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养殖业环保现状与治理思路

阅读次数: 加入时间:2016-06-23

    一、我国养殖业情况介绍
    改革开放以来,我国养殖业得到了快速的发展,从1978年—1984年解决吃肉难,1985年—1996年解决菜篮子,1997年—2006年产品结构优化,直到2007年以来的向现代畜牧业发展转型,已经经历了四个发展阶段。
    养殖:英国养猪业注重环保 努力减排
    2014年,我国人均肉类占有量达到世界平均水平,蛋类占有量达到世界发达国家水平,只有牛奶占有量仍然不足世界平均水平的1/4。畜牧业总产值达到3.5万亿元,肉类总产量8707万吨,禽蛋总产量2894万吨,牛奶总产量3725万吨,我国畜牧业占农业总产值的比重已经超过30%,成为农业支持产业。
    今后养殖业的发展将遵循总量控制,稳中求进,加速规模化发展进程。调节养殖产业结构,适度加快发展草食动物。坚持市场调节,继续发展肉、蛋、奶深加工产业。养殖业的发展将从原来的总量发展型向规模化集约型发展,大量中小型养殖企业(户)将被市场淘汰,养殖企业必须在规模化、产业化、提高科技创新能力、提升单位生产力上求得发展机会。

养殖环保

    二、养殖业的污染情况分析
    我国养殖业总产量至2014年底已经达到14亿头/年(猪当量),如此庞大的养殖规模,同时衍生了巨大的环境污染。据统计,我国去年养殖业排放污水总量为150亿吨,排放粪便25亿吨,病死动物7000万头(按猪当量计)。其污水排放量相当于我国工农业和居民生活污水排放总量的1/4,排放的粪便是我国城镇居民生活垃圾排放量的10倍。
    据农业部统计,我国2012年养殖业排放的化学需氧量(COD)1722.6万吨,排放总磷(TP)35.18万吨,排放总氮(TN)37.01万吨,分别占到我国工农业总排放量的70%,57.2%,67.4%。未经任何处理的养殖污水的COD浓度高达6000—10000mg/L,NH3-N浓度800—1500mg/L,TP浓度80—120mg/L,SS浓度5000mg/L以上。其污染物浓度是城镇居民生活污水浓度的50—100倍。由此可见其危害之大,处理难度之大。
    以一个年出栏10万头养猪场为例,每小时向大气排放15亿个细菌,159kgNH3 ,14.5kgH2S,25.9kg饲料粉尘,这些物质对大气污染半径可达4.5—5km,距猪场不同方向的3.5km范围内,NH3的含量都超过0.2mg/L的卫生标准。猪场每年排放30万吨污水,若不经任何处理,需要有9000—15000万吨地下水稀解COD,需要有18000—27000万吨地下水稀解NH3-N才能使该地区的地下水不超过Ⅲ类水标准。我国地表水含量平均为38万吨/km2,若猪场污水不经处理,直接排放,一年内即可将周围300—600km2的水体构成污染,3年内即构成了严重污染。
    养殖业废弃物对环境和人类的危害,出乎人们的想象。养殖污水直接排放至河涌,由于COD浓度高达6000mg/L以上,水体的溶解氧会被迅速消耗,当水中COD浓度超过500mg/L时,水中所有水生动物几乎无法生存,水质将急剧恶化,发黑发臭。
    污水中的N与P是富营养化物质,大量排入水体会造成水生植物疯长、破坏生态环境。养殖废气中的氨与硫化氢,人类过量呼吸后会造成呼吸困难和破坏人体造血功能,大量呼吸会造成人体死亡等严重后果。
    养殖业废弃物中携带的病原微生物,会引起动物间的交叉感染,造成大面积禽畜死亡事件,部分禽畜病毒会对人类构成危害,如禽流感病毒,口蹄疫病毒等已经给人类造成了一次又一次的灾难。
    我国是一个养殖大国,去年出栏禽畜14亿头(猪当量),每头猪排放污染物当量以13人计,则相当于有180亿另类人与我们共存,若对其废弃物不加处理,其危害程度可想而知。
