五、從綠化的角度改善豬場環境
(一)綠化的作用
1.綠化可吸收大氣中有害、有毒物質,過濾、淨化空氣
集約化豬場由於飼養量大,密度高,由豬舍內排出的二氧化碳較集中,同時有少量的氨、硫化氫等有害氣體一起排出,因而豬場的綠化植物進行的光合作用可大量吸收二氧化碳,釋放新鮮氧氣。同時許多植物對多種有害氣體都有較強的吸附性。
2.綠化可調節場區氣溫,改善場區小氣候
樹木通過遮陰,減少太陽光照輻射,樹木和草地葉麵麵積分別為種植麵積的75倍和25~65倍。葉麵水分蒸發可吸收大量熱量,減少輻射熱50%~90%,因而使綠化環境中的氣溫比未綠化地帶可平均降低2℃~5℃(10%~20%),降低風速,截留降水、蒸騰等,可形成舒適宜人的小氣候。
3.綠化可減少場區灰塵及細菌含量
在養豬生產過程中經常能引起舍內空氣含有大量灰塵,而對豬有害的病原微生物即附著在灰塵上,豬舍內塵土飛揚對豬隻健康構成直接威脅。因此,豬舍內空氣中的微生物數量比大氣中的要多得多。通過綠化植物葉子的吸附和黏著滯留作用,使空氣中含微粒量大為減少,因而使細菌的附著物數目也相應減少。吸塵的樹木經雨水衝刷後,又可以繼續發揮除塵作用,同時許多樹木的芽、葉、花能分泌揮發性植物殺菌素,具有較強的殺菌力,可殺滅一些對人、畜有害的病原微生物。
4.綠化可淨化水源
樹木是一種很好的水源過濾器。豬場大量渾濁、有臭氣的汙水流經較寬廣的樹林草地,深入地層,經過過濾可以變得潔淨、無味,使水中細菌含量減少90%以上,從而大大地改善豬場水質。
5.綠化可減弱噪音
豬場內部的交通運輸工具、機械的開動、糞尿清除產生的聲音以及豬的嗚叫、采食、走動、鬥毆都能產生噪音。這些噪音對豬群的休息、采食、增重都有不良影響。樹木與植被等對噪音具有吸收和反射的作用,可以降低噪音強度。綠化有利於防疫和防汙染,同時也能起到隔離作用。豬場外圍的防護林帶和各區域之間種植的隔離林帶,都可以防止人、畜往來,減少疫病的傳播機會。
(二)綠化規劃時應遵循的原則
(1)在規劃設計前要對豬場的自然條件、生產性質、規模、汙染狀況等進行充分的調查。要從保護環境的觀點出發,合理規劃,合理地設置豬場飼養豬的類型、頭數,從而優化豬場本身的生態條件。
(2)豬場的綠化規劃是總體規劃的有機組成部分,要在豬場建設總規劃的同時進行綠化規劃。要本著“統一安排、統一布局”的原則進行,規劃時既要有長遠考慮,又要有近期安排,要與全場的分期建設協調一致。
(3)綠化規劃設計布局要合理,以保證安全生產。綠化時不能影響地下、地上管線和車間生產的采光。
(4)在進行綠化苗木選擇時要考慮各功能區特點、地形、土質特點、環境汙染等情況。為了達到良好的綠化美化效果,樹種的選擇除考慮其滿足綠化設計功能、易生長、抗疾病等因素外,還要考慮其具有較強的抗汙染和淨化空氣的功能。在滿足各項功能要求的前提下,還可適當結合豬場生產,種植一些經濟植物,以充分合理地利用土地,提高豬場的經濟效益。
六、從生產流程上減少環境汙染
根據中華人民共和國《畜禽養殖業汙染物排放標準》(GB18596—2001),畜禽養殖業汙染物達標排放處理的技術方案:
(一)汙染物的減量問題
