当前规模猪场的排污现状及应对措施

近年来，我国规模化养猪业发展迅速，产值和规模以每年10%以上的速度快速增长。在规模化养殖大大提高劳动生产效率、社会供给不断增加的同时，集中养殖导致生猪排粪量激增所带来的各种环境问题也越来越突出和严重。 2010年，国家环保总局对全国27个养殖规模相对集中的地区进行调查发现，2009年全国畜禽粪便产生总量约为24亿吨，是工业固体排放量的1.1倍。同期浪费。粮农组织在国际上发出警告：“目前环境问题的最大责任是畜牧业。即使不包括粪便和污水，排放的温室气体量也超过汽车。”由此看来，畜牧业规模化生产带来的排泄物的利用和处置已经提上日程。本项目通过系统、科学地研究生猪的污水产生和排放情况，为猪场污染物排放总量的准确计算和治理提供技术支持，为合理应对提供相关依据。 1 试验材料和试验方法

1.1本着科学性、代表性和可操作性的原则，选取某市郊区的规模化养猪场进行试验

监测点基本数据：自繁自养，面积13740m2，存栏母猪300头左右，2009年出栏5110头。全水冲，清理粪便，全部污水放入沼气池发酵，经分级沉淀后，沼液排入灌溉渠二次利用。

1.2 研究内容与研究方法

1.2.1 规模化猪场粪便性状测定测定按照春、夏、秋、冬四个季节进行，全年连续监测，测定性状、产量和规模化养猪场排放。

(1) 粪便和尿液分析

以保育/育成/育成三个阶段的猪为试验猪，每个阶段选择6头猪，连续35天收集三个阶段（使用代谢笼）猪的全部粪便和尿液。每个季度，测量各自的粪便和尿液产生量，粪便和尿液样本分别采集，预先进行预处理，检测各自的理化指标。

(2) 粪便收集率及特征监测

新鲜粪便监测：对保育/育种/种猪样本三个阶段采集的粪便数量及特性进行监测，获得采集率。每天上午和下午从划定的猪圈或特定猪圈收集新鲜粪便，称重并记录，并仔细取样进行特性测试。

（3）污水计算

污水水箱用于计算猪场产生的液体，包括尿液、其他生产过程产生的污水和冲洗水。样本采集同时进行，每季需连续采集35天。预处理后，测量污水特性。

(4) 实验室检查

污水、尿样需检测：化学需氧量/pH/总磷/NH4+-N/总氮/锌/铜；粪便样本检测：量、水分、有机物、总磷、总氮、锌、铜；饲料检测：粗蛋白、水分、磷、锌、铜。

(5) 抽样

将收集的新鲜粪便放入收集桶中，混匀后取500克密封袋。每次采集该类样品3个并标记，其中1个不经任何预处理用于水分测定，另外2个用于其他指标的计算需要进行预处理。污染生产系数测定每天采样一次，污水排放系数需要在上午和下午采集，采集的粪便样品立即放入培养箱。污水采样：在计量槽入口处采集5000mL污水样本，先混合，然后测量温度和pH值，弃去一部分，然后进行现场预处理，处理后装入锥形有色瓶中，给它们贴上标签，放入培养箱中，每天也进行取样。同上，收集沼气池上层液体。饲料取样：在污染生产系数测定过程中，连续3天对不同饲养期的猪进行取样，密封在密封袋中并贴上标签，测定Pro、水分、铜等相关指标。

1.2.2 污染产排污系数污染生产系数是指一个区域内单只畜禽或单一产品产生的尿液、粪便、铜、总氮、化学需氧量、总磷等一次污染物的数量。时间单位。计算公式为：产污系数=粪便产量粪便污染物浓度+尿量尿液污染物浓度。污染物排放系数是指在正常生产经营条件下，或者未经处理利用，将原有污染物通过处理设施减量化利用后直接排放到环境中的污染物量。计算公式：产污系数=[粪便产量粪便污染物浓度（1-粪便吸收率）（1-污水利用率/污水产量）]+尿液产量尿液污染物浓度粪便收集率（1-利用率粪便）。

1.2.3 采用狄克逊法和格拉布斯法对可疑和极端数据进行分析、处理、检验和剔除。

2 分析与测量结果

2.1 污染监测结果分析

2.1.1 猪粪尿分三期产量

根据连续6天四个季节三个阶段15头猪计算，不同季节同一阶段猪个体粪便产量差异不大。仔猪、育肥猪和种母猪日产粪量分别为460克、780克和1020克。猪场建设粪便处理设施时，应按各阶段动物数量粪尿量计算猪场整体污染产生量，以免高估粪便产生量，浪费投资。在相关的处理设施中。不同季节同一阶段猪的个体尿量差异较大，保育仔猪表现最为突出。最大值出现在夏季，日均尿量3kg，最小值出现在冬季，日均尿量1.26kg；其次是母猪和育肥猪，每个阶段的尿量都会有较大的标准差。

2.1.2 各饲养阶段粪尿特性分析

采集的720份粪便和尿液样本经预处理后进行分析测定。粪便测定指标包括有机质、总氮、水分、铜、锌、总磷；尿液测定指标包括化学耗氧量、pH、NH4+-N、铜、锌、总磷、TKN。

(1) 尿液性质

对尿液中主要污染物浓度分三个阶段、四个季节进行反复实验的结果表明，尿液的pH值在6.83~7.43之间

　　（2）粪便特性

　　不同饲养阶段猪固体粪便含水率相近，变化范围是63.14%-67.96%，平均64.82%；不同饲养阶段全磷、全氮、有机质含量相近，分别平均为2.72%，2.41%，56.12%；繁殖母猪铜含量明显要比保育仔猪与育成猪少很多。

