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辽宁规模猪场畜禽粪污处理现状和展望

2019-01-22姜海斌沈阳农业大学

中国畜牧业 2019年2期
关键词:养猪场粪污规模化

文│姜海斌(沈阳农业大学)

随着国民经济的发展,国家提出建设“菜篮子工程”,规模化养殖场也得到了大力发展。由于大部分养殖企业重养殖轻生态的观念,导致养殖场附近的环境受到污染。根据全国第一次污染源普查数据显示,我国规模化畜禽养殖场化学需氧量(COD)排放量为1268.26万吨,占全国41.9%,占农业源95.8%;总氮排放量为102.48万吨,占全国21.7%,占农业源37.9%;总磷排放量为16.04万吨,占全国37.9%,占农业源56.3%。畜禽养殖业源污染物(COD)排放量已经成为我国三大污染源之一。同时,近几年南方水网和洞庭湖区域生态压力加大,国家将东北和内蒙古划为养殖业的潜力发展区,大批养殖企业纷纷北上,发展速度迅猛。有专家认为这样的“南猪北移”还是有风险的,尤其是生态脆弱区和水资源缺乏地区。因此,要控制养殖规模,做好环境评价、评估。

一、养殖现状

1.建筑不合理,养殖场密集分布。养猪场根据饲料原料地、市场需求、政府开放程度等因素,选择养殖场建场位置,且密集分布。大北农分别在大连、沈阳、锦州、葫芦岛建设规模化养殖场,并且共在锦州北镇地区建立三个规模化种猪场和一个公猪场,之间距离在5千米以内;牧原分别在朝阳、鞍山、铁岭建设养猪场,并且在铁岭县建三个养猪场;温氏在朝阳县有两个种猪场,北票市有两个种猪场,建平县也有两个种猪场,正邦企业在盘锦也建有养猪场。

2.种养脱节,自有土地不足。有的养殖企业仅对建场地址、养殖规模、粪污存贮地等做到了规划,但没有相应的粪污消纳场所。2018年农业农村部印发《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》中表述,规模化养殖场在固体粪便堆肥外供、肥水就地利用的情况下,每亩水稻种植可承载2.3个猪当量,种植玉米可承载2.4个猪当量[指用于衡量畜禽氮(磷)排泄量的度量单位,1头猪为1个猪当量]。一个年存栏10000头种猪的规模化养殖场,所需要消纳粪污的匹配土地接近280公顷。现代养殖场多建设在村落边缘地区,距离村落3~5千米,周边土地都为农户所有,农户习惯了化学肥料的方便使用,同时不愿意继续投资,对畜禽粪污的了解和认可度不高,导致养殖企业和拥有土地的农户联系不大。从而出现了养殖的只管养殖,种地的只管种地,大量的土地由于长期使用化肥,pH值降低,土壤肥力下降,养殖场的有机肥资源得不到有效利用。

3.环保设施单一,利用率低。养猪场地环保设施单一,畜禽粪污从养殖舍内通过管道收集到集粪池,通过固液分离机将固体粪便和粪水分开,固体粪便直接堆放发酵,液体粪水进入露天氧化塘自然发酵。粪便在集粪池通过搅拌泵搅拌均匀,使粪便里的大量有机物溶解到水里,使得粪水里的COD、总氮升高,加大后续处理的难度。粪水在氧化塘里自然氧化,分解速度慢,很大一部分氨氮都蒸发到空气中,加大温室气体的排放。同时养殖场没有除臭设施,养殖舍内氨气浓度较大,影响牲畜生长。夏季风向变动以后,生活区人员或周围农民都受到臭气的影响。

4.饲养人员环保意识差,水、兽药、饲料严重浪费。养猪场多使用刮粪板清粪和水泡粪方式清理粪便。刮粪板长期使用后会有卡住的情况,以及粪污在管道口堵塞,饲养人员会使用大量清水冲洗;饲喂牲畜过程中水槽内的水不能完全利用,没有单独收集管道,饲料和饲喂水同样排入粪污管道。牲畜生病以后,大量使用兽药,但效果不好。

5.行业低迷,猪价不理想。养殖业属于微利行业,小型养猪场没有多余的资金投入环保部分。2018年东北地区生猪价格长期低于10元/千克,大部分企业都处于亏损状态,仅能维持生产。

二、存在问题

畜禽粪水用作肥料供农作物生长使用尚处于摸索实验阶段,没有现行标准用以比照。笔者主要参照《畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)》和《农田灌溉水质标准(GB5084-2005)》,委托第三方检测公司对氧化塘存贮一年的畜禽粪水做出检测。畜禽养殖粪水的化学需氧量(COD)为2450毫升/升,和新鲜粪水的5500毫升/升相比,数值降低明显。总氮(TN)为612毫升/升,总磷(TP)为22.6毫升/升。畜禽粪污含有丰富的营养物质,是一种没有做到有效利用的资源。随饲料添加剂添加到饲料里的重金属元素有镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)、铬(Cr),在畜禽粪水中均处于很低数值或未检出,这与赵君怡的研究结果相一致。畜禽粪水的pH值为7.65,符合《农田灌溉水质标准(GB5084-2005)》的要求,蛔虫卵的数量为6个/10升,明显低于《畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)》。部分检测指标符合标准的同时存在以下问题:

1.粪大肠菌群超标严重,未达到无害化。畜禽粪水检测出的粪大肠菌群高达2400000个/升,这与《畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)》中要求每日最高排放浓度为10000个/升相比,相差太多。造成这样的原因可能是新鲜的粪水与自然发酵的粪水混合,从而使畜禽粪水里面的粪大肠菌群升高。

