◆編輯┃《廣東飼料》雜志社 李朝云
畜禽養(yǎng)殖環(huán)保先行——不讓環(huán)保問題成為畜禽業(yè)發(fā)展的攔路虎
◆編輯┃《廣東飼料》雜志社李朝云
如今養(yǎng)殖業(yè)面臨的兩大熱點,也是最易受到質疑的兩個方面就是食品安全和環(huán)境保護。由于其與民生的極大相關性,在不斷提高自身技術水平的同時,必須承受外圍政策施壓,更要經受得住來自社會的質疑。2015年柴靜的一部紀錄片——《穹頂之下》將工業(yè)環(huán)境污染推向風口浪尖,讓鋼鐵業(yè)、汽車制造業(yè)等工業(yè)行業(yè)差點千夫所指。對于一個行業(yè),尤其關乎民生的產業(yè)來說,要建立公眾的信任掏心掏肺都不夠,但摧毀它不必動用一部紀錄片,只需一篇小小的報道足以。在養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的今天,我們不能一味求大、求快,找到保供給和保環(huán)境的平衡點才能真正可持續(xù)。
近日,國務院印發(fā)《關于開展第二次全國污染源普查的通知》,決定于2017年開展第二次全國污染源普查。普查對象是中華人民共和國境內有污染源的單位和個體經營戶。范圍包括:工業(yè)污染源,農業(yè)污染源,生活污染源,集中式污染治理設施,移動源及其他產生、排放污染物的設施。這與第一次普查時隔10年,畜牧業(yè)在這10年劇烈的轉型升級中,經歷了拆遷之痛,也看到了規(guī)范化、規(guī)模化的新氣象。這份環(huán)保答卷我們的成績如何關系到國家后續(xù)環(huán)保政策的制定。毋庸置疑,政策只會嚴上加嚴,這無形之中又將提高養(yǎng)殖門檻,我們應該利用這一挑戰(zhàn)把握時機,提高行業(yè)整體水平,而不是讓它成為限制畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的攔路虎。
投訴一:亂扔死豬。例如2013年3月份沸沸揚揚的黃浦江死豬漂浮事件,當時上海市累計出動打撈船只233艘,共打撈死豬5916頭。死豬亂扔給公眾帶來視覺、嗅覺上最直接的刺激,一旦發(fā)生,必然造成極壞影響。
投訴二:污染河水。規(guī)?;i場的污水處理量大、難度高,若不經處理直接排放至魚塘或河道,不僅會對水源造成嚴重污染,同時會衍生出下面兩個投訴問題的高頻出現(xiàn)。
投訴三:豬糞太臭。豬糞的臭味頑強又刺鼻,也是豬場遭遇投訴的主因之一。“吃飯的時候還能聞著豬糞臭?!边@是村民對豬場臭味體會的真實寫照。
投訴四:農田歉收。豬糞本可作為農田的天然有機肥,但由于未經處理的豬糞往往重金屬等物質超標,容易造成農作物減產。豬場排污污染周邊土壤,導致村民農田減產,遭遇的投訴不在少數(shù)。
而這些投訴發(fā)生的偶然性背后肯定有其必然性的原因?!笆濉逼陂g,農業(yè)污染源被納入主要污染物總量減排體系。第一次全國污染源普查公報的數(shù)據(jù)顯示,農業(yè)源中主要水污染物排放(流失)量:化學需氧量(COD)1324.09萬噸,總氮270.46萬噸,總磷28.47萬噸,銅2452.09噸,鋅4862.58噸。而畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要水污染物排放量:化學需氧量1268.26萬噸,總氮102.48萬噸,總磷16.04萬噸,銅2397.23噸,鋅4756.94噸,分別占農業(yè)源的95.78%、49.40%、56.34%、97.76%、97.76%。另外,畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便產生量2.43億噸,尿液產生量1.63億噸??