浅析工厂化农业污染及治理

畜禽养殖过程中的空气污染问题主要 是由于畜禽排放的粪便、尿液会散出 一种极为恶臭的气味，污染了空气， 从而影响养殖场周围居民生活赖以生 存的空气质量，这是因为畜禽排 放 的粪便和尿液中含有大量的土著细菌， 这种土著细菌在发酵分解粪便的作用 下会产生大量的浓度高的恶臭有害物 质，这种恶臭味极强的有害物质含有 大量的挥发性有害物质。
畜禽污水水质特点 COD、SS、NH3-N含量高 可生化性好，沉淀性能好 水质水量变化大 含有致病菌并有恶臭
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
好氧处理的基本原理是利用好氧微生物（包括兼性微生物）在好氧条件下
好氧处理法
分解有机物，同时合成自身细胞。在好氧处理中，可生物降解的有机物最终可 被完全氧化为简单的无机物。该方法主要有活性污泥法（序批式活性污泥法、 A/O及氧化沟）和生物膜法（生物滤池、生物转盘、生物接触氧化）等。
社会、 经济、 生态效益 统一性
现代科 学技术 为支撑
PART THREE
3 工厂化农业分类及规模
水厂养殖业
据统计，全国海水工厂化养殖面积达922.9万立方水 体，产量为36863吨。
工厂种植业
当前农垦粮食作物播种面积达到4 726万亩； 粮食总产可达1 620万吨，工业化后产量增加277.33 万吨，增长了20.7％
畜禽养殖过程中产生的水污染问题主要来源于 畜禽排放的粪便、清洗畜禽体及器具的污水、 冲洗畜禽养殖场所的水浪费等现象，由于在畜 禽养殖业的规模化发展，使得畜禽养殖污 染物 和污水的排放量不断增大，再加上一些畜禽养 殖户没有采用污水处理技术和没有安置净水设 施，这就使得污水会随着地 表径流流入养殖场 周围的河流与湖泊中，造成地表水污染，而且 污水也会随着土壤渗透中地下水中，会对地下 水的水质造成严重的污染，影响水质，危害人 体健康和其他植物生长。
PART TWO 工厂化畜禽养殖业的污染
及处理方法
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
污染现状
规模养殖场中一个重要的污染源就是动物的尿液、冲洗养殖场的冲洗水以及雨水。 2010年全国畜禽粪便、尿液产生量约40×108t，畜牧业的COD排放为1184×104t，占
农业排放总量的95%，占全国COD排放总量的45%，远超工业废水和生活废水COD排
放量总和；总氮排放65×104t，占农业排放总量的79%、全国总氮排放量的25%；总磷 排放16×104t，占农业排放总量的56.3%、全国总磷排放量的37.9%。但目前畜禽粪污
的无害化处理量不足总排放量的10%。
现代化的养殖场多采用水冲式方法将粪便排入化粪池、粪坑式沟渠。这样的污水之 中夹杂着动物粪便、动物饲料、杀虫剂、抗生素等污染物，生化指标严重超标。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
污水的生物处理技术就是利用微生物通过其本身的新陈代谢的生理功能，
微生物法处理的原理、工艺和效果
氧化分解环境中的有机物并将其转化为稳定的无机物，从而使废水中的有机污 染物得以降解去除，具有节约成本、不产生二次污染等特点。生物处理按照其 形式可分为好氧处理法、厌氧处理法和厌氧－好氧联合处理法等。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
好氧处理法
序批式活性污泥法（SBR）在同一构筑物内进行进水、反应、沉淀、排水、闲 置等周期循环。SBR有良好的脱碳、脱氮效果，COD和NH3-N去除率均达到 90%以上，它可实现自动化控制，占地面积少，有多种变型工艺。 序批式生物膜反应器（SBBR）反应器具有生物量高，占地少，好氧颗粒污泥 沉降性能好，生物量高，能承受高有机负荷，脱碳、脱氮效果较好。
PART TWO
5 工厂化农业产生的环境问题
工厂化种 植业
水产养殖业
畜禽养殖业
由于水产养殖生物大部分为排氨型 动物，水中氨氮对养殖生物具有强 烈毒性。因此养殖污染物的排放、 沉积可引起水体富营养化，造成水 质恶化，严重时导致养殖生态系统 失衡，紊乱甚至完全崩溃。
在农村经济结构中，种植业是人类赖以生 存的第一产业。化肥、农药、农膜的大量 使用，以及秸秆焚烧等，会引起地表水富 营养化、地下水硝酸盐污染、增加人畜农 药中毒的风险，损害人类和生物健康，加 剧温室效应，减少生物多样性。
