臭氣末端治理技術在規模養殖場中的應用

褚玲娜，韓 強，蔣曉莉，汪開英，江有意

（1.長興縣畜牧獸醫站，浙江 長興 313100；2.浙江大學 農業生物環境工程研究所，浙江 杭州 310058；3.長興和平肥豬閣家庭農場，浙江 長興 313103）

近年來，從《環境保護稅法》《大氣污染防治法》等法律法規的相繼修訂，到《畜禽糞污資源化利用行動方案（2017—2020年）》《鄉村振興戰略規劃（2018—2022年）》等方案的陸續出臺，可以看出國家對環境保護越來越重視，特別是對養殖環境提出了更高要求。為解決畜禽養殖環境污染問題，規模養殖場做好臭氣減排工作勢在必行。

1 養殖場臭氣來源

養殖場產生的臭氣主要來自畜禽糞便、尿液、體表污物、皮脂腺和汗腺分泌物以及呼吸等，其中以氨氣、硫化氫、吲哚、糞臭素刺激性味道最為突出。畜禽糞污在運輸、放置和處理（如堆肥或厭氧發酵等）過程中被微生物分解也會產生臭氣[1]。

2 臭氣的特點

一是連續產生、時段性明顯。由于畜禽養殖是個連續的生產過程，因此臭氣的產生和排放也是不間斷的。但受動物活動、飼喂及舍內清潔等生產活動的影響，臭氣濃度具有明顯的時段性。例如，晨間和午后豬舍的氨氣（NH3）排放量較大[2]。二是易受溫度、相對濕度、通風等因素的影響。夏季溫度升高，加快了微生物的分解速率，臭氣排放速率隨之加快。濕度增加，畜禽舍內墊料和糞污的含水率增加，臭氣的排放速率下降。畜禽舍的通風量增大，會促進尿素中氮的分解，進而增加NH3等臭氣的排放。

3 臭氣末端治理技術

基于臭氣的特征，養殖場的臭氣治理應從源頭減排、過程控制和末端處理3個方面著手。本文就末端處理進行闡述，主要包括糞污固液分離、對養殖場各污染源（如畜禽舍、糞污處理區）排出的臭氣進行收集和處理等。此外，堆肥過程中的參數控制以及密封式發酵堆肥也可以減少臭氣產生。

3.1 糞污固液分離

糞污固液分離后，畜禽糞污中的有機固體會顯著減少。有研究表明，豬糞和牛糞經固液分離后，有機固體分別減少10%～15%、30%～50%。此外，固液分離也會使糞污中NH3的排放量顯著減少。固液分離后的干糞主要有堆積發酵和發酵罐發酵2種處理方式，污水主要有工業化處理、膜處理、氧化塘多級凈化處理等方式[3]。

3.2 畜禽舍/糞污處理區的臭氣收集與處理

為減少畜禽舍、糞污處理區、堆肥車間等區域的臭氣排放，一般在以上場所的墻壁上安裝負壓風機用以抽取臭氣，負壓風機排出氣體端設置臭氣收集與處理間。臭氣收集與處理間內通常設置除臭擋網系統，通過噴灑除臭劑、紫外光解等措施，降低臭氣濃度。以浙江新擴建的萬頭以上百家豬場為例，末端噴淋除臭技術逐步得到應用和推廣，有67家采用了“在豬舍出風口收集臭氣后噴淋處理”的方法[3]。2021年長興縣有3家新擴建萬頭以上規模豬場均采用末端噴淋除臭技術，其中1家在糞污處理區應用多層過濾減臭殺菌系統對臭氣進行收集、處理，使其達標排放。多層過濾減臭殺菌系統主要由封閉棚、風機、過濾器、噴霧控制器和除臭殺菌劑發生器組成。臭氣通過過濾器時，水溶性成分被吸附，有機成分被微生物氧化分解，最終產物是CO2和水；含氮和含硫化合物被轉化為硝酸鹽和硫酸鹽，使臭氣得到了凈化，除臭效果明顯。另外2家為“高樓養豬”，采用高壓霧化生物除臭技術，該原理是利用高壓泵組，將按照一定比例添加了次氯酸成品藥劑或植物除臭劑的溶液加壓，經高壓管路至高壓霧化噴頭，形成飄飛的霧滴，霧滴快速混合到空氣中，與空氣中臭味因子發生吸附、分解等反應，從而達到除臭、消毒、殺菌的目的，同時還能達到加濕、降溫、降塵等多重效果。

