太湖流域畜禽养殖污染治理模式解析及对策研究.pdf

'第23卷第5期环境科技Vo1．23No．52010年l0月EnvironmentalScienceandTechnology0ct．2010太湖流域畜禽养殖污染治理模式解析及对策研究焦涛，王惠中，黄娟(江苏省环境科学研究院，江苏南京210036)摘要：通过调研太湖流域典型养殖场污染治理模式，研究不同模式的优缺点．分析了在污染防治过程中存在1"-3题及原因，并从源头削减、资源化利用、综合治理3方面针对性地提出了畜禽养殖污染防治技术对策，为科学有效开展太湖流域的水污染综合整治工作提供技术依据。关键词：太湖流域；畜禽养殖；污染特性解析；对策中图分类号：X7文献标识码：A文章编号：1674—4829(2010)05—0069—05StudyonPollutionControlModelandPreventionofPoultryCultivationinTaihuBasinJIAOTao，WANGHui-zhong，HUANCJuanAbstract：ThetypicaltreatmentmodelsofpollutantsfromthosebreedingsitesinTaihubasinwereinvestigated，whichadvantagesanddisadvantageswerestudiedinthispaper．Theproblemsandtheircausesinthepollutionpreventionwerealsoanalyzed．Thecountermeasuresfromsourcereduction，resourceutilizationandcomprehensivetreatmentforpollutionpreventiontechnologiesinthelivestockandpoultryregulationswereproposed．ThestudyprovidedtechnicalbasisforcomprehensivetreatmentofwaterpollutioninTaihubasinscientificallyandeffectively．Keywords：Taihubasin；Poultrycultivation；Analysisofpollutioncharacter；Countermeasure0引言施，将废渣、废液用于作物施肥，利用农业土地消化畜禽粪便，实现废水零排放。太湖流域水环境污染的主要因素包括工业源、1．1．1主要优缺点农业源、生活源和集中污染治理设施，根据污染源普(1)优点：利用生物发酵菌技术，对粪便发酵、干查结果：太湖流域农业源废水排放量，COD，NH一N，燥、制粒，生产有机肥，该有机肥营养价值高，优于一TP和TN排放量分别占全部污染的55．0％．32-3％．般的化学肥料，也便于运输和使用，使粪便变废为36．9％，21．6％，37．1％；农业源中，畜禽养殖排放的宝，对周围环境影响小利用价值高。COD，TP，NH3一N和TN分别占了58．5％，61．7％，(2)缺点：养猪场采用“生物发酵制肥技术”生产26．8％，34，2％t1。随着太湖流域畜禽养殖规模化、集有机肥的缺点是投资费用高。约化的发展，畜禽养殖成为重要污染源之一圆，畜禽1．1．2工艺流程养殖污染也已成为困扰各养殖场可持续发展的一大工艺流程总框架见图i。难题[3-8]1太湖流域典型畜禽养殖污染治理模式及分析1．1粪便资源化+尿液，冲洗水湿式发酵与沼气净化与发电+生态循环利用市场该模式采用种养结合方式，按照农田面积确定养殖规模，建设生态养猪农场，采取干湿分离治理措：蔬菜收获回用收稿日期：2010—07—27⋯⋯⋯⋯⋯⋯一旦．