邱昌穎 福建省農業廳 350003
福建省生豬規模養殖場糞污治理主要技術模式的集成與分析
邱昌穎福建省農業廳350003
在分析研究福建省自然、氣候條件,并實地調研各地生豬規模養殖場糞污治理的基礎上,對福建省生豬規模養殖場糞污治理的主要技術進行了梳理和分析,總結集成了5種糞污治理主要技術模式及其原理、工藝流程、優劣勢和適用范圍,并提出具體建議。
生豬規模養殖場糞污治理技術模式
生豬是福建省畜牧業當家品種,生豬養殖面源污染問題已引起政府、社會、媒體的高度關注。近年來,福建大力推進生豬養殖污染防治工作,力度空前,成效顯著。但在治污過程中,對治理技術模式的研究探討是一個薄弱環節,總結提煉一批適合福建資源環境特點且經濟高效適用的治理技術模式已迫在眉睫。本文根據近年來福建生豬養殖污染治理的工作實踐,對治理技術模式進行探討,為加快推進福建生豬養殖污染防治提供參考。
福建省是全國生豬優勢產區,有5個設區市年出欄生豬超過200萬頭,7個縣(市、區)被農業部確定為生豬調出大縣,有11個縣(市、區)被農業部列為生豬良種補貼縣,11個生豬養殖企業年出欄生豬超10萬頭,4個養豬企業榮獲過國家級產業化龍頭企業。2015年,福建生豬出欄總量1 707.8萬頭,產值近300億元,占全省畜牧業產值的50%以上,是福建省畜牧業的第一大產業。近年來,福建生豬規模化養殖水平不斷提高,2015年全省年出欄500頭以上的規模豬場出欄商品豬數量占全部出欄量比重達83.75%,規模化率高出全國平均水平一倍,位居全國前列。然而,在福建省生豬規模化發展進程中,也存在一些生豬規模養殖場糞污處理設施不夠完善等問題,形成眾多的點源污染,給生態環境造成一定程度的影響,生豬養殖污染仍然是農業面源污染的首要因子[1]。
2014年,國務院《畜禽規模養殖污染防治條例》生效實施以來,福建省委省政府高度重視,認真貫徹落實條例精神,以省政府名義先后出臺了《進一步加強生豬養殖面源污染防治工作的六條措施》及其《實施意見》,綜合采取“關閉拆除、改造升級、規范處理、綜合利用、總量控制”等措施,并投入省級以上財政資金8.03億元,重點扶持可養區存欄1 500頭以上生豬規模養殖場實施以糞污治理為主的標準化改造,市縣負責存欄250~1 500頭生豬規模養殖場標準化改造。通過近兩年的努力,全省已關閉拆除禁養區生豬養殖場8.3萬家,消減存欄生豬796.4萬頭,基本完成了關閉拆除工作,并已完成3 704家可養區生豬規模養殖場標準化改造,超過總任務的三分之一,生豬養殖污染治理成效顯著,走在全國前列。
在生豬養殖污染治理工作推進過程中,筆者深切地感受到,雖然國家已出臺了一系列畜禽養殖污染治理的技術規范、標準,也涌現了諸多的新技術、新模式,但能與福建省不同區域獨特的資源環境相適應的并不多,這與福建省當前生豬養殖污染治理的新形勢是不相適應的。因此,加強生豬規模養殖場糞污治理技術研究,系統歸納總結適合福建不同資源環境條件的治理技術模式,對加快推進生豬養殖污染治理、確保生豬產業永續發展具有重要意義。
福建省地跨南亞熱帶和中亞熱帶兩個氣候區。南亞熱帶地區約占全省土地面積的四分之一,包括閩東南沿海的漳州、廈門、莆田、泉州、福州部分縣區等35個縣(市、區)[2];中亞熱帶地區約占全省土地面積的四分之三,包括南平、三明、龍巖、寧德、福州市部分縣區以及泉州德化等46個縣(市、區)[3]。由于兩個區域氣候差異明顯,對生豬養殖糞污治理技術的影響也十分明顯。例如,處在閩北的南平市為中亞熱帶季風氣候,冬無嚴寒,年均氣溫19.3℃,無霜期268 d,年降雨量1 660 mm;處在閩南地區的漳州市為南亞熱帶地區,年均氣溫21℃左右,無霜期330 d以上,年降雨量1 000~1 700 mm[4]。因此,對沼氣的厭氧發酵、單位面積沼液沼渣的綜合利用量等,有明顯的影響。
同時,福建省素有“八山一水一分田”之稱,田地較少,而山地資源豐富,土地對生豬糞污的消納能力較弱;境內河流眾多,大小河流共663條,且在省內自成體系并入海,基本不與外省交叉,年平均水資源總量為1 181.7億m3,人均水資源3 465 m3,是全國人均水資源的1.61倍[5]。最大河流閩江,主干流長559 km,流域面積6.1萬km2,流量為1 980 m3/s,超過黃河流量[5];第二大河流九龍江,干流長度258 km,流量為446 m3/s。獨特的水環境條件對生豬糞污治理有著更為嚴苛的要求,而且,福建降雨時空分布不均,每年雨季主要集中在4~9月,降雨量達到全年的七八成[4],雨季雨量集中,也對生豬糞污綜合利用產生了十分不利的影響。
綜上所述,我省獨特的資源環境條件,對生豬糞污治理有著獨特的影響,加上不同養殖場養殖規模、糞污收集設施、周邊消納地面積、綜合利用水平、污染治理技術選擇等的差異,均對生豬糞污的治理技術有著不同的要求。因此,因地制宜地采用科學、合理、有效的糞污治理技術,集成經濟、高效的治理模式,直接關系到福建省生豬養殖污染治理的成效。
