fā)酵,發(fā)酵好的沼渣通過施肥車進(jìn)行機(jī)械化還田,用于園區(qū)綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品種植。
三是肥水一體化系統(tǒng):建設(shè)肥水一體化工程、沼液罐車、沼液輸送管道、田間儲存池等配套設(shè)施設(shè)備。根據(jù)種植基地分布及施肥周期,布局沼液輸送管道,并每間隔一段距離設(shè)沉淀井,同時在田前建設(shè)沼液儲存池。儲存池為混凝土結(jié)構(gòu),水泥抹面,加蓋頂棚,做到防雨、防滲、防溢流。沼液通過管道進(jìn)入儲存池,按15%比例混合灌溉用水澆農(nóng)田。
(3)適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。園區(qū)種養(yǎng)循環(huán)模式適用于養(yǎng)殖場自身有消納土地或附近具備大面積的流轉(zhuǎn)土地,需要養(yǎng)殖場具備長鏈條農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。這種模式的優(yōu)點(diǎn)主要有:一是園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自循環(huán),不向外界排放任何污染物;二是農(nóng)牧結(jié)合可以降低養(yǎng)殖和糞污處理成本;三是可以改良耕地,增加農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。缺點(diǎn)主要是受土地限制因素較多,附近不具備大面積流轉(zhuǎn)土地的養(yǎng)殖場無法采用本模式。
綜上所述,畜禽糞污經(jīng)過無害化處理后,糞污中的多種有機(jī)成分能夠變?yōu)橹参锷L所需的養(yǎng)分,成為有用的資源,養(yǎng)殖場戶要根據(jù)自身條件選擇適宜的畜禽糞污資源化利用模式,以促進(jìn)畜牧業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展。