作者简介：焦涛(1981一)，男，江苏泰兴人，硕士，工程师，研究方向市场环境治理与环境规划．图1工艺流程总框架 70环境科技2010年10月1．2生物发酵舍零排放畜禽养殖技术1．4沼气池+四格式净化生物发酵舍畜禽养殖零排放技术是在猪舍铺上该技术通过沼气池，对高浓度的污水进行集中拌入益生菌的发酵床(它是由锯末、谷壳、米糖和酵处理，利用厌氧微生物将有机物分解为甲烷、二氧化素混合制成的垫料)，猪饲养在垫料上，利用垫料上碳和水；它以厌氧发酵为主要环节，应结合氧化塘、的微生物随时将猪粪便尿液进行无害化处理(降解、人工湿地等自然处理系统共同作用，出水可灌溉农消化)，使废物减量化、资源化(垫料连续使用和发酵田，也可达标排放。2～3a后进行好氧堆肥使其成为优质肥料可直接优点：这种处理方式不需消耗能源。处理后的沼装包出售)．该技术是一种从源头上消除粪便污染又渣、沼液是生产无公害农产品的优质肥料，产生的沼能节能减排的养殖污染防治新技术。气可用作燃料、畜舍取暖、照明等，实现了废弃物的国内使用该技术的畜禽养殖年末存栏数已达综合利用，变废为宝，化害为利。到2000万头．生物垫料的销售量已经达到2000缺点：目前采用此工艺处理污水的养殖场较少。万m。加上产生的沼气主要用于本场(户1的生活用气，夏季优点：使用该技术的猪舍无粪尿和污水外排，实由于不需要取暖。做饭及照明用气有限。所以在污染现养猪场粪尿真正意义上的零排放和清洁生产；该技产生严重的季节农户制沼的积极性反而不高。没有术要求猪舍四面通透，安装卷帘，平时能良好换气通发挥出沼气池应有的治污效果，养殖场的畜禽尿液风，垫料、猪群能方便进出，相对传统标准化猪场建及污水处理利用率不高，普遍流失严重。设，它不需要猪舍四面建墙、安装窗户，也不需要建漏2污染防治现状存在问题及原因分析缝地板、圈舍冲洗设施、场内排污管线、化粪池或沼气池、污水曝氧、厌氧池等，降低固定资产的投入；在养2．1存在问题猪饲料中添加酵素，使得在猪体内建立良好的微生物(1)缺乏种养结合，湿粪尚未得到妥善处理，普遍平衡，提高猪对饲料的吸收率，增强了猪的抗病能力，存在就地随意贮存现象：养殖场粪便处理设施属于减少药物的使用，提高猪肉品质，生产出无公害猪肉。简易凉粪、堆粪场，粪便在露天堆放下自然发酵．基缺点：根据运行情况，该技术防疫与发酵菌存活本无防渗、防淋措施，粪便不经堆积发酵就直接施用存在一定制约．应进一步探索改进措施。的情况也普遍存在。绝大多数养殖场排洪沟和排污1．3粪便资源化+尿液／冲洗水处理达标排放沟合用，造成雨水和废水共排，增加了废水排放量。养殖场按照养殖规模及污染物排放情况，配套(2)县级规模养殖场及分散养殖户的污染治理建设干湿分离机、粪便堆放仓库、粪便堆放棚、晒粪设施缺乏：不少县级规模和分散养殖户仅将少部分场、粪便有机肥制粒机、沼气池、污水沉淀净化池、三粪便污水用于农业灌溉，而大部分则直接排入水渠级化粪池、氧化塘(机械曝气或自然氧化)等足够容或池塘，一部分渗入地下，大多数污水则在汛期随雨量的物理和生化治理设施，建设粪尿污水管道，污水水冲入河道。这样不但影响环境卫生，而且很容易造处理设备．污水、粪便经处理后达到畜禽养殖业污染成禽畜传染病的传播。物排放标准的要求。(3)养殖场设施设计、管理、维护不到位：个别养(1)有机肥生产_丁艺：搅拌一堆砌一翻堆一粉殖场虽然建有沼气池，但其容量设计远远无法处理碎一包装出售。所产生废水．加之管理不善，对设施进行清理维护不(2)废水处理流程：废水处理工艺流程见图2。到位，致使处理效果很差，许多因粪便堵塞而停用，只得另挖粪沟将粪便污水直接排放。