　　2.1.3主要污染物的产污系数根据公式，可以计算各饲养阶段猪场主要污染物的产污系数，结果表明，繁殖母猪主要污染物产污系数最高，育成猪与保育猪居其次，主要归因于粪尿产生量在繁殖母猪要比保育猪与育成猪高。

　　2.2分析排污监测结果

　　2.2.1产排污水量于监测点的总污水进出口处分别修筑量水池，三天连续测定产排污水量，结果表明，猪场每天污水排量平均为44m3左右，这可能是由于采用水泡粪处理猪场粪污的模式。夏天污水产、排放量相对冬天较多。

　　2.2.2污水相关特性采集148个污水样品，进行前处理后做分析测定。测定指标有化学耗氧量、TKN、铜、NIV-N、总磷、锌，结果显示，经过沼池、氧化塘等设施进行处理后，与原来相比，主要污染物的排放浓度有了明显降低，去除效率平均达37.05%，去除效率较高的是重金属、总磷和铜，分别达81.2%、46.45%、76.36%。

　　2.2.3规模猪场排污系数繁殖母猪在各饲养阶段猪只的化学需氧量、总磷、铜、氨氮、全氮、等主要污染物排污系数中最高，接下来是育成猪、保育猪，原因主要是繁殖母猪产粪尿量均高于保育猪、育成猪高。

　　3 应对措施

　　3.1节水可采用木屑养猪场法--通过铺在猪舍地面的混有某些微生物的木屑层来不断吸收、消化每日排泄的猪尿。定期将其作为肥料装车外运，重铺新屑。也可以采取固液分离对粪污进行处理，堆沤粪渣作为肥料。经沼气池对污水进行厌氧消化处理以后，再排入农田与鱼塘。条件具备时，还可以采用膜分离技术处理。

　　3.2与种植业进行配套沼气装置处理猪粪后，贮存于数个500-1000m3钢罐中，需要施肥时运到农田；所产沼气作为规模猪场的电力和热源加以利用，通过生物质的多层次利用建设生态农场，实现良性循环。

　　3.3采用固液分离、沼气发酵、沉淀等工艺以前的大型沼气装置通常是大型纺缍形池，多为钢混结构，经过发展，广泛应用钢混矩形池，采用上流厌氧污泥床的反应器技术，最近又出现了没有顶盖的UASB型池，属于三相分离器的。以传统的鼓风曝气装置为基础，在好氧工艺中，又发展了多种浅层射汉曝气装置，更加实用方便。从简化工艺，增加悬浮物去除率考虑，可以在粪水沉淀后立即添加高效絮凝的大型气浮装置，降低出水的BOD，排放到牧草地进行灌溉。

　　3.4沼气工程所产沼气解决集中供气之需，部分发电；沼渣、沼液是经济作物的好肥料，也可添加进牛和鱼的饲料中。以环保为主要目的的极少。工艺流程固液分离是第一步，进行厌氧消化与好氧处理后，最后进入水生植物塘。出于节能减支的目的，厌氧消化后的出水可直接对植物塘或坡、沟地带进行处理排放。

　　4 结论

　　4.1不同饲养阶段规模猪场粪、尿产生量差异很大，在建设猪场废弃物的处理设备时，我们根据各阶段存栏猪的数量×该项所产粪尿量进行猪场产污总量的估算，防止因为对粪尿产量的高估而造成对所投入的粪污处理设施的浪费。

　　4.2各饲养阶段的生猪固体粪便的含水率持平，有机质、全氮、全磷含量相近，三阶段猪只粪便中含量差异不明显，但繁殖母猪粪便中铜含量明显比保育仔猪和育成猪低。

　　4.3各饲养段生猪尿液的pH值呈弱碱性。育成猪尿液所测得凯氏氮、化学耗氧量值、氨氮较低，夏天尿液中化学耗氧量值最低；尿液中育成猪总磷最低，繁殖母猪尿液中铜、含量明显比保育猪低，主要与猪自身的消化吸收和各饲养阶段饲料配方有关。

　　4.4根据以经验，新鲜的冲洗粪水有很好的沉降性。哪怕是北方的猪场，污水沉积在猪舍粪沟里7到10天，沉降性也是如此，只是沉降时间也许会延长至2到3小时，可去除近五成SS和化学耗氧量。所以，在该工艺流程中，固液分离和沉淀不可或缺。

　　4.5对猪粪水应用复合床、上流式或折流式厌氧反应器等进行处理，对其有机物的去除率进行比较。结果表明，三种厌氧装置均在92%左右，无太大差异。我们通常选用折流式池型，是因为它的运行管理相对来说比较简单，较适应高悬浮固体废水，无三相分离器，投资较省。

　　4.6在节省基建投资，保证污水排放达标的前提下，好氧处理采用间歇序批式完全混合活性污泥法较适宜，根据进水量进行曝气时间的调节，从而降低能耗。

　　4.7从实效来看，在粪水进一步处理方面，水生植物相当有效，条件是要有足够的水面。即使水面不够，作为好氧处理工艺的补充也有价值。

　　4.8加药的有机物较不加药的有机物去除效果要好，但处理成本十分悬殊，（约0.8元/m3），猪场往往承受不起，所以不予采用。

　　综上所述，在目前情况下，该工艺流程方案针对人工清粪方式的猪场粪水处理而设计，相对先进可靠、运行管理方便、投资较省，适合于我国国情。