梢姡B(yǎng)殖污染已成為農業(yè)面源污染的最大來源。目前我國農業(yè)以農牧業(yè)為主體的多業(yè)配置比例不合理,農、林、牧、漁的產值比例約為13︰1︰8︰2,而美國農牧結構大致保持平衡,種植業(yè)和畜牧業(yè)的比例大約為1︰1。由于我國長期以來種養(yǎng)業(yè)失衡,資源利用沒有形成鏈條,隨著農產品產出數(shù)量的不斷增加,農業(yè)廢棄物隨之劇增,環(huán)境污染形勢嚴峻。
水源污染。養(yǎng)殖污水不僅污染地表水,還會污染地下水。有資料顯示,生豬日糧中氮和磷的吸收率只有30%~35%,其余大部分經糞尿被排出體外,其中一部分氮揮發(fā)到大氣中增加大氣中氮含量,嚴重時形成酸雨,危害農作物;其余的大部分被氧化成硝酸鹽滲入地下或排入江河嚴重污染水質,造成水體富營養(yǎng)化,藻類和浮游生物大量繁殖,消耗水體中的溶解氧,產生多種有害物質,對水生生物及魚類生存造成嚴重威脅。
空氣污染。最直觀的感受就是養(yǎng)殖場的豬屎味、雞屎味。以一個年出欄10萬頭養(yǎng)豬場為例,每小時向大氣排放 15億個細菌,159kgNH3,14.5kgH2S,25.9kg飼料粉塵,這些物質對大氣污染半徑可達4.5~5km,距豬場不同方向的3.5km范圍內,NH3的含量都超過0.2mg/L的衛(wèi)生標準。如果畜禽糞便、動物尸體不及時妥善處理,就會發(fā)酵和分解產生氨氣和硫化氫等令人不愉快的氣體,同時產生的甲基硫醇、二甲基二硫醚、甲硫醚、二甲胺及多種低級脂肪酸等有毒有害氣體會污染空氣,導致人的呼吸道疾病頻發(fā)。
土壤污染。相對于水源污染和空氣污染,土壤污染并不容易被發(fā)現(xiàn)。飼料中添加的銅、鋅、鉻、砷等重金屬,還有抗生素,大部分不能被吸收利用,而是隨著畜禽糞便排出體外,在農用過程中進入到土壤。長期累積,導致土壤污染,使土壤質量下降。隨著農作物的吸收,又進入到農產品里面,再進入食物鏈,最終威脅人類健康。
生物污染。畜禽糞便、動物尸體中含有大量病原微生物、寄生蟲卵,若處理不當,就會隨著環(huán)境傳播,孳生蚊蠅,引起生物污染。目前全世界約有人畜共患疾病250多種,中國有120種,其中由豬傳染的25種,由禽類傳染的24種,由牛傳染的26種。另外,抗生素等藥物殘留埋下的生物安全隱患也不容小覷。
兩組患者治療前癥狀積分比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);觀察組患者治療后癥狀積分低于對照組患者,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),詳見表2所示。
3.1污水處理
污水中的主要污染因子為化學需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮含量(NH3-N)、總磷(TP)、懸浮物(SS)、病原微生物,通過過濾、沉淀和氧化分解將糞水進行處理。無論畜禽養(yǎng)殖場廢水采用什么綜合措施進行處理,都必須首先進行固液分離。目前,我國已有成熟的固液分離技術和相應的設備,其設備類型主要有重力篩網式、振動篩網式、擠壓篩網式、離心篩網式等。
從治理技術來看,要實現(xiàn)去除CODcr、BOD5的同時達到脫氮除磷的效果,厭氧工藝是不可或缺的。目前我國畜禽養(yǎng)殖廢水的治理主要有兩種模式:一種農牧結合,這種模式只適合具有農林配套的養(yǎng)殖企業(yè)。另一種達標治理,大多數(shù)養(yǎng)殖企業(yè),尤其是大中養(yǎng)殖企業(yè),在沒有農林配套的前提下,必須走達標治理的模式。
