规模养猪场粪污综合治理和利用技术研究

规模养猪场粪污综合治理和利用技术研究
严小东;凌钦润;袁成进
【摘要】近年来,养猪业的规模化发展与伴随而来的环境污染矛盾日益加剧,如何综合处理规模养猪场的粪污,实现污染物资源化利用,成为当前一项十分重要而紧迫的科研任务.文章以防城港市5个具有代表性的规模猪场为例,在考虑容量化控制和科学合理布局粪污处理设施的基础上,通过对备猪场排泄粪污采用雨污分流、干湿分离、污水处理等技术综合治理,并对经处理粪污进行资源化利用效益分析,探讨规模化猪场粪污综合治理的有效技术措施.
【期刊名称】《广西农学报》
【年(卷),期】2014(029)001
【总页数】5页(P45-49)
【关键词】规模养猪;粪污;综合处理技术
【作者】严小东;凌钦润;袁成进
【作者单位】防城港市畜牧站,广西538001;防城港市水产畜牧兽医局,广西538001;防城港市动物疫病预防控制中心,广西538001
【正文语种】中文
【中图分类】S828
近年来，随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，城乡居民对肉蛋奶的消费需求大幅度增长，促进我国养猪生产迅猛发展，与过去以农户散养为主的养殖模式相
比，生产的规模化、集约化成为当前国内外养猪业发展的一种主要趋势。

以广西防城港市为例，年饲养量5000头的规模养猪场由2008年的5个发展到23个。

然
而与规模养猪不断扩大相伴而行的，是养殖过程中排泄的粪便及废弃物，成为一个严重的环境污染源，养猪粪污对环境及养猪业可持续发展造成的影响已不容忽视［1］。

目前，防城港市规模养猪快速扩张，但是受到传统养猪方式以及猪场用地局限的影响，加上部分养猪户缺乏环境保护意识，养猪场规划布局滞后，一些地区由于缺乏统一的规划布局，养殖量远远超过周边农作物种植的有机肥消纳量，加大了排泄的粪便及废弃物的处理难度［2］。

部分养猪场都建有化粪池和沼气池，但由于容量不足，且不能轮换使用，或长期不清理沉淀物，造成容积量减少，粪污处理设施形同虚设，排泄物及废弃物很快就灌满化粪池和沼气池，粪污随进随出，导致灌注入池的粪污没有经过充分的发酵分解，造成不达标排放。

一些养猪业主不注重粪污处理设施的防渗漏处理，因陋就简，加上年久失修，容易造成地下水的二次污染。

另外，虽然近年来国家启动了农村沼气工程、农村清洁工程、测土配方施肥等项目，安排了一定的建设资金，但与养猪业快速扩张相比，投入还是不足，粪污处理资金存在很大的缺口［3］。

因此，如何综合处理规模养猪场的粪污，实现污染物资源化利用，成为防城港市畜牧、环保技术工作者的一项十分重要而紧迫的科研任务。

1 材料与方法
1.1 试验场地及试验动物
试验选择防城港市防城区万盛养猪场、防城区华石部队养猪场、防城区壮大养猪场、上思县昌菱种猪场和上思县绿源养猪场等5个较有代表性的规模养猪场进行，常
年共有存栏生猪19500头，年出栏生猪30000头。

1.2 试验时间
试验时间为2011年1月1日-2011年12月31日；推广应用时间为2012年1
月1日-2012年12月31日。

1.3 规模化养猪场粪污综合治理技术措施
针对规模化养猪场粪污处理存在的问题，为了降低粪污对环境的污染，有效利用废弃物，提高养猪经济效益，促进养猪业可持续稳定发展，本研究采取规模化猪场粪污综合治理技术措施。

1.3.1 根据养殖量合理建设猪场粪污治理设施根据2008年农业污染源普查结果，平均每头每天排猪粪1kg，每天共排粪19.5t，按堆沤发酵腐熟20d设计，建集粪池900m3（考虑到10%的设计系数），每个场建2个集粪池以便轮流堆放，保证堆沤发酵腐熟的时间；猪尿2kg，每天产生的污水13kg，5个猪场每天共需要处理污水250t，每个场分别建沼气池或沉淀池（三级化粪池）2个以便轮流进入污水，确保厌氧发酵时间或沉淀时间，按15d轮转一次设计，5个场建沼气池或沉淀池4100m3（考虑到10%的设计系数），建沼液总贮池2000m3；建氧化塘、稳定塘（鱼塘）116006m2。

