豬場糞污處理研究進展

王開云，鄒 平，張榮波

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630；2.廣東廣興牧業(yè)機械設備有限公司，廣州 510520）

豬場糞污處理研究進展

王開云1，2，鄒 平1，2，張榮波1，2

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630；2.廣東廣興牧業(yè)機械設備有限公司，廣州 510520）

改革開放30多年來，我國養(yǎng)豬業(yè)得到了持續(xù)快速的發(fā)展，為滿足市場需求和農(nóng)民增收發(fā)揮了重要作用。2014年我國豬肉產(chǎn)量5 671萬t，年末生豬存欄46 583萬頭，生豬出欄73 510萬頭，創(chuàng)歷史新高。然而，毋庸置疑的是隨之而來的、日趨嚴重的環(huán)境污染問題。按一頭能繁母豬一天排糞3.29 kg，尿5.48 kg；一頭商品肉豬一天排糞2.17 kg，尿3.50 kg，則一個自繁自養(yǎng)的萬頭豬場一年純糞污的排放量就達1.2萬t左右[1]。如此大量的豬糞污如果未經(jīng)有效處理而直接排放到生態(tài)環(huán)境中，不僅對水質(zhì)、土壤及空氣造成污染[2]，也給人和動物的健康帶來危害[3]。集約化規(guī)?；i場應按照國家環(huán)境保護總局發(fā)布的GB 18596-2001《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》對豬場產(chǎn)生的豬糞便、污水進行減量化、無害化和資源化處理，完全達標后才能排放。

1??減量化處理

1.1?提高飼料利用率，減少浪費

合理設計飼料配方，根據(jù)不同豬的品種、性別、不同生長階段提供不同營養(yǎng)需要，提高飼料利用率，減少糞便排放。向飼料中添加微生物制劑（如復合芽孢桿菌），增強飼料在動物體內(nèi)的代謝活動，減少有害物質(zhì)排泄，加強糞便的分解作用；對豬飼糧添加一些酶制劑[4-6]（如木聚糖酶、植酸酶），刺激腸道有益菌增殖并抑制有害菌增殖，減少氮排放；改進食槽設計[7]，減少飼料浪費；對飼料進行制粒或者進行膨化[8]。

1.2?改進養(yǎng)豬生產(chǎn)工藝

采用管道模式設計，做到雨污分離。即屋面雨水采用天溝（可用半邊塑料管連接）收集，從明道直接排放。采用漏縫地板設計，污水走暗（管）道，接入集污池（沉淀池），從而達到雨污分離，以降低污水處理成本[9]。江西五豐牧業(yè)對豬場欄舍采取高床漏縫建筑，欄舍漏縫地板下部集糞池采用橫縱向斜坡設計，高度差約為1.4 m，尿液自流進入集水溝收集，干糞由于流動性差被截留在斜坡上，通過人工或刮糞板進行收集，實現(xiàn)固液分離；同時飲水器采用碗式飲水器，飲水器下部設計水泥槽將飲用余水通過專用管道引入清潔水池，避免飲用余水進入糞污處理系統(tǒng)，減少廢水產(chǎn)量。這2項生產(chǎn)工藝改進后，每天污水量減少72%[10]。采用碗式飲水器與乳頭飲水器相比，碗式飲水器節(jié)水效果達37.2%，大大減少了水的浪費，做到了節(jié)能減排，減少了污水處理的壓力[11]。

2??無害化處理

2.1?堆肥發(fā)酵處理

由于新鮮豬糞作為有機肥直接施用于農(nóng)作物，不僅會帶來病蟲害和雜草，而且其在土壤中快速分解也會產(chǎn)生一些有害物質(zhì)和大量的熱，對農(nóng)作物生長發(fā)育帶來不利影響。通過堆肥后，可以消除這些不利影響，并提高有效養(yǎng)分含量。厭氧堆肥耗時長，一般采用好氧堆肥將豬糞轉變?yōu)榉€(wěn)定化、無害化腐殖質(zhì)有機肥。為了提高堆肥效果，可以添加木炭促進堆肥有機物料的降解，減少有害氣體氨氣的揮發(fā)，加快堆肥腐熟脫毒，同時增加堆肥產(chǎn)品總氮的質(zhì)量分數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量[12]。生物除臭菌的添加可以減少堆肥過程中臭氣的產(chǎn)生，同時對堆肥腐熟過程具有促進作用，可在生產(chǎn)中應用[13]。為了促進豬只生長，飼料中常添加過量的重金屬添加劑（銅、鋅等），導致糞便中也有殘留，長期積累會對環(huán)境造成污染，因此堆肥過程中可以添加一些物理或化學的鈍化劑進行處理，以達到堆肥無害化標準[14]。