2．2原因分析(1)农牧分离、种养严重脱节：养殖业进入城郊地带．使农牧分离、种养脱节，这是造成畜禽粪便环境污染的重要原因。传统农业以“畜一肥一粮”循环为主要的生产模式．畜禽粪便作为有机肥料及时使用，并未产生严重的环境污染问题。但随着“菜篮子工程”的实施，畜禽养殖业向规模化、集约化方向的发展(大中型养殖场多分布于城市郊区人口稠密地区)，导致该区域单图2废水处理典型工艺流程位土地面积的粪便承载量过高而造成污染，原有的 第23卷第5期焦涛等太湖流域畜禽养殖污染治理模式解析及对策研究7l良性循环的生态模式被打破。3主要防染防治对策根据统计，耕地化肥施用量大幅度增加，有机肥污染防治可以采用如下方法：合理布局畜禽养的施用量大幅度减少。这主要是由于农村经济发展殖区域，针对各功能区域实施治理方案；清洁生产，和产业结构调整，加上化肥肥效高，运输、贮存、使用源头控制；废物无害化处理综合利用；废水综合处理都较方便：而粪肥体积大、用量多、堆沤时间长，还田和资源化利用。费时、费力：导致在农村化肥越来越多地取代有机3．1畜禽养殖区域划分及分区治理重点工作肥，畜禽粪便利用率越来越低。根据HJ／T81—2001《畜禽养殖业污染防治技术(2)治理技术滞后，畜禽粪便综合利用率低：规范》对畜禽养殖区域进行划分。畜禽养殖生产废弃物综合利用和治理技术滞后于畜3．1．1禁养区及其治理重点工作禽养殖业的发展，是造成其污染的重要原因之一。由(1)禁养区：①生活饮用水水源保护区内3km于缺乏各种实用、低成本、处理效果显著的畜禽粪便范围内；②重要生态功能保护区；③著名旅游景点景污水处理技术，畜禽养殖的污染问题一直未能得到区和历史文物保护单位；④城镇居民区、商业区、工有效解决。业区、旅游区等人口集中区1km范围内；⑤水、陆交目前我国养殖业废弃物处理技术与国外技术相通主干道500m范围内；⑥国家或地方法律、法规规比仍比较落后。日本采用快速高温发酵处理鸡粪、牛定需要特殊保护的其它区域。粪和猪粪生产有机肥：欧、美等国家也大多采用高温(2)禁养区治理重点工作：对区内所有的畜禽养发酵方式处理粪便：在加拿大、澳大利亚则较多地利殖场进一步进行全面排查，通过关、停、转、迁等手用粪便制取沼气，沼渣制成生物有机肥，沼液在牧场段，关闭禁养区内所有的畜禽养殖场。或农田施用或深度处理后排放。而我国由于在该方3．1．2限养区及其治理重点工作面的研究较少。且多偏重于理论研究：至今能够被大(1)限养区：①公路外沿及国道、省道、旅游通道中型养殖场所接受的不多，其原因在于技术、设施投两侧500m以内范围；②城市周边规划区范围；③自资过大。然保护区的缓冲区；④城镇上风向2km范围。养殖场规划设计时，由于没有把畜禽粪便处理(2)限养区治理重点工作：①全面排查区内所有作为集约化畜禽生产的一个重要环节列入畜禽养殖的畜禽养殖场，关停无任何治污设施或治理无望的场建设计划．忽视大量畜禽粪尿对环境和畜禽自身现有规模化畜禽养殖场。②严把审批关，不符合规划的影响，也忽略了经济有效的收集、处理、综合利用要求的区域内不得新建、扩建养殖场。③对污染防治等相关配套技术与设施引进。措施不到位的养殖场提出限期整改建议，整改验收(3)针对养殖场管理乏力，环保政策滞后：针对合格后报主管部门登记。畜禽养殖业环境污染问题，各级政府虽有了一定的3．1．3非禁养区及其治理重点工作认识．但对养殖业污染还不够重视．环保部门在畜(1)非禁养区：行政区域范围内除禁养区和限养牧养殖业污染在和农村环境管理问题上几乎没有区以外的其它区域。相关规定，这样就出现了所谓的政策“真空”。