各场建设量见表1。

表1 试验猪场猪存栏量及综合治理设施猪场名称猪存栏量(头)沼气池体积(m)万盛养猪场 4900 230 500 530 26668部队养猪场 2600 120 250 260 17334壮大养猪场 1900 80 200 220 12001昌菱种猪场 6700 310 700 720 40002绿源养猪场 3400 160 350 370 20001
1.3.2 粪污综合治理技术工艺
（1）雨污分流技术。

将雨水与猪场粪尿、污水的分开排放，雨水通过集雨管道直接排放到鱼塘或河流，猪粪收集到集粪池，尿液及清洗猪舍的污水经排污管道进入沼气池或沉淀池。

雨污分流可减少沼气池、沉淀池的建设容积，减少猪场污水的处理量［4］。

（2）干湿分离技术。

人工收集猪只排出的干粪堆放到集粪池，尿液及冲洗的污水在沉淀池沉淀后进行固液分离，污水流入沼气池，沉渣与猪粪一起堆放发酵后，作
为农作物有机肥［5］。

干湿分离可为农作物提供更多的有机肥，并减少猪场粪污的处理量。

（3）污水处理技术。

是养猪场污水处理的关键。

猪场污水经沉淀后排入沼气池进行厌氧发酵分解，产生的沼液、沼气渣可用作农田的肥料，沼气可作为猪场日常所需的生活生产用清洁能源；或将污水排入三级化粪池进行降解处理，经过三级沉淀降解后，可以实现达标排放［6］。

沼液、三级化粪池排出的液肥排入氧化塘或鱼塘，培育浮游生物养鱼，进一步净化水质。

1.3.3 粪污资源化利用措施资源化利用是粪便污染防治的核心内容。

本试验采取综合利用的措施，将猪粪、化粪池及沼气池清理出来的生物污泥作为种果树、甘蔗和蔬菜等农业生产的肥料资源，将沼气用作燃料，沼液、三级化粪池排出的液肥用于养鱼和灌溉周围农田，猪场实现生态经济型无公害化生产［6］。

定期清理沼气池、沉淀池、鱼塘的沉淀物，可以提高粪污处理设施的利用率，并可把生物污泥作为有机肥出售，增加收入，及时清理鱼塘的污泥还可以提高鱼产量。

1.3.4 容量化控制措施容量化控制是禽畜粪便污染防治的基础。

资源化利用受到运输成本的制约。

农田、果园消纳粪便受到运输距离限制，运输距离过远就会加大粪便处理成本。

一旦处理成本超过了资源化利用所产生的经济效益，粪便资源化利用措施就难以实施。

养猪场规模扩张必须优先考虑粪污容量化控制；新规划建设规模养猪场时，要充分考虑到养殖场周边农田果园对禽畜粪便的消纳容量，以土地定养殖规模。

防止出现先污染后治理甚至污染无法治理的恶果。

2 结果与分析
2.1 试验结果
2.1.1 采集经治理后的污水送检，三级化粪池出水口排放液的检测由表2可知，5个场污水排放化学需氧量（COD）≤343mg/L，平均值为 302.5mg/L，平均去除率达到 60.5%；五日生化需氧量（BOD5）≤141mg/L，平均值为 130.5mg/L，
平均去除率达到 68.2%；悬浮物（SS）≤23mg/L，平均值为 22mg/L，平均去除率达到 86.3%；PH值 6.9－7.1，平均值为 7.0。