2.2?沼液廢水處理

豬場污水沼氣發(fā)酵后，沼液中一些有害指標明顯降低了，但仍不能直接排放，還需進一步處理。后續(xù)處理工藝包括SBR工藝、組合工藝、膜生物反應器、浮游植物處理系統(tǒng)等，利用 SBR 法來去除集約化豬場廢水高濃度的氨氮和磷時，廢水初始氨氮1 680 mg/L，磷酸根離子185 mg/L，氨氮的去除率達到了 94.3%，P的去除率達到96.5%。普通小球藻Chlorella vugaris C9-JN2010在谷氨酸脫鹽廢液中生長，對總氮、總磷的消耗率分別為96%和97%，程露萍利用普通小球藻Chlorella vugaris C9-JN2010處理藍藻-豬糞沼液廢水，以實現(xiàn)廢水無害化利用，廢水中總氮、總磷、氨氮的去除率分別為84.6%、95.9%和90.5%，達到污水處理效果[15]。

3??資源化處理

3.1?豬糞有機肥利用

豬糞含有大量未利用的有機質(zhì)及氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，經(jīng)適當?shù)奶幚?，不僅可消除對環(huán)境的影響，還能變廢為寶。李海華等[16]在豬糞中接種NT 酵素菌三代菌，添加秸稈稻殼等有機物進行調(diào)節(jié)，使其堆肥原料的含水率、有機質(zhì)含量、顆粒度、碳氮比等達到最優(yōu)，采用好氧方式進行生物堆肥，最終將豬糞轉變?yōu)橛袡C肥，實現(xiàn)廢物的資源化，并為養(yǎng)殖場帶來可觀的經(jīng)濟效益。

3.2?廢水資源化利用

豬場廢水一項資源化處理的措施就是進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣能源。由于豬場廢水中含碳量低，含氮高，進行厭氧消化存在碳氮營養(yǎng)不平衡的問題，成喜雨等[17]通過秸稈豬糞共消化，使碳氮比為20～25：1時，產(chǎn)氣速率和沼氣產(chǎn)率都得到了顯著提高。在厭氧消化過程中，沼氣產(chǎn)量與各種水解酶活性呈正比關系。楊自光等[18]利用混合菌種制備沼氣發(fā)酵活性添加劑，對混合菌種進行篩選和馴化，制備出酶活性較高的沼氣發(fā)酵活性添加劑，與不加添加劑對照相比，產(chǎn)氣量最高增加17.81%，說明沼氣發(fā)酵活性添加劑對提高沼氣產(chǎn)量有促進作用。小球藻可以利用初級豬糞廢水實現(xiàn)藻細胞的生長和油脂的累積，為生物油脂的生產(chǎn)提供一種途徑，朱靜靜等[19]利用初級豬糞廢水培養(yǎng)小球藻不需要添加微量金屬元素，生物量最大可達0.414 g/L，為在Bristol培養(yǎng)基培養(yǎng)的生物量的3.14倍。小球藻生物量隨初始化學需氧量（COD）的升高而升高，豬糞水中的營養(yǎng)物質(zhì)被高效地去除，其中豬糞水中的總氮、總磷和氨氮的去除率分別達到了50%，60%和90%以上。小球藻的油脂含量達到22.28%，實現(xiàn)了初級豬糞廢水中微藻的生物量轉化和資源化處理。

4??總結

規(guī)模化豬場每天都有大量的糞污產(chǎn)生，如果未經(jīng)處理而直接排放，必定造成環(huán)境污染。豬場糞污處理應以減量化、無害化和資源化為原則，以資源最大化利用為目標，將豬場糞污變廢為寶，以促進畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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2015-03-18）

2012年度廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技提升專項粵財農(nóng)［2012］626號