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【2018年9月14日】生物降解堆(升级版异位发酵床)在解决当前畜禽养殖环境污染的探索与应用
  2018-09-15 13:35:51 作者:江苏欧尔润 金正益生物

生物降解堆(升级版异位发酵床)在解决当前畜禽养殖环境污染的探索与应用

  言

随着农业产业结构的不断调整变化,我国畜牧业在养殖规模和质量上都得到了快速发展,但与此同时,畜禽养殖所带来的环境污染问题十分严峻。受养殖模式、养殖成本等因素的影响,畜禽养殖过程中产生的污水、粪便、饲料残渣等污染物堆积如山,无法得到科学、集中的处理,对生态环境造成的负面影响尤为严重。畜禽养殖污染威胁到了人类的健康,严重制约了我国畜牧业的可持续发展。2013 年,中央一号文件首次提出了加强畜禽养殖污染防治的要求,此后几年的中央一号文件持续聚焦农业环境污染治理问题。

 

一、我国畜禽养殖环境污染现状

 当前我国畜牧业处于由传统散养模式向规模化、集约化饲养模式转变的阶段,畜牧业总产值逐年增加,2015 年我国畜牧业总产值达到29 780. 4 亿元,较2011 年增长了15. 56%。同时规模化养殖比例不断扩大,2015 年我国生猪年出栏500 头以上、肉牛年出栏50 头以上、肉羊年出栏100 只以上、肉鸡年出栏10 000 只以上、蛋鸡年存栏2 000 只以上的规模养殖比例分别为44. 0%、28. 6%、34. 3%、68. 8%、73. 3%。

规模化养殖的快速发展造成畜禽养殖废弃物产生量突增,2015 年我国畜禽粪便产生量已达到60 亿t。近几年,虽然我国农业污染排放总量逐年递减,但畜禽养殖污染排放量占农业污染排放总量的比例却居高不下

1、对水源环境的污染

 畜禽养殖对水源的污染主要来自于畜禽粪便和养殖场污水。目前,我国大多数养殖场的畜禽粪便处理能力不足,60%以上的粪便得不到科学处理而被直接排放,通过畜禽排泄物进入水体的COD 量已超过生活和工业污水COD 排放量的总和。畜禽粪便中含有大量的污染物,包括病原微生物、有机质、氮、磷、钾、硫元素等。随意堆放的粪便会经雨水冲刷排入水体,使水中溶解氧含量降低,水体富营养化,从而导致水生生物过度繁殖。畜禽粪便被过度还田后还会使有害物质渗入地下水,引发地下水中硝酸盐浓度超标,严重威胁人类健康。另外,据环保部门统计,高浓度养殖污水被直接排放到河流、湖泊中的比例高达50%,极易造成水源生态系统污染恶化。

2、对大气环境的污染

 畜禽养殖对大气的污染主要表现在两个方面:粪便大量堆积时,硫醇、硫化氢、氨气、吲哚、有机酸、粪臭素等有毒有害物质会经粪便腐败分解而进入大气环境中,为动物疫病的传播提供了有利条件,同时严重危害人类身体健康。二是畜禽饲养造成的温室效应。目前畜牧业是我国农业领域第一大甲烷排放源,也是全球排名第二的温室气体来源,人类活动产生的温室气体中,有15%左右来自于畜牧业。经联合国粮农组织测算,全球每年由畜禽养殖产生的温室气体所引发的升温效应相当于71 亿t 二氧化碳当量。在畜禽动物中,牛是最大的温室气体制造者,每年畜牧业甲烷排放总量中,有70%以上来自于牛。

3、对土壤环境的污染

      畜禽养殖对土壤的污染主要表现在畜禽粪便过量施用造成的土壤结构失衡和有害物质在土壤中的累积。规模化养殖的粪便排放量大,远远超出了土壤的承载能力,无法及时被消纳的粪便会造成土壤结构失衡,过度地还田施用还会导致土壤中的氮、钾、磷等有机养分过剩,从而阻碍农作物的生长。

      目前,养殖场对饲料添加剂、抗生素的大量使用,使得畜禽粪便中重金属、药物、有害菌等物质残留,施用到农田土壤中会造成重金属和抗生素复合污染,严重威胁食品安全。研究表明,相比羊粪和鸡粪,猪粪中的铜、锌、镉含量较高,分别为197 mg /kg、947 mg /kg、1. 35 mg /kg,更易造成土壤污染。


  二、畜禽养殖环境污染成因分析

       1、财政扶持力度不够,废弃物处理技术落后

      建立完善的环保基础设施是畜牧业环境污染治理的前提,但目前我国对畜禽养殖的污染防治补贴主要针对大规模养殖场,2015 年,虽然有20 542 家规模养殖场对废弃物处理设施进行了完善,但占比较大的中小规模养殖场由于政策激励不足,导致养殖场基础设施条件落后,主要表现在圈舍内畜禽密集,饲喂、排粪尿的空间狭小,粪水收储设施和处理设备缺乏。另外,现行环境补贴政策多为一次性补贴,且补贴比例远远低于养殖污染治理成本,严重影响了养殖户参与污染治理的积极性。

