福建省生猪养殖污染状况及治理对策
1 生猪养殖污染的现状 十几年前，一些农村小型生猪养殖场的建设与发展，从一开始就缺乏规划与指导，大多数养殖场都是从中小规模养殖开始，经过几年积累发展壮大，很快就达到存栏数2 000～5 000头的规模。养殖场规模扩大后，粪污量也增大，从而加大了农村环境压力。这些养殖场由于选址、设计、布局比较随意，所以都存在许多弊病。调查时发现仍有30%的生猪养殖场就建在村边的自留地或荒坡上，所建的猪舍又比较简陋，存在雨污不分、干湿不分的问题，造成了污水乱流，粪便乱堆现象较为严重。多数养殖场址都选择在水源边，取水方便，因此污染物就顺流而下，最终都排入大江大河。 福建省规模化生猪养殖场的环境污染问题主要包括以下5个方面： 1.1 污染水体 含有大量的生物耗氧量（BOD）、化学耗氧量（CODcr）、悬浮物（SS）、大肠杆菌、蛔虫卵、氮和磷等与水体污染有关的生化物质。这些规模化养猪场的高浓度的有机污水直接排入江河湖泊水库，造成水质不断恶化，而且粪水中高浓度的N、P将会造成水体富营养化。粪水直接排入鱼塘水库，会导致对有机物污染敏感的水生物死亡、绝灭，严重威胁水产业的发展。其有毒、有害成分还易渗入到地下水中，严重污染地下水源，将使地下水溶解氧含量减少，水体中有毒成分增多，失去使用价值。 1.3 危害农作物 高浓度的污水随溪水等进入农田、灌溉渠道，会使作物徒长、倒伏、晚熟或不熟，造成严重减产。甚至毒害作物，出现大面积腐烂。据调查，一些规模化养猪场的“肥水”对周边下游农作物造成危害，农民要求赔偿的纠纷案件时有发生。 1.4 兽药与饲料添加剂残留污染 规模化养猪场为了生猪的健康快速成长，会使用各种兽药、微量元素和添加剂，如硒、铜、锰、砷等，某些微量元素被生猪吸收的比例很小，大部分通过生猪粪便排出，铜锌在猪粪便中排泄量占总排量的95%以上。高铜、锌不仅抑制农作物生长，并通过作物的积累危及人类健康。 2 生猪养殖污染治理对策 笔者认为要达到以上治理目标，首先应该坚持生猪养殖污染治理的4条原则： 2.1 农牧结合，循环利用原则 与工业废弃物不同，生猪粪便和污水中含有大量植物生长所需的营养物质，将生猪养殖废弃物经过无害化处理后回归于农田，不仅可以实现氮磷循环利用，同时也减轻因随意排放而造成对土壤、水体和空气的污染。 2.2 转变方式，清洁生产原则 应改变目前生猪养殖过程中主要采用水冲洗清除粪便方式。水清粪存在用水量大，污染物含量高，污染量增大等问题。应鼓励养殖场转变养殖方式，倡导污染物“减量化”的科学清粪方式，积极推进猪栏改造，使用干清粪和低排放等清洁生产技术，从源头减少养猪粪尿污水的排放数量，为后续处理减轻压力，减少污染风险，降低治污成本。 2.3 强化监管，达标排放原则 鉴于我省生态功能要求高，养殖场粪污排放量大，要重点排查水源保护区、自然保护区、居民生活取水区等禁养区和环境敏感区内密集散养和养殖小区情况，严格执行限期关闭和搬迁的规定，加强规模养猪场污染物排放监管，新建生猪养殖场从严进行环境影响评价报告“三同时”和环保验收。整改扩建生猪养殖场需配建合理的废弃物处理设施并保证常年运转。注意气候变化及冬季运行实际效果的同时应强化重点监测。环保部门应建立各猪场排污治理档案，定期检查与临时抽查相结合，促使猪场治污设施正常运转。 3 生猪养殖污染治理主要模式 其适用范围及条件：养殖规模在存栏（以猪计）2 000头及以下的应尽可能采用模式I或模式Ⅱ处理工艺；采用模式I或模式II处理工艺的，养殖场应位于非环境敏感区，周围的环境容量大，远离城市，有能源需求，周边有足够土地能够消纳全部的沼液、沼渣。采用干清粪工艺的养殖场，不宜采用模式I处理工艺，固体粪便宜采用好氧堆肥等技术单独进行无害化处理。当采用干清粪工艺时，清粪比例宜控制在70%。 模式I的基本工艺流程见图1。 