除臭擋網一般采用塑料網材，設置兩層或兩層以上過濾網膜，用于吸附排出氣體中的粉塵。同時，擋網上的水能夠吸附臭氣中的可溶性成分，達到除臭的目的。此外，除臭擋網還可以結合噴灑除臭劑或配套紫外光解技術等綜合除臭。因除臭擋網系統運行費用低和處理效果好，被逐步推廣使用。該系統目前常用的裝置為“擋網+噴霧”裝置[2]。應注意擋網的安裝位置，安裝距離過近，會影響舍內風速；安裝距離過遠，加大占地面積。對于裝置中噴淋液的使用，應根據季節和地理環境等特點，使用1種或2種及以上噴淋液[2]。需要注意的是，除臭擋網應進行定期清潔，以保證通風順暢和除臭系統正常運行。

3.3 堆肥過程臭氣處理

3.3.1 改善堆肥條件 可通過改善堆肥條件減少臭氣排放。通風、翻堆頻率和C/N比是影響堆肥品質、臭氣排放的重要因素。通風速率越大，NH3釋放量越高[4]。同時，通風方式對NH3排放也有影響。研究表明，高強度通風、間歇性通風比持續性通風產生的NH3量均少[5]。翻堆頻率通過影響堆肥的發酵速度而影響臭氣排放。翻堆頻率越大，NH3排放量越高。趙晨陽等[6]研究發現，豬糞條垛堆肥的翻堆頻率提高，NH3的排放量相應增加。選用合適的C/N比不但能夠保證堆肥質量，還能夠減少臭氣排放。

3.3.2 外源添加法 除改善堆肥條件外，好氧堆肥過程中加入除臭劑，也能顯著改善堆肥質量并降低NH3釋放，同時不會對堆肥產生負面影響。堆肥除臭劑主要包括化學除臭劑、物理除臭劑和微生物除臭劑。

化學除臭劑主要有2種：一種是磷酸、檸檬酸等弱酸和硫酸鋁、明礬等含酸的鹽，由于氨在堿性條件下比在酸性條件下更容易揮發，當糞便中pH值下降時，NH3轉化為NH4+，NH3的排放量減少。弱酸及含酸的鹽就是通過降低堆肥中的pH值來調節NH3和NH4+的比例，從而減少堆體中NH3等臭氣的排放。另一種是金屬鹽類，如硫酸銅、氯化鎂、硫酸亞鐵等。金屬鹽類可與氨發生水解反應，生成銨鹽，從而達到固氮減排的目的。黃懿梅等[7]研究發現，與未加磷酸鈣的堆體相比，加入磷酸鈣的堆體NH3減排50%。需要注意的是，金屬鹽類的加入使銅、鐵等重金屬沉積，肥料施到種植基地后可能使土壤受到污染，因此建議該方法少用。

相較于化學除臭劑而言，物理除臭劑的減排方式以吸附為主，較為緩和，且除臭劑價格低，無二次污染。物理除臭劑主要有沸石、鋸末、秸稈及膨潤土等。這類物質表面孔隙較多，通過分子間的范德華力將臭氣吸附。李冰等[8]研究發現，向堆體中分別添加食用菌渣、稻草、油菜秸稈3種輔料，可分別降低61.55%、35.12%、17.26%的NH3排放。不過不同材質的物理除臭劑對臭氣吸附效果不同，且物理除臭劑在使用過程中，隨著溫度的升高，可能會釋放已經吸附的臭氣，吸附效果不穩定。

生物除臭劑主要有枯草芽孢桿菌、嗜糞乳桿菌、假絲酵母菌等微生物。微生物的代謝產物乙酸、乳酸等會在堆肥中形成酸性環境，從而抑制腐敗物質的產生，但單一微生物除臭效果較差。目前常見的生物除臭劑是多種菌種復合使用，以改善堆肥中菌群體系，達到最佳除臭效果。孫瑞鋒等[9]向雞糞中添加0.1%枯草芽孢桿菌，NH3排放量減少了16.75%～20.35%。生物除臭劑除臭效果好且無二次污染，但由于不同微生物菌種對臭氣的影響不同，有些微生物菌種起不到除臭作用，所以需謹慎選擇。此外，在堆肥過程中，隨著腐熟程度的加深，堆體溫度不斷升高，有些不耐高溫的微生物可能會失活甚至死亡，因此需及時調整菌種類型和接種量。

3.4 密閉式堆肥

傳統的敞開式堆肥周期長，堆肥過程中臭氣會散發到環境中。密閉式堆肥不但能大大縮短堆肥時長，且由于密封性好，臭氣經過處理后排放，不會逸散到空氣中。密閉式堆肥系統一般由堆肥反應器、進料系統、通風和攪拌系統、傳動系統等組成。堆料進入反應器后，由葉片對肥料進行攪拌，同時向反應倉內部通入空氣。該系統可調節攪拌頻率和通氣量，使肥料在反應倉內均勻發酵，提升有機肥品質。

4 結論

隨著畜牧業生產規模的擴大和集約化程度的提高，畜禽養殖場產生的惡臭所造成的危害已引起廣泛關注，因此要做好養殖場除臭管理工作，推廣應用減臭技術，實現養殖臭氣的科學減排。