表2 三级化粪池出水口排放液定量检测表猪场名称化学需氧量（COD）(m g/L)
悬浮物（SS）(m g/L) PH值万盛养猪场 343 136 23 7.0部队养猪场 316 141 20 6.9壮大养猪场 298 126 23 6.9昌菱种猪场 262 129.5 23 7.1绿
源养猪场 293.5 120 21 7.1
2.1.2 稳定塘（鱼塘）出水口排放水的检测由表3可知，5个场污水排放
COD≤78.0mg/L，平均值为74.8mg/L，平均去除率达到 90.2%；
BOD5≤32.4mg/L，平均值为 31.22mg/L，平均去除率达到 92.4%；
SS≤16mg/L，平均值为 10.2mg/L，平均去除率达到 93.7%；PH 值 7.0－7.3，
平均值为 7.18。

各项主要指标达到了（GB18596－2001）《畜禽养殖业污染物排放标准》。

表3 鱼塘出水口排放水定量检测表猪场名称化学需氧量（COD）(m g/L)悬浮物（SS）(m g/L) PH值万盛养猪场 65 29.3 16 7.2部队养猪场 78 32.4 6 7.1壮大养猪场 77 31.0 6 7.0昌菱种猪场 78 31.6 7 7.3绿源养猪场 76 31.8 16 7.3
2.2 效益分析
2.2.1 经济效益沼气利用。

每天处理污水250m3，COD容积负荷约为5—
6kgCOD/m3，利用率按80%计，气体中CH4的含量为45%—60%左右，发热
量为5000—6000kcal/m3，产气率为0.35m3/kg.COD。

每天产沼气量为：
1m3沼气的能量相当于0.7kg 标准煤，210m3沼气利用燃烧后可省标准原煤为：210m3×0.7kg÷1000＝0.147t/d；年可节约优质原煤为：0.147t/d×365 天＝53.7t；标准煤按 0.15 万元/t计算，年可产生效益：53.7t×0.15 万元/t＝8.06万
元。

扣除成本（折旧费及维修费每月1300元）1.58万元，年利用沼气可增收
6.48万元。

沼气液和达标水回收利用。

5个养猪场有鱼塘11.6hm2，利用本项目的沼气液和
达标排放水养鱼，放养链鱼、鳙鱼等以浮游生物为主要饵料的鱼类，年产鱼106950kg，产值96.26万元，扣除成本（鱼苗、人工费及沼气液运输费等）
38.57万元，年净增收57.69万元。

猪粪和生物污泥的利用。

本试验预处理分离出的猪粪7100t和生物污泥2050t，
每吨猪粪和生物污泥100元，收入91.5万元。

猪粪和生物污泥是果树、甘蔗和蔬菜很好的有机肥料，对改良土壤结构，提高土壤肥力，减少化肥用量和农药使用，使果蔗菜品质、产量都得到明显的提升，效益非常显著，年增产水果325t，增产
蔬菜120t，增产甘蔗1500t，增加产值164万元。

以上三项年增加产值352.24万元，净增收155.67万元。

2.2.2 社会效益猪场粪污通过干湿分离、雨污分离获得的猪粪和生物污泥，给菜农、蔗农、果农作为蔬菜、甘蔗和果树的有机肥使用，减少了无机化肥的使用，可降低化肥残留物对土壤的污染，提高蔬菜、甘蔗和水果的产量和产品质量，生产出更多的无公害农产品；沼气发酵可获得清洁能源，产生的沼气可作为猪场日常所需的生活生产用能源，沼气液和沼气渣也可以作有机肥使用，从而使猪场实现生态经济型的无公害化生产。

本研究成果2012年在防城港市68个规模养猪场推广应用粪污
综合治理技术，根据取样送检的检测结果，经治理后的污水排放达到标准：经处理后出水送防城港市环境监测站检测，COD≤56mg/L，平均值为41.4mg/L，平均
去除率达到 94.6%；BOD5≤16.1mg/L，平均值为 12.76mg/L，平均去除率达到96.9%；SS≤30mg/L，平均值为 25.6mg/L，平均去除率达到 90.3%；PH 值 6.9－7.3，平均值为 7.1。