模式II工艺适用于能源需求不大，主要以污染物无害化处理、降低有机物浓度、减少沼液和沼渣消纳所需配套的土地面积为目的，但养殖场周围具有足够面积土地全部消纳低浓度沼液，并且有一定的轮作土地面积。废水进入厌氧反应器之前应先进行固液（干湿）分离，然后再对固体粪渣和废水分别进行处理。 工程建设的目标是尽可能多生产沼气，并实现沼渣、沼液的综合利用。猪粪便废水经厌氧消化后，剩余的沼渣、沼液可作为优质有机肥，用于绿色食品生产，使粪便得到能源、肥料等多层次资源化利用，最终达到区域内猪场粪污的“零排放”，这种工艺遵循了循环农业原则，具有良好的经济、环境和社会效益。其工艺主要特点：一是猪场的干粪清除后，污水可全部进入厌氧池；二是沼气产量大，可以直接利用；沼液、沼渣量相对较少；三是建池费用大，运行费用低，操作简单，管理方便。 3.2 能源环保型[模式Ⅲ] 生猪养殖场“能源环保型”污水治理工程，是指猪场的污水治理首先获取沼气能源，然后将直接排入自然环境为最终目的的工程。该工程要求最终出水达到国家规定的排放标准。此类型净化工程一般用于养殖场周边环境无法消纳厌氧消化液，必须将其进行达标处理后排放。该模式适用于猪存栏大于3 000头的万头及以上的规模化养殖场，污水处理量每天大于50m3。项目周边排水水质要求高，沼渣沼液无充足农田利用，出水必须达标排放。本模式建设需按养猪数量配备一定面积的人工湿地和植物氧化塘。
该模式建设目标：实现污水达标排放。固体粪便制作有机肥，并利用沼气如用沼气发电降低污水处理能源消耗。此类工程项目具有良好的环境、社会效益。目前该类工程一般采用先进高效的厌氧消化工艺与反应器（CSTR、UASB、UAF、USR、DFR），与先进的好氧反应工艺（SBR、IC塔生物接触氧化法）相结合的典型工艺路线。模式Ⅲ基本工艺流程见图3。 能源需求不高且沼液和沼渣无法进行土地消纳，废水必须经处理后达标排放或回用的，应采用模式Ⅲ处理工艺。废水进入厌氧反应器之前先进行固液（干湿）分离，然后再对固体粪渣和废水分别进行处理。 “能源环保型”工艺主要特点：一是前处理尽可能通过物理方式（如“固液分离机”）去除污水中固型物，降低厌氧池工作负荷。二是猪栏内清出的干粪及固液分离的粪渣可通过干发酵制作有机（复合）肥，供种植业利用。三是沼气产量小，污水达标排放，有效防止二次污染。四是主体工程投资大、运行成本高，操作与管理技术要求高。 工艺流程见图4。 3.4 生物发酵和垫料型 该模式是指猪栏采用垫料和生物发酵床为主的养猪粪便污染处理模式。该模式可以使猪粪便直接经过垫料或发酵床的生物菌进行发酵，使之成为有机肥，然后进行清除利用。也算一种“零排放”的处理方式，但是存在以下缺点：垫料原料来源困难，需要量大；夏季猪舍内温度高，降温费用大；猪接触含有病原物的垫料易发病。 3.5 生态环保型 3.5.1 模式简介 福建农林大学修金生教授创建的“生态环保型”模式主要是以环保、减排为基础的新型养殖模式，就是在新建和改建猪栏时专门铺设一层铸铁或水泥漏缝地面，配套专门沟渠和自动刮粪设备，猪只排出粪便后，采用自动刮粪或尽量多地人工干清粪，将清出的粪便进行集中堆肥处理后生产有机肥，用水冲洗猪栏；猪尿通过专门管道流入高密度聚乙烯黑膜塑料沼气发酵系统，发酵后沼渣用作果、菜、稻、渔和林木等生产肥料，实现消纳养殖污水、促进农、林、果、渔生产发展双赢目标的生态种养环保型养猪模式。 “生态环保型”畜禽粪污处理工程建设的目标是在粪尿自动分离的基础上，高效利用畜禽粪便和尿液中的营养成分，节约用水70%以上。本模式中采用粪便堆肥技术生产有机肥，成本低，污染小；利用高密度聚乙烯黑膜塑料大型沼气池直接发酵处理畜禽尿液和极少量粪便，克服了传统沼气池容量小、造价高、环保效果差等缺陷，有机肥、沼渣、沼液作为肥源回用于农田，替代部分化肥和灌溉用水，实现畜禽粪便尿液养分循环利用，营造了良好的生态环保的养殖环境。 3.5.2 模式适用范围及条件 本模式适用于存栏大于3 000头猪单位的畜禽养殖户和养殖场，且有足够农田和土地面积消纳高密度聚乙烯黑膜塑料大型沼气池发酵后的沼渣、沼液。 