    三、养殖业环保治理与现状
    由于我国养殖业规模化程度低,点多面广、总量巨大,养殖业废弃物治理困难等特点,造成我国养殖业废弃物环保治理工作严重滞后,环境污染形势十分严峻。
    改革开放以来,随着养殖业从农户散养向规模化,集约化发展速度不断加速,我国养殖业环保问题也越来越受到各级地方政府以及党和国家的高度重视,尤其是近几年来,随着我国环境问题的日益严峻,养殖业污染的问题日益严重,养殖业环保综合治理工作已被各级政府当做农业面源污染的重点项目来抓。国务院,环保部,农业部也相继出台新措施、新规范、新标准、新法规,重拳出击,联合整治。
    国家和地方政府在加大监管力度的同时,也为养殖业环保综合治理提供了多项专项扶持基金和优惠政策。但是,尽管如此,养殖业废弃物治理工作的现状不容乐观,据权威统计,目前我国规模化养殖企业环保设施建设的比例仍然低于30%。而已建设施能够达标治理的还不到20%,已建设施长年有效运营管理的更是低于10% 。
    尤为严重的是随着规模化程度的日益提高,养殖业粪便与病死动物的处理问题更加严峻。特别是养殖业嗅味尾气和饲料粉尘的处理,至今几乎还是空白。
    我们注意到大量的养殖业废弃物直接外排,对周围环境构成了无法挽回的危害;大量的病死动物流入黑市,进入餐饮食品加工业,大量的粪便堆积如山,蚊蝇咀虫满天飞爬,臭味熏天。许多养殖密集地区空气恶臭,污水横流。人们呼吸不到新鲜的空气,找不到干净的水源。
    四、养殖业环保治理技术介绍
    养殖业环保问题已经到了非解决不可的地步,若现在还不加大力度整治,若干年后,养殖业的污染将直接危害我们人类的生存。
    解决养殖业环保问题。需首先了解养殖业废弃物的污染因子,并在此基础上寻求治理的方法与措施。以环保现有的技术条件,没有解决不了的环保问题,但关键是三条:一是选择正确的处理工艺,二是有效的投入与建设,三是专业的运营与管理。需要提出的是,以目前的技术条件,虽然可以确保废弃物有效治理,但其建设成本和运营成本都是大多数养殖企业难以承受的。
    养殖业废弃物包括污水、粪便、病死动物、粉尘、尾气等等。其主要污染因子为:COD、BOD5、NH3-N、TP、SS、H2S、NH3 、PH、粉尘、阴、阳离子(重金属)、微生物、抗生素、畜药残留等。这里我们按照废弃物分类来分析其治理要领与技术。
    1、养殖污水
    养殖业污水来源,主要有畜禽尿液、冲洗水、饮水残留,滴水、雨水、饲养员生活污水等。污水中含有的主要污染因子为COD、BOD5、NH3-N、TP、SS、病原微生物。污水中还携带残留饲料和粪渣,以及畜药残留物、溶解性可挥发嗅味气体等。
    环保部门重点关注,或者对环境构成污染的主要污染因子为:COD、BOD5、NH3-N、TP、SS、病原微生物。这些污染因子的治理技术,其实已经十分成熟:
    ①COD (BOD5)的处理,可通过厌氧、好氧组合生化工艺来消化分解。
    ②NH3-N的处理可分为三个步骤:氨化反应(厌氧)、硝化反应(好氧)、反硝化反应(缺氧)来处理,也可以通过化学反应合成或分解来去除,如MAP回收工艺(磷酸铵镁盐回收)。
    ③TP的处理,在厌氧条件下有机物释放磷,在好氧条件下污泥可以吸收磷,通过沉淀污泥可以去除磷,也可以通过化学方法来去除。
    ④悬浮物(SS)通过沉淀过滤的方法可以有效去除。
    ⑤病原微生物可通过投加强氧化剂,如:O3、ClO2、漂白粉等有效杀灭。
    完整的养殖污水处理工艺流程可以表述为:厌氧——缺氧——好氧——沉淀——消毒。实际上,以上是养殖污水处理的工艺中投入最省、运营成本最低的工艺。但是能否熟练与有效运用上述工艺来解决养殖业污水的达标治理,的确是困扰大多数环保工作者的难题。其工艺参数的选择,和工艺条件的设置是十分困难的,尤其是工艺单元处理效果的不确定性和季节性变化,都让大多数设计人员无所适从。正因如此,许多环保科技工作者将目标转向其他工艺技术上,企图通过更先进的工艺来解决这些问题。将膜技术、强氧化技术、电解技术等用于养殖污水处理工艺中。这样做虽然效果得到了立竿见影的提高,但投入成本,运营成本直线上升,让养殖企业无法承受。