兩年來,筆者在實地走訪調研福建各地生豬規模養殖場糞污治理現狀、研究分析不同的污染治理技術及各地不同的污染治理模式和特點等基礎上,結合國家畜禽養殖污染治理技術政策和我省資源環境特點,總結并集成了以下適合不同規模養殖場且經濟適用的糞污治理技術的主要模式,供生豬規模養殖場糞污治理時參考借鑒。
3.1“厭氧+能源生態”模式該模式是種養結合模式,生豬養殖場的豬糞、尿全進全出,沼氣作為農村能源綜合利用。該模式要求養殖場周邊有足夠的農田消納厭氧發酵后的沼液、沼渣,養殖業與種植業的規模要配套。該模式具有成本低、技術單元少等優點,但需要配套與養殖規模相適宜的消納地,且常溫發酵對外界自然氣候條件有所要求。主要適用于年出欄1 000頭以下生豬規模養殖場,南亞熱帶地區尤為適宜。工藝流程圖見圖1。
3.2“堆肥+沼液還田利用”模式該模式通常包括糞污收集貯存、預處理、厭氧處理和沼液沼渣儲運等過程,將固體糞便堆肥處理后異地還田利用,污水經過沼氣發酵后輸送到田間沼液貯存池,還田利用。通過固體糞便的堆肥處理,減輕對周邊消納地要求的壓力。主要適用于年出欄3 000頭以下,周邊消納地不能完全配套的生豬規模養殖場。工藝流程見圖2。
3.3“堆肥(有機肥)+廢水利用為主”模式該模式是以資源利用為主的能源生態模式,輔以適度的好氧處理設施、設備。采取干清糞、固液分離等源頭污水減量措施后,糞便經過堆肥或加工成有機肥,污水經過厭氧處理后,以綜合利用為主,同時配套污水處理設施、設備,以減輕對消納地要求的壓力。主要適用于年出欄5 000頭以下的生豬養殖場或進行養治分離的分散養殖密集區。工藝流程見圖3。
3.4“有機肥+廢水處理為主”模式該模式是糞污資源循環利用和工程處理技術相結合的污染治理模式。糞便處理以生產有機肥為主,廢水在綜合利用的基礎上,以廢水處理為主,實現達標排放。特別在當前對污水排放要求越來越嚴格的趨勢下,部分養殖企業已經考慮通過MBR等深度處理技術來實現達標排放。主要適用于年出欄5 000頭以上的生豬養殖場。工藝流程見圖4。
3.5“發酵床養殖”模式該模式是以墊料床消納畜禽糞污為主要環節的污染防治模式。利用微生物發酵控制技術,將微生物與鋸木屑、谷殼、秸稈或其他基質按一定比例混合,進行高溫發酵后作為有機物墊料,制成發酵床,并將豬飼養在發酵床上,其排出的糞尿在墊料中通過微生物及時降解,減少臭氣(硫化氫、氨等),從源頭上控制養豬造成的環境污染。目前,由該模式改進的“微生物異位發酵床”模式克服了直接在發酵床上飼養、溫度過高、空氣中粉塵多等弊端,在實際生產中更有推廣意義。該模式能徹底清除畜禽糞尿,實現零排放,無污染、無異味,但對墊料來源、管理操作有一定要求。主要適用于墊料易于獲得地區的生豬養殖場。工藝流程見圖5。
上述集成的技術模式,不是僵化的組合,在實際運用過程中,應根據養殖場的實際情況,因地制宜地加以靈活應用。
1)對于地處南亞熱帶的福建東南部沿海區域,針對地處平原、積溫高、無霜期長、作物復種指數高等有利于沼氣厭氧發酵、沼液沼渣綜合利用等特點,應大力推廣以沼氣為紐帶的種養結合、廢棄物綜合利用為主的生態型治理模式。
2)對于以山地丘陵為主的內陸區域,針對山地林地多、田地少、土地總體的消納能力較弱的特點,宜推廣以畜禽糞便為原料進行堆肥或生產有機肥的模式,進行異地消納,既減少污染排放,又促進生態農業的發展。
3)針對福建省雨季雨量集中、時段較長的特點,在注重雨污分離的同時,對于以種養結合綜合利用為主的規模化養殖場,應特別注重根據當地雨季和雨量的情況,配置足夠的儲液池或配套適當規模的污水工程處理設施,確保雨季污染物不外排。
4)針對福建省雨量大、水網發達、污染物容易進入水體的特點,建議在環境敏感或消納地不足的區域,應以配套建設廢水處理為主的環保工程治理設施,或采用“微生物異位發酵床養殖”模式,確保達標排放或零排放。
[1]游武.福建省生態農業建設的回顧與發展對策[J].福建農業科技,2015(10):82-84.
[2]潘東明,鄭益智.福建省南亞熱帶作物產品生產和營銷[M].福州:海風出版社,2004.
[3]吳志強,林文雄,鄭世慶,等.福建中亞熱帶農業生態類型的成因與發展機制[J].福建農林大學學報(自然科學版),1994 (3):358-362.
[4]連衛中.關于福建流域水環境的污染治理研究[J].環境科學與管理,2015(11):116-120.
[5]宋建忠.福建省閩江流域水環境質量現狀和整治對策建議[C].北京:中國環境科學學會學術年會論文集,2012:1194-1197.
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1003-4331(2016)04-0032-04