農牧結合的特點是,污水處理成本低,污水中的COD、NH3-N、TP都可作為可被利用的資源。其中,COD可轉變?yōu)榭杀焕玫恼託赓Y源和增加土地肥力的有機質。NH3-N、TP可被利用為作物生長使用的養(yǎng)分。農牧結合的治理與應用思路為污水完成固液分離后進行厭氧發(fā)酵處理(見圖1),前端發(fā)酵主要將COD轉化為甲烷沼氣和有機質,將有機胺與有機磷轉化為無機的氨與磷。后端發(fā)酵,主要是沼液發(fā)酵。沼液發(fā)酵的目的有二,一是通過建立新的厭氧反應菌群進一步將COD轉化為有機質;二是去除沼液中的植物毒性物質和病原微生物,形成可被作物、果蔬與林木安全使用的液體沼肥。
達標治理主要是通過環(huán)保治理的工藝將廢水中的COD、NH3-N、TP、SS等處理至排放標準。不同的排放標準對污水處理的要求各不相同,但主體工藝大同小異。由于養(yǎng)殖污水可生化性極好,目前的環(huán)保治理技術基本上可以采用生化處理工藝,實現(xiàn)治理標準達標。若進一步處理至農田灌溉綜合污水排放標準和零排放時會使用深度生化、高級氧化、電解與微電解,分頓和膜技術等。達標治理的基本工藝路線為:污水→固液分離厭→氧→缺氧→好氧+深度處理(見圖2)。其中厭氧反應具有能耗性,有機物分解效率高,因可產生可利用資源而被養(yǎng)殖業(yè)污水處理廣泛采用。常見的厭氧工藝有升流式厭氧反應器(UASB、IC等),混合式厭氧反應器(CSTR),折流式厭氧反應器(ABR)以及厭氧流化床等等。目前市場上應用最為廣泛的是覆膜沼氣池和UASB。
養(yǎng)殖污水處理,前端的固液分離十分重要,可以有效去除大部分懸浮物,厭氧處理雖然可以去除90%以上的COD,并將其轉化為沼氣資源,但過多的COD去除會影響后端生化段的C/N(C/N≥4是除磷脫氮工藝良好運營的前提條件)。因此,必須好氧與缺氧匹配。由于NH3-N的去除速率遠低于COD的降解速率(1︰10),因此,必須有足夠缺氧反應時間和足夠的硝化液回流。同時考慮到除磷能力,其污泥回流與剩余污泥排放以及污泥濃度和污泥齡的設定又十分重要。養(yǎng)殖污水處理目前最常用的有A2/O與SBR工藝,A2/O中,好氧工藝最常用的活性污泥法和接觸氧化法。
畜禽養(yǎng)殖廢水具有典型的“四高”特征,CODcr高、NH3-N高、TP高、SS高,目前單一的處理方法無法滿足廢水達標排放的要求。需結合養(yǎng)殖場動物種類不同,清糞方式不同,并根據(jù)水量、水質情況采用組合處理方法,綜合考慮該處理方法的投資、日常運行費用和操作是否方便等問題。廣州嘉康環(huán)保技術有限公司總經理董部根建議,養(yǎng)殖企業(yè)污水處理首先應通過資源應用,減少污染物濃度,其次應優(yōu)先考慮投資省、運營成本低的生化工藝。再次才能考慮深度處理,深度處理只能作為補充工藝來選擇。
圖1 農牧結合
圖2 達標處理
3.2糞便處理
養(yǎng)殖業(yè)糞便歷來是農家最好的農作物肥料,但是隨著規(guī)?;潭鹊奶嵘蛯I(yè)化分工的日益明顯,原來農民既種地又養(yǎng)豬,現(xiàn)在相當一部分規(guī)模豬場就管養(yǎng)豬,種地的就管種地,經營主體分離,污染問題凸顯。中國農科院農業(yè)區(qū)劃所專家王迎春說,種養(yǎng)循環(huán)有兩種利用方式。一是規(guī)模養(yǎng)殖“就近循環(huán)”。通過配套大型糞污處理設施,利用沼液管網將糞污消納在周邊種植基地。二是散戶養(yǎng)殖“異地循環(huán)”。比如建立“散養(yǎng)戶沼糞合作社種植基地”機制,為分散種植戶提供澆灌服務。種養(yǎng)循環(huán)不僅可以有效治理畜禽污染,而且長期使用沼肥,能改善土壤狀況。農牧結合、種養(yǎng)循環(huán)是傳統(tǒng)農業(yè)的一大優(yōu)勢。原來養(yǎng)豬為了肥田,農牧結合得非常緊密。目前大部分企業(yè)的做法是靠周邊農民外運消化,少數(shù)有條件的可以與有機肥企業(yè)或農場簽訂消化合約。