    膜技术用于垃圾渗滤液处理上,已经在国内外普遍推行,每吨垃圾渗滤液用膜处理工艺的投资成本一般在8—10万元/吨水,而运营成本最低也超过30元/吨水。用强氧化剂臭氧(O3)氧化分解,理论上每克COD需3克O3,每克NH3—N需2.2克O3(实际上常态下O3对NH3—N去除效果很差),而O3的生产一般采用高压放电的方式,以目前的O3发生技术每克O3的发生成本均在0.02元以上。污水中COD以千为单位,NH3—N以百为单位,其分解成本需要几十元至上百元,实非养殖企业能承受。电解工艺用在高浓度污水处理上,目前尚处在实验室研发和工业实验阶段,还没有长期有效运营的市售装置。而且电解工艺,从能量守恒,电化学原理来分析,虽然会有很强的处理能力,但其处理成本也是非常高的。
    养殖企业是一个污水产生量大,尤其是水泡粪、水冲粪的清粪方式,即使是干清粪(从环保和节水的角度讲,我们推荐干清粪模式,这也是国家鼓励推广的模式),以每头猪计算,从幼猪到出栏成猪,污水产生量为5—6吨/头,如果污水的处理成本超过30元/吨,则养殖企业将发生经营亏损而无法生存。
    因此,开发并应用投资省,运营成本低的环保工艺是养殖业环保治理工作的重要攻关课题,而养殖企业应在节约用水、减少排污、雨污分离、固液分离、资源利用上努力挖潜。
    2、粪便处理
    养殖业粪便历来是农家最好的农作物肥料,但是随着规模化程度的提升和专业化分工的日益明显,一方面养殖场自身与周围没有可供足够消纳的农田或林地;另一方面养殖企业已不再从事农业生产活动,自身没有可供足够消纳的农田与林地。这样养殖场产生的粪便就必须寻求新的出路。目前大部分企业的做法是靠周边农民外运消化,少数有条件的可以与有机肥企业或农场签订消化合约。
    需要强调的是我们有个误区,以为有人外运处理就是解决了粪便处理问题,而事实上并非如此。这里有两个关键问题需要明确与解决,一是鲜粪外运问题,鲜粪运输必然产生跑冒漏等外泄现象,因为鲜粪的含水率高达80%,有严重的恶臭气味,并且还携带大量病原微生物,这会对环境和人类构成严重污染与威胁,除非采用专用的环保运输车,这是很难做到的。二是鲜粪返田,同样会给环境和人类带来严重污染和威胁,并且肥效不高。
    其实早在公元前人们就已经认识到这个问题,已经开始先沤肥后还田了。因而粪便的处理包含两方面的内容,一是离场时必须完成无害化的处理,即除臭,灭菌,脱水;二是先堆肥再还田。
    粪便无害化处理与粗堆肥,其方法很简单,主要有厌氧沤肥,好氧堆肥,厌氧—好氧堆肥三种方法。但堆肥工艺与技术的选择,特别是堆肥设施的建设方式直接影响到堆肥效果与堆肥成本。这是养殖企业必须要考虑的。
    3、病死动物处理。
    病死动物处理经历了四个阶段:①人与动物食用;②丢弃与填埋;③焚烧;④生物处理。第一种方法已被严格禁止;第二种方法既污染环境又浪费土地;第三种方法产生二次污染,浪费能源;第四种方法为现阶段国家重点扶持与推广的方法。
    生物处理方法可分为两条路径:一是生物路径,通过生物分解、发酵的方法来化解病死动物,使之变成可以被农作物使用的有机肥原料,病死动物在高温下灭菌后,破碎成微小颗粒状,加入发酵菌种和干物质辅料发酵变成粗堆肥。二是生物化学路径,病死动物在高温下灭菌破碎后,进行生物化学分解使之变成油脂与氨基酸等化学物质,残渣同样可堆肥。
    4、恶臭气体处理,通过生物氧化分解或强氧化剂氧化分解,或者生物化学吸附分解即可以有效去除。
    5、饲料粉尘通过除尘装置(除尘器)或者通过湿法吸附沉淀等方式可以有效去除。

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