畜禽养殖业
2010年前畜禽业的产值还将以每年8％左右的速度 递增，畜禽粪便产生量将与之同步增长。据不完全 统计，目前我国已有1000头以上的猪场、100头以 上的牛场和10万只以上的鸡场14800多个。
PART ONE
4 工厂化农业意义
作为设施农业的高级层次，工厂化农业的发展能有效解决了我国对农产品供需 问题，改善生产环境提高劳动效率，实现现代化生产。并且大力推进工厂化农业 发展是实现国家粮食或食物安全的核心途径。工厂化农业极大提升了土地产出率、 资源利用率、劳动生产率和产品商品率，在我国人口基数大，农产品需求高，土 地资源有限的背景下，具有重大的战略意义。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
对环境的危害
地表水富营养化 畜牧场污水绝大部分都是沿途渗漏后排入农田或直接间接地排入沟渠河道， 这些污水中所含有的氮、磷和其他有机物导致水体富营养化。 污染地下水 养殖污水长时间渗入地下，使地下水中的硝态氮或亚硝态氮浓度增高，地 下水溶解氧含量减少，有毒成分增多。 影响水体自净能力，扰乱水循环 土壤能力退化 高浓度废水还可导致土壤孔隙堵塞, 造成土壤透气、透水性下降及板结、盐 化，严重降低土壤质量，甚至伤害农作物，造成减产和死亡。
随着畜禽养殖业的快速发展，大量产生的 畜禽粪便未能得到及时、有效的处理，无 序的排放已成为我国环境中最主要的面源 污染源，畜禽养殖污染防治己经迫在眉睫。 但是，到目前为止，上级主管部门间还没 有建立起相互协调的环境监督管理体系。 根据对畜禽养殖量大的地区调査统计表明， 约8070左右的畜禽养殖场没有污水处理设 施，有的即使建了污水处理设施也没有正 常运行，同时有6070的养殖场缺乏干湿分 离这一最必要的污染防治措施，因此，畜 禽粪便污水及废弃物任意排放现象极为普 遍，大量的畜禽粪便流入水体与环境，造 成生态环境不断恶化，由此产生了一系列 严重的环境问题。
PART THREE
畜禽养殖业产生的环境问题
土壤污染与 细菌污染问 题
水污染问题
空气污染问题
畜禽养殖过程中畜禽排放的粪便可以用来改 善土壤肥力，但土壤对于畜禽粪便有机肥的吸收 能力是有限的，只有土壤具备足够肥力的情形下 才能促进农作物的生长，充分发挥土壤的肥力。 当畜禽粪便有机肥过于施在土壤中，反而会对土 壤产生不利的影响，甚至会危害到土壤中植物、 农作物的生长，以及会对地表水和地下水的水质 造成破坏，从而产生土壤污染、水污染问题。 另外,由于畜禽养殖过程中会畜禽排放的粪便、 清洗畜禽休及器具产生的污水中会含有一些致病 细菌及有害物质，例如畜禽粪便和污水中会携带 大肠杆菌、猪丹紊、结核菌和蛔虫等会严重危害 土壤、水质、植物以及人休健康，甚至会产生或 传播传染性病菌，造成人类性灾难。如，近几年 来鸡、猪养殖业领域出现的禽流感、猪流感等畜 禽传染性疾病就造成了大量人员的伤亡，导致了 国家大量资源的流失与畜禽养殖户的经济损失。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
厌氧生物处理是在没有分子氧及化合态氧存在的条件下，复杂有机物在厌氧
厌氧处理法
菌（主要是专性、兼性厌氧菌）胞外酶作用下分解成简单有机物，产氢产乙酸菌 把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一阶段中间产物转化为乙酸和氢，释放CO2，产 甲烷菌将一二阶段所产乙酸、H2和CO2转化为甲烷。目前较为常用的工艺有化粪 池、混合式厌氧反应器、厌氧滤池、厌氧折流板反应器（ABR）、上流式厌氧污 泥床（UASB）和内循环厌氧反应器（IC）等。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
厌氧-好氧联合处理法
养殖场污水为高浓度有机废水，单独使用某一种方法处理很难达到目的。 厌氧发酵处理一般不能去除污水中的氮和磷等营养物质。好氧处理法对COD、 BOD、SS去除率较高，可达到排放标准，但处理养殖废水直接利用好氧处理方 法费用较高。厌氧-好氧联合处理，既克服了好氧处理能耗大与占地面积大的不 足，又克服了厌氧处理达不到要求的缺陷，具有投资少、运行费用低、净化效 果好、能源环境综合效益高等优点。