需要強調的是我們有個誤區(qū),以為外運就是解決了糞便處理問題,而事實上并非如此。一是鮮糞外運問題,鮮糞運輸必然產生跑冒漏等外泄現(xiàn)象,因為鮮糞的含水率高達80%,有嚴重的惡臭氣味,并且還攜帶大量病原微生物,這會對環(huán)境和人類構成嚴重污染與威脅,除非采用專用的環(huán)保運輸車,但這是很難做到的。二是鮮糞返田,同樣會給環(huán)境和人類帶來嚴重污染和威脅,并且肥效不高。因而糞便的處理包含兩方面的內容,一是離場時必須完成無害化的處理,即除臭,滅菌,脫水;二是先堆肥再還田。糞便無害化處理與粗堆肥,其方法很簡單,主要有厭氧漚肥,好氧堆肥,厭氧—好氧堆肥三種方法。但堆肥工藝與技術的選擇,特別是堆肥設施的建設方式直接影響到堆肥效果與堆肥成本。這是養(yǎng)殖企業(yè)必須要考慮的。
養(yǎng)殖污水與糞便中含有很高濃度的有機物,這些有機物,實際上是有機碳,通過厭氧發(fā)酵實現(xiàn)水解,酸化,產氫,產甲烷的反應過程,既可以將90%以上的有機物得以降解去除。同時,還可以產生大量的沼氣資源。理論上1kgCOD可產生0.6m3沼氣,1m3沼氣可以發(fā)2.2度電,這是一個十分可觀的可利用資源,一個規(guī)?;B(yǎng)殖企業(yè),其污水與糞便產生的沼氣所生產的電力非但可以確保養(yǎng)殖企業(yè)自用,還有富余,可以并網使用。目前,由于受厭氧發(fā)酵技術和沼氣發(fā)電技術的限制,沼氣資源的利用率在國內仍然不到15%,大部分建有沼氣設施的養(yǎng)殖企業(yè),其利用率也只有30%。厭氧發(fā)酵產生沼氣的設施,受停留時間、溫度、厭氧反應池(器)的建設方式等影響很大,覆膜沼氣池其利用率只有20%~30%,UASB、IC反應器只有50%~60%利用率。而沼氣脫硫,脫水,發(fā)電技術在目前仍然只能將40%~60%左右的沼氣資源轉化為電力。開發(fā)高效的厭氧反應器和沼氣脫硫、脫水,發(fā)電機設施是今后技術進步的重點內容。
3.3病死動物處理
病死動物處理經歷了四個階段:(1)人與動物食用;(2)丟棄與填埋;(3)焚燒;(4)生物處理。第一種方法已被嚴格禁止;第二種方法既污染環(huán)境又浪費土地;第三種方法產生二次污染,浪費能源;第四種方法為現(xiàn)階段國家重點扶持與推廣的方法。生物處理方法可分為兩條路徑:一是生物路徑,通過生物分解、發(fā)酵的方法來化解病死動物,使之變成可以被農作物使用的有機肥原料,病死動物在高溫下滅菌后,破碎成微小顆粒狀,加入發(fā)酵菌種和干物質輔料發(fā)酵變成粗堆肥。二是生物化學路徑,病死動物在高溫下滅菌破碎后,進行生物化學分解使之變成油脂與氨基酸等化學物質,殘渣同樣可堆肥。
3.4惡臭氣體處理
通過生物氧化分解或強氧化劑氧化分解,或者生物化學吸附分解即可以有效去除。
養(yǎng)殖環(huán)保不僅僅是在技術層面對單個污染因子的治理,而是一個系統(tǒng)工程,它包含了養(yǎng)殖區(qū)域的調整、適度養(yǎng)殖規(guī)模的推廣、終端控制整個環(huán)節(jié)。