各项主要指标达到了（GB18596－2001）《畜禽养殖业污染物排放标准》。

68个规模养猪场年增加产值2855.89万元，净增收1201.34万
元，实现农业增效、农民增收的目标。

2.2.3 生态效益猪粪尿的资源化利用好处很多：一是增加土壤中的有机质含量，有利于土壤的保护；二是减少污染物的排放处理量，有利于环境保护；三是降低治理成本，有利于提高经济效益；四是对企业而言，可以变废为宝，有利于增加收入；五是对国家而言，发展了一个新的产业，培育了一个新的经济增长点，有利于扩大就业。

养猪场粪污资源化利用，不仅有效解决了养猪场粪污及废弃物乱排滥放现象，使养殖场周围的环境得到很大改善，同时还能有效地控制养猪生产中污染物的流向，减少生猪本身被污染的机会，有效提高生猪的健康水平。

因此，养猪场走生态养殖，粪污及废弃物进行资源的循环利用，保护生态环境，这是养猪业今后的发展方向。

3 结论与讨论
3.1 因地制宜选择养殖场址
猪场的选址，除了一般性的环境保护要求外，重点控制好与周围居民建筑与环境敏感地区之间的距离，即明确最小间隔距离；最小间隔距离的确定取决于养殖场点的类型、规模、周边地区的人口密度、环境功能类型的四个要素，依此确定养殖场点的选址。

3.2 科学储存猪场粪便
一是储粪池要深埋并避开水道，防止由于雨水、洪水的冲刷或流入而引起的粪便溢出；二是储粪池要进行防渗处理，防止污染地下水；三是储粪池要有一定的储存容量，储存容量太小不能起到存储的作用。

每个场至少要分别建沼气池和沉淀池（三级化粪池）两个以便轮流进入污水，确保厌氧发酵时间或沉淀时间，按15d轮转一次。

每存栏1000头猪需建沼气池100m3、沉淀池（三级化粪池）100m3、建沼液总贮池12000m3、建稳定塘（鱼塘）等设施 6667m2［3］。

3.3 掌握猪粪利用的关键技术
猪粪作为农家肥料使用是猪场粪便处理的最普遍最常见的措施［7］，但利用的方法一定要得当，利用的数量一定要适中，否则也会由于水土流失造成面源污染。

作为农家肥料使用应考虑当地的土壤性质、肥力状况、水文条件等因素，依此确定施肥方法、施肥频率、施肥时间和施肥数量。

3.4 开辟多种途径，提高粪污资源化利用率
根据市场需求，利用自然资源优势，发挥社会力量，多渠道、多途径开展养猪粪污治理，变废为宝。

一是发展种养结合养猪模式。

引导规模养猪场与果农、蔗农和菜农联合，走循环农业模式，使粪污处理能力与养殖规模相配套，养猪粪污通过堆放腐熟施入农田，实现农牧结合处理粪污［8］；二是实施沼气配套工程。

养殖场配套建设适度规模的沼气池，利用厌氧产沼技术，将粪污转化为生活能源，沼液还田利用，达到减排的目的［9］。

【相关文献】
［1］吴升鹏.规模化养猪场粪污治理问题探讨［J］.养猪，1998，（1）：2－3.
［2］卢洪秀，程杰，江立方.畜禽粪便污染治理现状及发展趋势［J］.上海农业科技，2010，（3）：27－29.
［3］王修川，袁新国，王腾.试论循环经济及畜禽废弃物资源化［J］.2008，31（8）：155－157. ［4］李诗兵，雷浩兵，黎坤.规模化养猪场粪污综合治理方案及效果分析［J］.当代畜牧，2008，（4）：41－42.
［5］成冰，陈刚，李保明，等.规模化养猪业粪污治理与清粪工艺［J］.世界农业，2006，（5）：50－51.
［6］孙菊英.规模猪场粪污综合治理和资源化利用技术研究［J］.畜禽业，2005，（4）：64－65. ［7］姜楠.绿色农业中畜禽粪便的资源化开发与利用［J］.现代畜牧兽医，2009，（5）：32－34. ［8］谢金防，韦启鹏，李祖章，等.猪场粪污生态化处理及利用的方法与思考［J］.江西畜牧兽医
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［9］唐世富.规模养殖粪污治理对策［J］.四川畜牧兽医，2007，（1）：24-26.。