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改革生产工艺 实现养猪与环境的协调发展
     -- 2006中国猪业发展大会
原发表日期: 2006-10-30  原作者: PIC中国 唐洁  文章来源: 中国畜牧业协会猪业分会秘书处  

特别声明:转载文章需经中国畜牧业协会秘书处和作者本人同意!

    1 问题的起源??养猪业从传统向现代过渡

    我国传统养猪业的特点之一是分散性,主要表现为养猪规模小、养猪户数多。据资料显示,1980年,我国猪肉产量约1200万吨,按每头猪产肉80千克计算,当年共屠宰生猪1.5亿头。这些生猪几乎都来自个体养猪户,平均每户饲养猪只头数不足1头,来自规模化猪场的微乎其微。由于分散饲养的缘故,猪的粪尿作为农家肥几乎完全得到了利用,传统的养猪生产对环境没有造成污染。

    随着人们生活水平的不断提高,传统养猪生产已远远不能满足人们对猪肉食品产量的需求,现代集约化养猪成为必然的发展趋势。到 1990年,我国猪肉产量达到2200万吨,2000年接近4000万吨,2005年全国出栏生猪达到6.52亿头,猪肉产量5009万吨。2006年全国养猪业虽然遭受到多种因素影响,但饲养总量预计不会有明显下降。如果说90年代以前我国养猪业是以传统饲养为主,那么90年代后至今,则是我国养猪业由传统向现代过渡的时期,不仅表现在养猪数量大幅上升,而且体现在产业结构发生质的变化,集约化猪场不断涌现。同此同时,发展养猪和环境保护的矛盾也日益突出,环保型养猪已得到政府和业界人士的广泛关注。

    2 水资源匮乏与水资源污染的状况推动养殖方式的改革

    我国是水资源严重匮乏的国家,人均水资源量仅占世界人均水资源量的三分之一。据有关资料显示,我国水资源总量约为 2.7万亿立方米,年总耗水量约6500亿立方米,目前水资源缺口为每年500亿立方米。养猪生产同样需要充足的水源供应,一头猪平均每天需饮水5~10千克,加上3~5倍的生产用水,每头猪每天的耗水量大约15~50千克。一个万头猪场每年耗水量至少也需3万吨,大约相当于全国1000个人的年均用水量。如按全国出栏6.5亿头猪的20%来自规模化猪场计算,1.3亿头生猪年需耗水3.9亿立方米,是全国年耗水总量的万分之六。值得重视的是,1.3亿头生猪同时大约向外界排放与其耗水量几乎相等的粪污量,养殖业粪污污染问题已经引起国家的高度重视。

    在水资源有限的同时,养猪业又对有限的水资源造成了严重的污染。在我国养猪业迅速发展的近15年时间里,新建、改建和扩建的猪场中,仅仅为数很少的猪场进行了环境质量和环境影响的评价,许多建设的粪污处理设施也由于各种原因,不能正常发挥设计能力,猪场大量排放的污水中COD(化学含氧量)、BOD(生化含氧量)以及NH3 -N(氨氮)、悬浮物浓度都很高。有数据显示刚从猪场排出的污水COD、BOD含量可高达10,000-20,000毫克/升,而国家制定的达标排污标准为COD<400、BOD<150。未达到排放标准的污水不仅对环境尤其是对有限的水资源环境会造成严重的威胁,还对畜禽场周边或下游居民的用水安全产生严重的影响。

    3 相应的对策?节水环保型猪场的设计与思考

    3.1 节水环保型养猪生产工艺思考

    节水环保型工艺是相对而言的,目前在我国集约化养猪的圈舍设计中,通常采用漏缝地板、水冲式生产工艺,造成大量的水资源消耗及污水产生,从而增加了猪场污水排放量。节水环保型工艺的目标是通过两个生产控制环节,把污水排放的质量提高,数量降低,见图1。

    第一个环节是要实现生产过程中干粪与尿液的分离,减少液体粪污中固体粪的含量,与不采取固液分离工艺的方法相比,力争将污水中COD、BOD的含量降低50~75%。

    节水环保型养猪生产工艺的另一个关键环节,是要合理设计各类污水排放和分离渠道,尽量避免其它水体混入到粪尿中。采取这样的方法,与水冲式猪场相比,通常可以将猪场的污水产量降低二分之一到三分之一,为后续污水处理减轻负担,见图2。

    3.2 与节水环保型养猪生产工艺配套的猪舍设计和生产管理方法

    实现猪场节污排放的目的,需有与其相适应的基础设施和生产工艺设计。猪场的设计是事关成败的重要前提,要考虑的内容主要包括:排污系统设在地面还是地下;猪舍圈面是漏缝、半漏缝还是非漏缝;人工收集干粪的方法和运送渠道;猪场和猪舍内不同用水给水途径等。要根据不同的猪场环境条件选择最适宜的方法,但两个基本设计原则是:一是易于及时收集干粪,避免漏到污水系统中;二是除猪只产生的液体粪和其它不可避免的水体外,其它用水要尽量设计出易于单独使用和分流排放的渠道。

    猪场内也要建立起与之配套的操作管理方法:一是所有基础种猪舍内实行人工收集干粪,可安排专人或承包给猪舍饲养员,列入到工作职责中,根据收集的效果给予一定的奖励。育肥阶段的猪只日排粪量也较大,如圈舍设计合理,也可以每日两次干清粪。保育猪阶段之前的小猪日排粪较少,只要作到了对大猪粪便的及时收集,就可以将猪场大约 80%的固体粪污在猪舍内就与液体粪污分离开;二是分离出的干粪要及时集中运送到固定的处理储存地点,避免露天堆放被雨冲刷而再次混入猪场污水处理系统中;三是尽量减少冲洗次数。有的猪场每天都要冲洗圈舍和猪只,甚至在冬季也不例外。其实如果保持圈舍内固体粪便及时收集清理,整个育肥阶段都不需要特别冲洗。此外,要求饲养和管理人员严格按照不同的用水系统操作和分流排放污水。