2.重金属元素锌含量过高,猪只不能全部吸收。铜是仔猪生长发育不可或缺的微量元素。据了解,铜元素能抑制肠道有害微生物菌群,促进有益微生物菌群的生长,改变肠道微生物结构,从而促进机体生长。锌同样促进动物生长发育,主要体现在:一方面通过增加食欲,提高采食量和饲料消化率而促进生长;另一方面,通过提高机体免疫力,增加机体抗氧化能力,增加某些酶蛋白的合成,加强合成代谢,从而促进机体生长。通常人们进入一个误区,越高的添加量越促进生长,导致添加量越来越高,同时动物能够吸收的又是微量,从而导致大部分的铜、锌元素随粪便排出体外。董元华等提出铜、锌虽然是植物生长的必需元素,但过量同样会对植物造成损害。畜禽粪水检测结果,显示铜的含量为0.16毫克/升,锌的含量为2.99毫克/升,在《农田灌溉水质标准(GB5084-2005)》中,水生作物铜的控制标准为0.5毫克/升(旱作1.0毫克/升),水生作物铜的控制标准为2毫克/升(旱作相同),对比以后发现,畜禽粪水中锌的含量明显高于《农田灌溉水质标准(GB5084-2005)》中的规定,不适宜长期使用此养殖场畜禽粪水施用农田。

3.盐分过高,易导致土壤盐化。《农田灌溉水质标准(GB5084-2005)》中规定,非盐碱地区农田灌溉水水质控制项目标准中,全盐量为1000毫克/升(盐碱地区为2000毫克/升)。畜禽粪水的检测结果为全盐量2870毫克/升,明显高于标准要求。造成这样的结果主要是饲料中添加食盐(NaCl),仔猪和空怀猪、分娩猪的饲料中,食盐的含量多为0.2%~1.5%,大量食盐经过猪只消化道以后还是以食盐的形式排出体外,并没有被吸收,导致畜禽粪水中盐分含量很高。另外,由于火碱(氢氧化钠,NaOH)价格低廉,消毒速度快,部分养殖场的消毒盆、保育舍水泡粪工艺的地下粪沟冲洗,都是用火碱消毒。饲养人员在发生传染病的情况下,会加大火碱的用量,认为这样就可以达到消毒的效果,但带有火碱的消毒用水并没有单独收集起来,随畜禽粪便一同进入集粪池,最终与氧化塘里面的畜禽粪水混合,从而造成畜禽粪水整体的盐分升高。赵君怡等介绍应用猪场废水灌溉后,表层土中的Ca2+和Mg2+会被钠置换,因此,淋溶液中的Ca2+和Mg2+浓度会随钠施入量的增加而增加,Ca2+和Mg2+属于造成土壤盐化的八大离子,所以需要注意施用畜禽粪水对土壤盐化的影响。

三、研究展望

国务院《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》明确工作目标:到2020年,建立科学规范、权责清晰、约束有力的畜禽养殖废弃物资源化利用制度,构建种养循环发展机制,全国畜禽粪污综合利用率达到75%以上,规模化养殖场粪污处理设施装备率达到95%以上,大型规模养殖场粪污处理设施装备配备率提前一年达到100%。东北地区规模化养殖尚处于初期发展,但畜禽粪污导致的环保问题同样需要重视起来,生态和发展并驾前行。畜禽粪污排放到环境中,臭味不但影响动物的生长和人类的心情,而且还会对地表水、地下水、土壤造成污染,污染后修复需要花费更大的费用,同时也会面对巨额环保税的征收,因此做好畜禽粪污资源化利用至关重要。东北地区拥有种植作物土地,但是如何做到种养结合、生态循环,还需要我们去摸索、实践,由此提出以下几点建议:

(1)国家的大部分补贴政策集中于有机肥和沼气项目,东北地区温度低,黑龙江部分地区冬季可达-40℃,沼气无法运行,并且部分企业没有沼气设备对畜禽粪污厌氧发酵。多数的养殖场刮粪板刮粪和水泡粪工艺并存,畜禽粪污末端所产生的粪水远大于干粪量,一个存栏5000头种猪的规模化养殖场产生粪水可达150~200立方米,一年的畜禽粪水高达72000立方米,需要大量的土地来消纳畜禽粪水,并且需要购买污水泵、铺设管道和灌溉设备等,建议国家将补贴政策倾斜到畜禽粪水农田利用上,解决畜禽粪污还田“最后一公里”的问题。

(2)供应饲料的公司改变饲料配方,减少锌元素的添加,同样减少食盐(Nacl)的加入,这样就可以减少末端畜禽粪水锌元素和盐分过高的问题。

(3)部分养殖场使用火碱消毒的问题严重,建议改用聚维酮碘、过氧乙酸等温和消毒药物,减少畜禽粪水中的盐分。

(4)东北地区沼气池使用较少,畜禽粪水中的粪大肠菌群等有害细菌微生物存活率较高,加入臭氧、紫外线或氯制剂消毒(可能带来二次污染,应谨慎使用),集粪池加入聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化铝(PAC)等混凝剂药物,提高固液分离分出的干粪。

(5)培养饲养人员环保意识,减少用水量浪费;强化养殖技术,减少抗生素类药物的使用。抗生素残留和细菌抗性基因(ARGs)同样威胁人类的生存。

(6)开展畜禽粪污农田种植试验,确定畜禽粪水的安全性,推荐农户使用规模化养殖场畜禽粪污,铺设粪污管道等设备设施来运输粪水,从而使规模化养殖场和农户土地连接起来,种养业真正结合。

(7)长期监测施用粪水的土壤、农户的灌溉用水和生活用水的基本指标以及避免重金属污染等。

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