且由(2)非禁养区治理重点工作：①全面排查区域内于畜禽养殖业污染防治涉及农、畜、环、卫等多个部的养殖场，建立养殖档案；②规范环境影响评价制度，门(各部门认识不统一)，资金、技术等方面原因，畜所有养殖场必须通过环境影响评价后方可进行建设禽养殖业污染防治的相关规定未得到有效落实：畜(含新建、改建、扩建)；③对各养殖场提出污染防治要禽养殖业的环境保护缺乏长期有效的政策指导与求，逐步实现污染物的减量化、资源化和无害化。扶持，特别是缺少财政、税收、信贷等方面的优惠政经过太湖流域近年来对禁养区的畜禽场的整治策支持。和关闭，基本达到环保治理目标，今后重点工作是限(4)治污成本高、难度大，企业极性差，政策扶持养区和非禁养区内污染治理。和治污保障机制缺乏：一方面畜禽养殖业是微利行3．2清洁生产．控制源头业，而污染物治理设备、技术和土地投资大、成本在畜禽养殖领域引入清洁生产、生态养殖的概高，且污染物治理工程不能为企业带来直接经济效念，实施“以地定畜、种养结合、土地当量排放为零”益，这制约了养殖业污染治理的开展；另一方面，国的清洁生产。只有从源头上治理畜禽养殖业造成的家对畜禽养殖污染的治理缺乏相应的资金投入，用环境污染，才能以达到“标本兼治”的目的。依据减量地、用电及税收等方面的保障措施，畜禽养殖业污化原则，通过引进良种、调控营养、合理设计畜舍等措染治理的投资几乎是一片空白。 72环绣技2010年l0月施减少污染物的产生和排放量，减少对环境的污染(4)加强环境管理及外围绿化：①利用“干法清3．2．1污染物收集与清洁生产技术规范粪工艺”，减少冲洗粪便的用水量并及时清粪．加强(1)畜禽养殖应逐步采取粪尿分离和干法清粪通风及时排出舍内污染的空气，减少臭气发生；②采方式，减少污水产生和排放，为畜禽粪便处理与利用用对环境友好的消毒剂(高效、低毒、广谱)和消毒措创造条件。采用干法清粪工艺，应及时单独清出畜禽施(紫外线、臭氧、双氧水等)；③粪便贮存设施即要设粪便，实现日产日清，并将产生的畜禽粪便及时运至在生产及生活区的常年主导风向的下风向或侧风向贮存或者处理场所。处，又要位置远离地表水体400m以上，还应有防(2)鼓励应用“生物发酵舍零排放畜禽养殖技雨、防渗、防溢流等措施，防止污染地表或地下水体：术”。大力发展采用投加以有益菌为强势菌的生物发④及时正确做好病死畜禽的无害化处理工作，避免不酵垫料，微生物的降解作用消化畜禽的粪便和尿液．必要的生物源污染；⑤在养殖场内及其周围种植林实现畜禽粪污综合利用、实现污水零排放的新型畜带，即能净化空气，又能杀死细菌、真菌等：在畜舍墙禽养殖场。上种植滕蔓植物、在裸露是地面种草，是防止气味扩(3)畜禽养殖废弃物外运至集中处理场进行堆散、降低场区温度和噪声、提高环境质量有效的手段：肥处理，其贮存、运输器具应采取可靠的密闭、防泄优质的牧草可以作为饲料，草坪和花还可美化环境。漏的卫生安全措施3．3加大无害化处理及综合利用力度．3．2．2具体措施综合利用就是对畜禽粪便中的有机营养物质多(1)良种引进：畜禽良种是高产、优质、高效、环层次地分级利用，使资源和能源循环利用。保畜牧业的基础，也是提高畜产品国际竞争力的条国家鼓励、支持畜禽养殖废弃物集中化、专业化件。加大对良种繁育体系的投资，逐步建成良、繁、处置(集中堆肥和能源利用)，鼓励处理畜禽养殖废推、用相配套的良种繁育体系。引种要遵循消耗少，弃物的有机肥厂的建设，提高有机肥生产技术水平．饲料转化率高，健康、优良原则。生产高肥效、高附加值的商品复合有机肥。专业化集(2)营养调控：饲料是排泄物污染源的主要源中式畜禽废弃物处理处置工厂宜采用“高温好氧堆肥头，改善饲料品质是控制畜禽场污染的手段之一。①工艺”或“厌氧发酵一好氧堆肥工艺”制备商品有机肥。