生豬養(yǎng)殖惡臭氣體產(chǎn)生及污染防治探討

青島市生態(tài)環(huán)境局平度分局 楊曉麗

畜牧業(yè)是人類動物性食品的主要來源，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分，人均畜產(chǎn)品量是反映國家發(fā)達程度和衡量人民生活水平的主要標志之一，發(fā)展畜牧業(yè)對推動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級、保證畜牧副食品供應、確保城市公共衛(wèi)生安全具有重要作用。我國是生豬生產(chǎn)大國也是消費大國，隨著人民生活水平的提高，人們對肉類產(chǎn)品的需求也隨之增加。生豬養(yǎng)殖是民生工程，但隨之而來的污染投訴事件不斷增多，特別是春夏季氣味擾民現(xiàn)象更為明顯。據(jù)一縣級市多年環(huán)境類信訪投訴數(shù)據(jù)統(tǒng)計，畜禽養(yǎng)殖投訴量占總投訴量比例達到30-35%左右，其中氣味擾民占畜禽養(yǎng)殖投訴量比例達到80%以上。畜禽養(yǎng)殖廢氣污染治理刻不容緩，是解決民生訴求的重要渠道?，F(xiàn)以生豬養(yǎng)殖為例，分析養(yǎng)殖過程中惡臭氣體產(chǎn)生環(huán)節(jié)及宜采取的污染防治措施。

一、生豬養(yǎng)殖污染產(chǎn)生來源分析

（一）惡臭氣體來源

生豬養(yǎng)殖能夠造成氣味擾民污染的惡臭氣體主要來源于豬只養(yǎng)殖、沼渣曬渣、堆肥發(fā)酵過程中。畜禽舍散發(fā)的臭氣主要來自含蛋白質(zhì)廢棄物的厭氧分解，這些廢棄物包括畜禽糞尿、皮屑、毛、飼料等。而大部分臭氣是由糞尿厭氧分解產(chǎn)生。畜禽排泄物的有機物主要由碳水化合物和含氮化合物組成，在一定條件下，這些糞便發(fā)酵以及含硫蛋白分解產(chǎn)生大量氨氣和H2S等臭味氣體。碳水化合物轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性脂肪酸、醇類及二氧化碳等，這些物質(zhì)略帶臭味和酸味；含氮化合物轉(zhuǎn)化生成氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氫、三甲胺等，這些氣體有的具有腐敗洋蔥臭，有的具有腐敗的蛋臭、魚臭等；一些有機物酶解，如硫酸鹽類被水解成H2S，馬尿酸生成苯甲酸等。這些具有不同臭味的氣體混合在一起，即為人們常說的惡臭。

（二）惡臭氣體種類

畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的氣味，其實質(zhì)是微生物在一定的溫度條件下，厭氧發(fā)酵碳水化合物、含氮和含硫化合物所產(chǎn)生的不完全代謝物，這些物質(zhì)刺激人的嗅覺，產(chǎn)生令人不愉快的感覺。有資料顯示，畜禽糞便的臭味物質(zhì)有100種，按化學性質(zhì)分為氨和揮發(fā)性胺類、含硫化合物、吲哚類和酚類、揮發(fā)性脂肪酸類。各類臭氣對畜禽健康都是十分有害的，以NH3和H2S濃度最高，危害最大。豬舍NH3、H2S的排放受到許多因素的影響，包括生產(chǎn)工藝、氣溫、濕度、豬群種類、室內(nèi)排風情況等。

由于養(yǎng)豬場產(chǎn)生的大氣污染物組成多樣，且由于惡臭物質(zhì)的逸出和擴散機理比較復雜，故很難進行準確定量分析，而且臭氣污染物對居民的影響程度更多的是人的一種主觀感受。

二、惡臭氣體產(chǎn)生環(huán)節(jié)

（一）糞污收集方式

養(yǎng)殖場清糞工藝可分為干清糞、水泡糞、水沖糞等。其中干清糞工藝為糞便一經(jīng)產(chǎn)生便分流，干糞由機械或人工收集、清掃、運走，尿及沖洗水則從下水道流出，分別進行處理；水泡糞工藝為在水沖糞工藝的基礎(chǔ)上改造而來的。在豬舍內(nèi)的排糞溝中注入一定量的水，糞尿、沖洗和飼養(yǎng)管理用水一并排放漏縫地板下的糞溝中，儲存一定時間后（一般為30天），待糞溝裝滿后，打開出口的閘門，將溝中糞水排出。糞水順糞溝流入糞便主干溝，進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池；水沖糞工藝為糞尿污水混合進入漏縫地板下的糞溝，每天數(shù)次從溝端的水噴頭放水沖洗。糞水順糞溝流入糞便主干溝，進入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池。清糞方式不同產(chǎn)生的惡臭氣體對環(huán)境產(chǎn)生的影響也會有差異。