社会化 大生产
工厂化农业
市场化、 商品化
2.4 具有社会化大生产的特征：
工厂化农业是产前、产中、产后连接配套的体系，这种连接不仅体现在从 事设施农业种植或养殖企业的内部，而且体现在其生产经营活动中与社会 各相关方面所建立的广泛联系上，并逐歩形成与工厂化农业关联配套的产 业群体和社会性的服务体系。 2.5 具有社会、经济、生态效益的统一性特征： 工厂化农业突出了对不良环境条件的控制能力，采用现代科学技术，持续 大幅度地提高单位面积的农作物产出量，节省土地资源、节省水资源和提 高资源的利用率。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
厌氧-好氧联合处理法
在小试和中试研究中，部分学者采用厌氧A/O、升流式多层反应床（UMBR） 好氧、升流式厌氧滤床-膜生物反应器（AUBF-MBR）、上流式厌氧污泥床-活性 污泥反应器（UASB-AS）等处理畜禽养殖废水，这些组合工艺COD负荷高，对 COD、NH3-N有较高的去除率，出水能达到排放要求。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
存在问题及发展趋势
我国对养殖废水的处理主要采用厌氧-好氧的组合工艺，经试验研究及工程应用 证实对COD及SS去除效果好，但在实际应用中畜禽废水氮磷浓度高，不易去除， 且存在资金少、行业效益低等问题，污水不能实现达标排放。国外对畜禽养殖 污染物的处理也是采用厌氧-好氧工艺，再配合适当的土地系统处理，处理效果 可以达到标准。应针对我国的实际情况，在综合考虑经济、地理因素的情况， 应该充分利用我国资源优势，加强投资力度与管理，走集约化养殖道路，集中 处理养殖污染物。而研究一些廉价、高效的去除方法是我们现在主要的研究方 向，同时加强工程应用，建设示范型工程也是发展的重要方面。
浅析工厂化农业污染及治理

目 录
对工厂化农业及工厂化畜禽养殖业的概述
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
工厂化畜禽养殖场污染防治对策
PART ONE 对工厂化农业及工厂化畜
禽养殖业的概述
PART ONE
1 工厂化农业概念
1.1工厂化农业概念由来
20世纪80年代中后期，当时国内兴建大量集约化、规模化养猪、养鸡场，这些工厂逐渐被国内 的专家凝练上升为“工厂化养殖业”。 到90年代中后期国家科委启动“‘九五’工厂化高效农业”重大科技产业工程,再次提出了“工 厂化设施农业”概念。 经过20多年的引进、探索和实践，工厂化农业的内涵已由当初的集约化、规模化畜牧养殖业，逐 步向规模化设施农业、渔业和林业种苗等生产领域扩展。 在国际上有关"工厂化农业"的提法并不多见，国内也多翻译为“集约化养殖、规模化生产或农业 产业化”。因此，首先有必要对工厂化农业的定义进行界定和分析。
PART TWO
工厂化畜禽养殖业的污染及处理方法
厌氧处理法
上流式厌氧污泥床（USAB）工程实践多，运行稳定且效果好，反应器内含颗 粒污泥，负荷高，具有高效、经济、占地面积小等特点。 内循环厌氧处理技术（IC）去除有机物的能力远远超过普通厌氧处理技术, 而 且IC反应器容积小、投资少、占地省、运行稳定, 是一种值得推广的高效厌氧处 理技术。
1.2 工厂化农业定义
国内不少专家对工厂化农业的定义有过初步的探讨，通常是指：为提高农产品质量和产量，降 低单位产品的资源消耗，按照规模化生产的工艺要求，配套适宜的工程设施和装备，使农产品 实现有组织的工业化生产。
PART TWO
2.1 具有工业化生产特征：
2 工厂化农业特征
工业化 生产
工厂化农业采用工业化的设施装备、工业化的生产手段，应用工业化的生 产过程和工业化的组织与管理方式，使农业生产有了固定的生产车间（温 室）、成品加工车间、生产设施和工具装备。 2.2 具有现代科学技术为支撑特征： 工厂化农业以现代生物技术、信息技术这样的髙新技术为支撑，从而实现 现代化农业。 2.3 具有市场化、商业化特征： 工厂化农业生产的目的主要是为满足社会对髙品质农产品的需求，这种需 求的满足程度是以企业收益和市场来衡量的。因此，工厂化农业的建设与 发展必须坚持以市场为导向，坚持生产的持续性、高效性和商品化。