要科学设计饲料配方。本着污染少、成本低、饲料报畜禽养殖废弃物应根据养殖种类、养殖规模、粪酬高的原则，最大限度地提高畜禽对营养物质的消污收集方式、当地的自然地理环境条件以及排水去化率和利用率，以减少粪尿的排泄量，减少对环境的向等因素确定无害化处理与利用的工艺技术路线，污染；②按“理想蛋白模式”，以可消化氨基酸为基根据实际情况采用不同模式进行处理与利用．并择础，采用合成氨基酸，代替一定量的天然蛋白质，可优选择低运行成本的处理技术。畜禽养殖场、畜禽养使畜禽粪尿中氮的排出减少50％左右；③合理使用殖小区、畜禽散养密集区若周边拥有的农田可消纳环保型饲料添加剂如：有机微量元素、益生素与酸化其全部粪肥。可采用“自然堆积发酵工艺”生产粪肥．剂及除臭剂等，可提高饲料利用率．降低有害成分的或者采用“高温好氧堆肥工艺”生产有机肥的方式进排放；同时能增强动物的抗病能力、促进生长、改善动行无害化处理物产品的品质。(1)畜禽养殖场、畜禽养殖小区宜采用相对集中(3)合理选址，科学设计畜舍及设施：①合理的的方式处理处置其产生的畜禽养殖废弃物，宜采用规划选址是保证畜禽安全生产和控制污染的重要条“高温好氧堆肥工艺”生产商品有机肥。件．在规划上，畜禽场应远离城市、工业区和人口密(2)针对一般畜禽养殖场的生产情况和污染治集区的远郊农业生产腹地。在选址上，应距居民区2理情况，此类畜禽养殖场的废弃物处理技术路线应km以上；避开地下生活水源及主要河道；场址要保紧密结合还田利用，其周边应有足够的可消纳肥料持一定的坡度，排水良好；②科学的畜舍设计。采用和沼气、沼液、沼渣的农田。有一定坡度的实体地面．低处设污水沟，实现粪尿自(3)考虑畜禽散养户拆除实际所需时间，畜禽散动分离。舍内净道、料(蛋)流、粪流分离。地面水泥硬养的畜禽废弃物的无害化处置技术，应结合农村实化，以便于清洁；③畜舍内安喷雾降温除尘设施。臭际情况，采用厌氧消化、传统堆沤、传统自然堆积发气常与舍内尘埃结合共同扩散进入空气，除去空气酵等适合农村使用的无害化处理技术。中的尘埃可大幅度地减少舍内臭气．所以要经常喷3．4污水资源化利用及综合处理雾降尘。排水系统实行雨、污分离，暗沟排放，以减少3．4．1畜禽养殖污水处理技术规范污水的产生量。畜禽养殖污水的污染治理应重点控制COD。， 第23卷第5期焦涛等太湖流域畜禽养殖污染治理模式解析及对策研究73BOD，TN，NH一N，TP等污染因子，外排水的水质，应结合的原则，畜禽废渣和污水经无害化处理达到回根据排放去向．达到相关标准；畜禽养殖场、畜禽养用标准后。尽量充分还田，实现资源化利用。殖小区应当建立完备的排水设施(实行雨污分流)并(2)对于无相应消纳土地的养殖场，应配套建设保持畅通：产生的污水应实行污水就地分质处理的集中处理(处置)设施，利用污水生产沼气，粪便制造技术路线，处理采用“厌氧、好氧2段生物处理”工有机肥料或生产其它类型可回收资源等但要避免二艺，其工艺方法应优先选用《畜禽养殖污染防治最佳次污染：同时．还应结合生态示范区建设及无公害农可行技术导则(BAT)》推荐使用的技术，选用脱氮除产品、绿色食品和有机食品的发展，积极促进畜禽废磷效能高的工艺：畜禽养殖场、畜禽养殖小区经应积渣及污水的综合利用。极发展中水回用技术。(3)对于未达到规模化的畜禽养殖(散养、放养3．4．2具体措施。和小规模养殖)户，提倡农牧结合、种养平衡一体化，结合实际情况．养殖场污水处理最佳模式应实鼓励农村沼气池建设，实行能源回收、沼渣和沼液还行固液分离，以厌氧发酵为主要环节，并与自然处理田．尽量消除环境污染，对无任何治污设施或治理无相结合，即对畜禽粪便污水进行资源化实行沼气生望的养殖场应予以取缔。