   4 问题的难点?猪粪的特性与处理

    问题的难点在于猪粪一旦与液体混合,形成悬浊物,就很不容易将固体和液体分离。而猪场要想控制不发生固液混合,在实际操作中又是难于做到的。

    4.1 猪粪的种类和特性

    固体粪便:含水率低于80%,堆积在一起时部分水可以自动分离出来,易于处理。

    半固体粪便:含水率80~90%,质地粘稠,不易处理。

    液体粪便:含水率高于90%,可以相对流动。

    4.2 固液分离方法

    猪舍内固液分离不存在太大的技术障碍,主要是需花费人力和物力。针对半固体和液体粪便的固液分离是目前较困难的问题。除猪舍内人工的第一步分离外,污水在出场排放到处理系统之前还要进行一次固液分离,方法可以是金属网过滤或使用机械固液分离机,这样可以最大限度地减少污水处理系统的负荷。如果采用多级过滤沉淀的方法,最后固液分离的完成则是在长期的储存净化和氧化过程中逐步沉淀实现的。不断排掉上层较清洁的液体,对剩下的半固体粪便再进行晾晒风干或机械烘干等处理。固液分离的效果是影响污水处理效果的最重要的因素,重点应放在猪舍内人工收集分离上。

    4.3 猪粪的利用价值

    实际上,固体粪便的养分含量大大高于液体粪便,因此采用节水环保型养猪模式不仅可以减少粪污对水环境的污染程度,还可以更有效地利用猪粪。

表1 贮存粪便干物质中的养分含量

养分含量

液体粪便 (141个样品)

固体粪便( 20个样品)

( %)

平均值

最小值

最大值

平均值

最小值

最大值

干物质

3.30

0.01

11.50

28.10

14.70

51.30

氮( N)

0.37

0.01

0.78

0.68

0.03

1.53

磷( P)

0.09

0.01

0.33

0.33

0.01

0.62

钾( K)

0.15

0.01

0.49

0.29

0.10

0.75

钙( Ca)

0.10

0.00

0.43

0.79

0.01

2.53

镁( Mg)

0.04

0.00

0.10

0.22

0.02

1.01

     数据来源 : 加拿大Guelph 大学土地资源系

    猪粪经过处理,最后的产物有三类:一是固体粪,作为优质的有机农家肥这是比较容易进行加工处理的,可以按需要随时用于农作物、园林、果蔬;二是液体粪,可以将其直接用于农田中,但作物生长季节和气候等因素有较大的制约性;三是达标后的污水,可以作为灌溉用水直接排入农田系统,或少量用于养鱼,也可按国家规定直接排放到相应的地表水流中。由于粪污处理的最终去向和效益还是要体现在还田利用上,因此对于农牧一体化、种养结合的集约化猪场,在节水环保型清洁生产、粪污综合治理利用以及环境友好方面将会表现出较大的优势。

    5 期望的结果??社会、经济、环境协调发展

    据预测,按节水环保型猪场设计和生产,每个万头规模的猪场每年就可减少向外界排污 1万吨以上,全国规模化猪场减少排污将超过亿吨。由此也将大大减缓猪场污水排放对水环境污染的压力。猪场粪污对环境的污染是多方面的,如滋生蚊蝇、影响空气质量,但最主要的污染途径是通过对地表和地下水源的污染,造成河流、湖泊、水库富营养化污染以及病原微生物、寄生虫的传播,产生严重的环境卫生以及疾病流行传染隐患。因此节水环保型养猪是事关水环境保护以及国家、社会和人民群众用水安全的一件大事。

    养猪业是一个受市场影响较大的行业,利润随市场变化而起伏,投资猪场配套建设粪污处理设施所需资金,通常要占到总投资的 15~20%甚至更高才能基本达到对污水进行有效处理的目的。采用前端控制(节水环保型生产工艺),末端治理(本文较少涉及)的方法,可以大大节省设备投资和运行治理成本。治污工程的设施各式各样,然而节水环保型猪场设计和管理理念应当贯穿在各种类型的治污工程中。污水排放量减少了,才有利于集中、有效地对固体半固体猪粪进行处理和综合利用。

    21世纪是中国大发展的时代,我国不仅要在总的宏观经济上达到或超过世界先进水平,而且还将在环境保护和治理上也走在世界前列,以谋求我国社会、经济和环境的协调可持续发展。PIC公司重视环境保护,在国内带头采用多点式布局生产,利用猪场大片隔离带和水面以及周边农田,干湿分离、分级沉淀,减轻环保压力,形成生态循环,达到了零排放和环境友好、清洁生产的目标。在与国内几十家养猪企业的合作中,尤其是对目前新的合作伙伴,一开始就从场址选择、布局规划、工程设计等方面考虑污水处理和将来的环保问题,做到未雨绸缪,受到了当地政府和企业的好评。

    从事猪的繁育改良,同时关注养猪业发展出现的环保问题,作者仅就节水环保型养猪与水环境保护的问题提出了一些粗浅的看法和设想,期待国内外养猪行业的环保专家能够设计、试验、筛选出更为实用、有效、节俭的猪粪污水处理方法和工艺,合理利用废物,减少对水环境的污染,使我国的规模化猪场都能成为新型的绿色环保企业。

 
 
 
 
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