（二）糞便好氧堆肥

豬舍糞污水由管道收集，經(jīng)固液分離出的豬糞采用好氧堆肥進行發(fā)酵腐熟。好氧堆肥是在有氧條件下，依靠專性和兼性好氧微生物對糞便進行吸收、氧化、分解。微生物通過自身的生命活動，把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量，而另一部分有機物則被合成新的細胞質(zhì)，使微生物不斷生長繁殖，產(chǎn)生出更多生物體的過程。堆肥發(fā)酵場內(nèi)原料的移動速度通過調(diào)整翻拋機運行方式及次數(shù)來實現(xiàn)，發(fā)酵全過程需30天左右。

發(fā)酵過程主要分為三個過程：起始階段、高溫階段、熟化階段。堆肥發(fā)酵過程產(chǎn)熱，數(shù)天內(nèi)溫度急速上升。一般堆體溫度應控制在60℃左右，超過70℃則會造成過熟。高溫持續(xù)幾天后下降，經(jīng)過幾次翻堆以及堆溫上升、下降之后，堆溫已不再上升，可認為堆肥腐熟。糞渣經(jīng)發(fā)酵以后，殺死糞肥中的病原菌和蛔蟲卵，成為無害化的有機肥料，很大程度上減輕了糞肥的惡臭氣味。

（三）污水厭氧發(fā)酵

豬舍糞污水由管道收集，固液分離后污水密閉輸送至厭氧發(fā)酵池，在發(fā)酵池內(nèi)進行厭氧發(fā)酵。采用黑膜將整個發(fā)酵池進行全封閉，厭氧發(fā)酵周期約30天，發(fā)酵溫度15-25℃，池內(nèi)最上層為沼氣，發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后用于火炬系統(tǒng)燃燒。發(fā)酵后的沼液進行干濕分離，清液為沼液，沉淀部分為沼渣，沼液中含有各類氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、赤酶素、生長素、糖類、核酸等，是一種速效性有機肥料。沼渣通過底部管道、泵抽至曬渣場，曬渣場為半封閉狀態(tài)，設(shè)置陽光防雨棚等圍擋。按照周邊種植區(qū)農(nóng)作物施肥周期進行沼渣分離、晾曬，平均每年2次，由于污水經(jīng)厭氧發(fā)酵后保留在沼渣中的成分主要為不溶解或難分解的有機、無機固形物，沼渣異味強度較輕，且作業(yè)時間較短。

（四）沼氣處理利用

畜禽糞污發(fā)酵所產(chǎn)生沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料CH4、CO2外，還含有H2S和其它少量的氣體。其中CH4含量約為50%～70%，CO2含量約為30%～40%。H2S不僅有毒，而且有很強的腐蝕性。因此新生成的沼氣不宜直接用作燃料，需先進行脫硫和脫水凈化處理。

化學脫硫是應用最為廣泛的沼氣脫硫技術(shù)之一，以氧化鐵為脫硫劑的干法脫硫技術(shù)，沼氣中的硫化氫與活性氧化鐵接觸，生成硫化鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當有水存在時，鐵的硫化物又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單體硫。這種脫硫再生過程可循環(huán)進行多次，直至氧化鐵脫硫劑表面的大部分孔隙被硫或其它雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止。有機物發(fā)酵時，微生物對蛋白質(zhì)的分解會產(chǎn)生一定量的H2S氣體進入沼氣，其濃度范圍一般在1-12g/m3，經(jīng)過脫硫塔脫硫后沼氣中的硫化氫含量降至20mg/m3以下。