产，处理后的废水用于农田灌溉。这样即节省处理成[参考文献]本．又可获得一定的经济效益。而对无相应土地消纳畜禽养殖废渣、废液的养殖场，必须配套建设相应处[1】国家环境保护部．第一次全国污染源普查公报[R]．北京：中理能力的污水治理设施，处理达标后排放。国环境科学出版社，2010．不同情况养殖场的污染治理，应该因地制宜。【2】李建华．畜禽养殖业的清洁生产与污染防治对策研究【D】．(1)市级以上规模养殖场建设以沼气为纽带的杭州：浙江大学．20o4．能源环境工程模式“沉淀一厌氧发酵”，沼液经处理『31刘培芳，陈振楼，许世远．长江三角洲城郊畜禽粪便的污染负荷及其防治对策田．长江流域资源与环境，2002，l1(5)：后还田，具体可采用“粪便资源化+尿液／冲洗水湿式456—460．发酵与生态循环利用+沼气净化与发电”种养结合。f41黄沈发，陈长虹，贺军峰．黄浦江上游汇水区畜禽业污染(2)市级以上规模无配套土地消纳的养殖场应及其防治对策[J]．上海环境科学，1994，l3(5)：4—8．建设污水处理设施．处理达标后方可排放，具体可采[5】王洋．黑龙江省畜禽排泄物处理的经济分析．哈尔滨：东用“粪便资源化+尿液／冲洗水处理达标排放”。北农业大学。20o8．(3)县级规模养殖场的粪便污水经一级处理(沼【6]李贤辉．农村畜禽养殖污染及治理措施fJ]．中国畜牧杂志，气池或酸化池1后，通过污水管进入集中处理工程，2003，39(5)：58—59．出水用作农田灌溉，或者结合氧化塘、人工湿地等自[7】GROSSMAN，KRUEGER．Economicgrowthand’theenvi—然处理系统，达标排放。ronmentquarterly【Jj．JoumalofEeonomic，1995，3(2)：1—2．【8]KAMEOKAT．Methanefermentationsystemforswine4结论wastewatertreatmentfJ】．JapaneseJounalofZooTechnicalSeienee，2003，2(2)：3—9．畜禽养殖污染防治对策应根据实际情况分类[9】张恒，李延莉，陈丽敏．循环经济：畜禽烘便污染治理之制定。路[J】．江苏环境科技，2008，21(S1)：172—175．(1)对于有相应消纳土地的养殖场，应坚持种养f责任编辑王淑侠)欢迎订阅《环境监控与预警》杂志《环境监控与预警》是经中华人民共和国新闻出版总署批准，由江苏省环境保护厅主管、江苏省环境监测中心主办、南京大学环境学院和江苏省环境监测协会共同协办的期刊。期刊面向全国公开发行，国内统一刊号CN32—1805／X，国际标准刊号ISSN1674—6732。本刊致力于传播和推广先进的环保科技成果，聚焦环境前沿科技．介绍国内外环境监测、环境预警、环境信息等领域的新技术、新成果、新发展，跟踪国家及地方的环境政策、环境标准的变化，推进环境保护科学研究和技术进步．为经济与环境保护协调发展作出力所能及的贡献。读者对象主要是从事环境管理、环境监测、环境监察、环境信息、环境治理、环境科学研究及其他领域的环境工作者。常设栏目有：环境预警、监测技术、信息应用、解析评价、监管新论等。本刊为双月刊，大16开国际标准版，6O页，每逢双月15日出版。国内定价(含邮费)15元，期，全年9O元。电话：025—86575218传真：025—86575220邮箱：hkyyj@163．corn邮局汇款：《环境监控与预警》编辑部(收款单位名称)地址：南京市凤凰西街241号邮编：210036银行汇款：江苏省环境监测协会(收款单位名称)开户行：中行南京凤西分行账号：802226803708091001'