對于養(yǎng)殖區(qū)域的調整,國家已出臺相關政策?!度珖i生產發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》提出,以資源承載能力為基礎,將全國劃分為重點發(fā)展區(qū)、約束發(fā)展區(qū)、潛力增長區(qū)和適度發(fā)展區(qū)4個區(qū)域,其中,京津滬地區(qū)和南方水網地區(qū)為約束發(fā)展區(qū),要調整優(yōu)化區(qū)域布局,實現(xiàn)合理承載,推動綠色發(fā)展。2014年《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》頒布后,各地也紛紛響應政策針對地方環(huán)境特點,進行了禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)、適養(yǎng)區(qū)的劃定,確保畜禽養(yǎng)殖生產與環(huán)境質量提高的協(xié)調發(fā)展。根據(jù)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模、養(yǎng)殖廢棄物的特點決定地方種植業(yè)結構。通過農牧結合,以農養(yǎng)牧的方式來解決養(yǎng)殖業(yè)污染,使養(yǎng)殖業(yè)廢棄物充分得到資源化利用。推廣生態(tài)循環(huán)經濟模式,實現(xiàn)種養(yǎng)結合。對不能實現(xiàn)種養(yǎng)結合的區(qū)域,加強畜禽糞便資源化、能源化利用,用畜禽糞便制取飼料、肥料,或制取能源。
推廣適度養(yǎng)殖規(guī)模為我國養(yǎng)殖業(yè)的主體。行政部門通過行政手段干預,來推動養(yǎng)殖適度規(guī)?;5?,僅僅這樣是不夠的,還需要依靠“無形的手”來進行自我糾偏。在市場的自我調節(jié)中,新希望、正大、雙胞胎、安佑等大型龍頭農牧企業(yè),成為一股不可忽視的重要力量,對國內養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展有重要影響。如雙胞胎呼吁力推的“家庭豬場“式適度養(yǎng)殖模式,企業(yè)與養(yǎng)殖者分工明確,進行合作,養(yǎng)殖者需要優(yōu)質飼料和養(yǎng)殖技術,而企業(yè)可以為養(yǎng)殖者提供。這種模式大大提高養(yǎng)殖生產效率,避免無限制不必要的擴充規(guī)模,達到優(yōu)勢互補,實現(xiàn)互惠互利。這不僅利于養(yǎng)殖的良性發(fā)展,也增加了種養(yǎng)循環(huán)的可行性。
終端控制簡單地說就是養(yǎng)殖廢棄物的無害化處理和綜合利用。2014年10月20日,國務院辦公廳印發(fā)了《關于建立病死畜禽無害化處理機制的意見》。2015年5月28日,廣東省政府出臺了《關于建立病死畜禽無害化處理機制的實施意見》,進一步明確了生產經營者的主體責任、各級政府的屬地管理責任和各級有關部門的具體責任,強化了扶持政策和機制保障,對建立符合我省實際的無害化處理體系的模式和目標任務提出了具體要求。為推動病死畜禽無害化處理體系建設,廣東省政府在前期統(tǒng)籌安排1000萬元擇優(yōu)扶持6個市開展病死畜禽無害化處理體系試點建設基礎上,并在2016年9月一次性安排2億元財政資金用于10個病死畜禽無害化處理中心示范工程建設。按照“誰處理補給誰”的原則落實病死畜禽無害化處理補貼,并根據(jù)項目建設進度,適時制定適合本地實際的政策性生豬養(yǎng)殖保險試點方案,建立無害化處理與保險理賠聯(lián)動制約機制,實現(xiàn)保險查勘理賠與病死畜禽無害化處理無縫銜接,發(fā)揮保險經濟杠桿作用。
(感謝廣州嘉康環(huán)保有限公司為本文的撰寫提供的技術參考資料。)