三、惡臭氣體污染防治控制

（一）源頭控制

畜禽養(yǎng)殖飼料應采用合理配方，在飼料中補充合成氨基酸，提高蛋白質(zhì)及其他營養(yǎng)的吸收效率，尤其是飼料中氮、磷利用率，降低糞便中氮、磷含量。通過選用優(yōu)質(zhì)易消化的膨化飼料原料，添加植酸酶、復合消化酶或益生菌等來提高飼料的消化率和轉(zhuǎn)化率，有效減少氮的排放量和糞便的產(chǎn)生量，從源頭降低畜禽排泄物中氮的含量及惡臭氣體的排放，有效降低空氣異常氣味。調(diào)整飼料對氨的影響占15-20%。

（二）豬舍管理

現(xiàn)規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖豬舍一般采用負壓排風系統(tǒng)，負壓通風是用風機抽出舍內(nèi)污濁空氣，使舍內(nèi)氣壓相對小于舍外，新鮮空氣通過進氣口（管）流入舍內(nèi)而形成舍內(nèi)外空氣交換。豬舍通過先進的自動環(huán)境控制系統(tǒng)、自動噴霧消毒系統(tǒng)等可有效降低空氣中的塵埃、氨氣濃度和殺滅病原微生物。舍內(nèi)定期噴灑消毒液，其主要成分是有機酸，對堿性氣體氨將起到一定的中和作用。

合理控制養(yǎng)殖規(guī)模，養(yǎng)殖密度不宜過大、過密，加強通風，保持舍內(nèi)干燥，加速糞便干燥，可減少惡臭的產(chǎn)生，及時收集產(chǎn)生的糞便，合理的糞便收集頻率能減少牲畜畜欄的惡臭。

（三）堆肥發(fā)酵

生豬養(yǎng)殖期間產(chǎn)生的豬糞水經(jīng)固液分離設(shè)備進行處理后，豬糞收集至堆肥場進行堆肥發(fā)酵。糞便中所含有的一部分營養(yǎng)物質(zhì)如蛋白質(zhì)等，在微生物作用下進一步分解，會分解成較易揮發(fā)的含氮、含硫化合物，胺類和一些低脂肪的有機化合物，形成惡臭氣體。

針對堆肥場惡臭氣體，從發(fā)酵工藝、過程控制及廢氣排放等三方面著手，減少其排放量和排放強度。發(fā)酵工藝選用好氧發(fā)酵，該工藝有機物降解速率快、腐熟時間短、異味少，分解充分；好氧發(fā)酵過程中采用間歇式動態(tài)機械翻轉(zhuǎn)，每次翻堆結(jié)束后對糞便表面噴灑掩臭劑；堆肥場為三面封閉，一面為開啟式卷簾結(jié)構(gòu)的日光發(fā)酵棚，堆肥發(fā)酵為好氧發(fā)酵，在發(fā)酵棚的上側(cè)設(shè)一處進風口，提供堆肥發(fā)酵所需氧氣，在棚體下側(cè)設(shè)一處排風口，使堆肥發(fā)酵過程中產(chǎn)生的惡臭氣體能夠及時排除。堆肥場發(fā)酵區(qū)盡量選在空曠場地，廢氣稀釋擴散較快。

（四）沼液沼渣

沼液貯存池為密閉結(jié)構(gòu)，底部鋪設(shè)黑膜，池體上部覆黑膜。沼液貯存過程中產(chǎn)生的惡臭氣體濃度較低。沼渣曬場為半封閉狀態(tài)，池體上方設(shè)置陽光防雨棚，四周設(shè)置圍擋措施，水泥地面上方鋪設(shè)鵝卵石、粗砂、細砂，下方鋪設(shè)污水管道，曬渣過程濾出來的廢水通過管道收集返回厭氧發(fā)酵池。定期對沼渣曬渣場周圍噴灑植物型除臭劑，沼渣經(jīng)厭氧發(fā)酵后異味較小。

豬場四周種植綠化植物，綠植物可以吸收空氣中的氨和阻隔微粒，減少空氣中氨含量和微粒，可有效緩解對周圍環(huán)境的空氣污染。養(yǎng)殖場區(qū)還應采用物理除臭、化學除臭、生物除臭等污染防治措施，減輕惡臭氣體環(huán)境污染。通過實施生態(tài)養(yǎng)殖，把畜禽糞污變成了有機肥料，使生態(tài)效益最大化，建立良好的循環(huán)型生態(tài)農(nóng)業(yè)，保證其長期穩(wěn)定發(fā)展，真正實現(xiàn)環(huán)境與生產(chǎn)的良性循環(huán)。