工艺流程见图5。 3.5.3 模式特点 一是可节约用水70%以上，大大减少污水排量，缓解环保压力；二是免冲洗猪栏，自动刮粪，少捡猪粪、大大节省劳动力成本；三是猪群没有直接接触猪粪尿，舍内环境干燥、卫生，利于清洁生产。目前处置干粪有两种方式，一种是经过自然晒干后，再经过气化炉裂解气化为氢气作为内燃机燃料进行发电。科真环保公司已经造出样机，经过试运转，目前莆田市老科协在荔城区一规模化养猪场进行应用示范。也有用气化方式供热来烘干猪粪，然后气化发电。另一种方式是仍将干粪经过干发酵后制成有机肥。 该方式改变了传统的猪粪便厌氧发酵的污染治理方法，但是其猪舍投资、气化炉等配套设施投入、运行成本、投入产出比都有待测算。 总之，近年来有的企业在研制新型发酵设备（如化工生产上使用发酵IC塔高温快速发酵技术），如福建新科真绿能生态科技有限公司开发的“规模化畜禽养殖物污水处理新工艺的研究及应用”（即高效厌氧反应塔+A/o法处理畜禽养殖场污水）项目获及农业部新农科技进步二等奖，该公司也生产气化炉与沼气发电配套设备，有的企业开辟了生猪污染物治理的新路，是值得继续探索的新课题。如莆田市农业环保能源站推广优化集成的5种模式及自渗式畜禽粪污固液分离柜，福清科明新能源环保开发部优化集成的层叠集气上流式厌氧污染污泥床—过滤器（CGUBF）模式。 4 治理对策建议 4.1 统一认识，加强对畜禽（生猪）养殖业污染防治工作的领导 随着城镇化的不断推进和人民生活水平的逐步提高，对猪肉的需求稳步提升。福建的猪肉供应以自给为主，不能依赖外省调进。大家都知道养猪业产生的粪便污染是农业面源污染的主要来源之一，外省不可能承担污染治理重任而生产猪肉供应福建。福建省内养猪又以规模化为主，因此，要把养猪污染治理列入为民办实事项目，围绕建设美丽福建，建设生态文明的大局，各级政府要加强对养殖污染治理工作的组织领导，建立部门协调机制，环保、农业、发改委（局）、财政部门等齐抓共管，形成部门合力。 4.3 因地制宜，选择符合当地实际的畜禽养殖污染治理措施 按照“综合利用优先，资源化，无害化和减量化”原则，各地各生态功能区规模化养猪场，要因地制宜地选择能源生态型、能源环保型、能源生态环保型、生态环保型等模式处理养殖污染物，实现污水处理“零”排放或达标排放。 4.4 调整资金补助对象及补助方式 调整国家与省级资金补助对象的补助方式，实行先建后补，或补给沼气与治污工程的施工方，施工方负责落实建设工程各项内容，避免经国家或省里审批建设的企业自筹或地方财政补助资金的虚空，导致工程没能按项目审批内容进行建设，或为节约运行成本，将好氧曝气及氧化塘等设施形同虚设而不运行。 4.5 实行沼气工程资质管理，加强专业人员培训 实行沼气工程资质管理，沼气工程的设计施工须由取得一定资质的单位承担；加强从事沼气工程运行管理的专业人员的技术培养，以确保沼气工程建设质量和运行质量。 4.6 设立规模化养猪场治污工程与综合利用示范项目，在资金与政策上给予支持 目前应在大中型沼气工程建设中推广沼气发电技术，强化沼气治污工程的功能，实现达标排放；对应用新工艺、新技术、新设备的应给予鼓励支持。比如漏缝地面免冲洗减排放养猪生态环保型工艺、以“一体化深度处理机”为关键技术的能源生态环保型工艺、利用落差自渗式畜禽粪污固液分离机柜、层叠集气上流式厌氧污泥床—过滤器（CGUBF）及沼液浓缩生产沼液生物有机肥等新技术、新工艺的应用，应给予一定的资金补助。 4.7 鼓励、支持老科协发挥优势和余热，开展调研、举办学术研讨，为福建省农村生态能源建设添砖加瓦 省老科协于2009年对全省沼气建设情况的调研报告，书记省长批转职能部门阅办。2011年1月福建省老科协农业分会成立能源生态研究中心，开展调研与召开学术讨论会受到基层农业环保能源站同志的欢迎与赞赏。建议相关职能部门大力支持老科协工作，使之发挥更大的作用。