      废弃物处理技术能力落后,使得养殖场粪尿污水等污染物即使经过处理也达不到排放标准。由于干清粪工艺对资金和技术的要求较高,目前我国只有部分大中型养殖场采用干清粪方式处理废弃物,而中小规模养殖场大多采用铲车、手推车式的人工清粪方式,粪尿、污水掺混且易随处散落,导致后续处理难度增加。此外,相当一部分传统养殖户仍在使用水冲粪、水泡粪的方式清理养殖场,这种传统方式不仅会使污染物浓度增高,还会产生大量污水。通过干清粪方式排入水体的CODCr(用重铬酸钾为氧化剂测出的化学需氧量)负荷量为20. 28 g /h,而水冲粪方式排入水体的CODCr 负荷量达到314. 60 g /h,可见后者更易对环境造成不良影响。

       2、地区发展不均衡,污染物资源化利用受阻

      我国畜牧业在各区域的分布和发展并不均衡,规模化养殖场主要集中在东部沿海发达地区及中部地区,养殖密集区域也是污染物排放量最大的地区。研究表明,我国畜牧业污染最严重的3 个省份是河南省、四川省和山东省,污染量占全国污染总量的30%左右。从产污量突出的畜种分布来看,四川、河南等省是生猪养殖密集区,内蒙古自治区、黑龙江省是奶牛养殖密集区,山东、辽宁等省是家禽养殖密集区,这些养殖密度较高的地区粪便及其他废弃物排放量较大,导致环境污染负荷较高。

      此外,大多数养殖户只养不种、种植者只种不养,且农作物施肥时间和所需施肥量与养殖生产周期不匹配,这样的农牧脱节现象导致畜禽粪便无法被有效利用。在种养业各自为政的情况下,不仅会使养殖污染物得不到有效利用而造成资源浪费,还会使农作物的化肥施用量增加,给环境造成双重破坏。

       3、政策法规可操作性不强,执行力度不够

      为了从源头上预防和治理畜禽养殖污染,我国自2001 年起陆续出台了一系列政策法规,主要包括以污染防治办法、养殖生产操作规范、行业技术标准等为主的命令控制型政策和以沼气工程建设、有机肥施用补贴为主的经济激励型政策。这些政策法规的出台对我国畜禽养殖污染防治起到了积极的推动作用,但与畜牧业污染防治起步较早的国外发达国家相比,还存在很大的差距。而我国现行畜牧污染防治政策多注重原则上的规定,例如只强调畜禽粪便还田施用应当与当地环境容量相适应,并未针对不同地区的环境特点明确给出量化标准,不具备可操作性。另外,我国畜禽养殖污染防治政策尚未对温室气体减排机制进行探索,还有待进一步完善。

       4、环保部门对畜禽养殖污染存在监管能力薄弱、监管不到位的现象

      一方面,我国环保部门、机构的设置主要分布在城市地区,不能及时对农村地区畜禽养殖过程及污染排放实行全面监管。另一方面,2003 年颁布的《排污费征收标准管理办法》仅规定对生猪存栏50 头以上、牛存栏50 头以上、家禽存栏5 000 只以上的大规模养殖场征收排污费,中小规模养殖场还没有被纳入监管范围,由于排污费征收标准偏低且执法不严现象多发,无法起到约束作用,自觉遵守行业规范的养殖户很少,导致一些命令控制型政策落实不到位,实施效果不理想。


  三、生物降解堆(升级版异位发酵床)

       江苏欧尔润生物科技有限公司是专门从事养殖场有机废弃物处理环境调控剂及功能性生物饲料添加剂等研究开发、生产高新技术企业,公司下辖苏州金正益生物科技有限公司。公司长期与中国农业科学院专家合作,采用该院科学家在世界上首次提出的“中医农业”原理(中医原理技术方法农业应用),创制了“生物降解堆技术”,并获国家发明专利。

       生物降解堆特点:“四个一”:一根管、一个池、一个堆、一个棚。利用特异微生物菌群将锯末经发酵处理制成生物降解堆,粪污无需干湿分离和沼气处理。每天畜禽养殖场产生的粪、尿、污水通过管道统一收集到调浆池内搅拌,用带切割功能的污泥泵抽到生物降解堆上实行边喷淋边翻抛,通过微生物将粪污中有机物分解成水蒸汽、二氧化碳等无害气体挥发,2小时消除恶臭,24小时降解率达到 99% ,彻底实现零污染零排放、无臭味、无蝇虫”。

(图1)

       该技术与现有传统的粪污处理方式相比,投入少,更经济,更高效,更简单。降解堆可有效利用 3-5 年。无论是大型生猪养殖企业还是散户养殖都能高效的处理每天产生粪污废弃物。

       生物降解技术处理粪污的方式简单有效,使养殖场粪尿得到高效、及时的无公害处理,实现废弃物零排放,污染,无臭味。对于不同规模的养殖,在不增加经济负担的前提下,先后上海、天津、浙江、江苏、福建、江西、湖南、湖北、河南、广东等地为四百多家养殖场有效处理养殖场废弃物,解决了环保问题


1.  杨宁 . 猪粪中重金属的分离与处理研究[D]. 湖南农业大学, 2014.

2.  刘玉莹 范静 . 我国畜禽养殖环境污染现状、成因分析及其防治对策    黑龙江畜牧兽医,2018年08期