鑒於我國勞動力多,水資源缺乏的現實,提倡興建的工廠化養豬場,改用人工清糞為主,水衝為輔的清糞方式,是從汙染源頭抓起,減少汙染程度的有力措施。通過在湖北省一些豬場采用此技術措施後,萬頭規模的豬場每日排汙量可降低到50~60立方米,與全衝洗清糞方式相比,排汙量減少近2/3,有機物含量減少約1/3。據廣東省的經驗,如果日排放汙水每增加20立方米,那麼,汙水處理工程的投資需要增加10萬元以上。用水減少之後,配置高壓衝洗清潔係統,既能節約水源,又有很好的清潔效果。而且,排出的鮮糞遠比糞渣的肥效高數倍,有利於有機肥的製作,值得推廣。
(二)豬場配置兩條排水係統
在豬場設計時,注意將雨水和汙水有意地分開,同時,加強管理,提倡節約用水,避免長流水,減少汙水排放量也是十分必要的。
(三)采用先進的工藝流程
根據養豬場汙水水質特性及排水狀況,在汙水處理工藝前端設置固液分離段,以利於糞便與汙水初步分離,減少汙水處理量,同時,分離後的糞便和人工清除的糞便作進一步堆積發酵處理後,加工成為有機肥出售。分離後的汙水經格柵攔截,進入攔汙撇渣池,汙水大部分懸浮雜質經撇渣清除後,自流進入水解調節池,汙水進一步水解酸化及均衡調節,清除部分水解汙泥至幹化池。汙水經泵提升後進入反應池,進行第一級生化處理,產生沼氣用於發電。沉澱汙泥送至汙泥幹化池經幹化處理後作複合肥利用。上清液回流至水解調節室重新進入係統。經以上處理後,其COD、BOD降解大約可達80%以上。汙水再進入高效生物反應器(CLBR)作深度處理(即二級生化處理),汙水在此處經進一步脫磷、脫氨處理後,主要降解指標COD、BOD、NH3N去除率可超過97%以上,基本滿足排放標準。處理後汙水經集水沉澱池後達標外排。
第三節豬場糞汙無害化處理技術
豬場的糞汙處理主要分為糞便等固體廢棄物處理和汙水處理兩部分。傳統的處理工藝都是將豬場的糞便、汙水分別進行處理,用糞便製作有機肥,而汙水通過生物化學方法進行處理。使用這種模式,糞便等固體物基本上可以得到有效處理,但是汙水處理的效果並不理想。
糞便排放處理模式可以通過人為措施,消除生產方式和管理水平等諸多因素對汙水排放量和水質的影響,減少汙水的排放量,降低處理的難度。
豬場糞汙的零排放處理模式,主要包括三部分:豬場糞汙排放減量化工程、沼氣化工程和零排放實施工程。
一、豬場糞汙排放減量化工程
豬場糞便零排放處理模式的技術關鍵是豬場糞汙排放的減量化。其中的重中之重是要減少汙水的排放量。據分析,豬場糞汙中的汙水主要來源於:①豬排出的尿液,約占20%。②衝洗水,約占30%。③飲水係統滲漏及雨水,約占25%。④不恰當的飼喂模式,占2%~5%。
隻有從源頭上如從建築設計、工藝流程、飼喂方式、飲水係統、飼養管理模式等方麵進行改革,使規模養殖場糞汙產生量的70%~80%消除在養殖過程中,才能減少汙水的排放數量和排放濃度,將其控製在零排放工藝能夠消除的範圍之內,才能使糞便零排放工程成功實現。
(一)采用“三分離”技術,改進建築設計,有效減少汙水排放量和汙水濃度
所謂“三分離”技術,指的是對豬場糞汙進行幹濕分離、雨汙分離和人豬分離。
1.采用“幹清糞”工藝實行幹濕分離
幹清糞工藝是在縫隙地板下設斜坡,使固液分離,分別清除。從而達到糞便和汙水在豬舍內自動分離,幹糞由機械或人工收集、清出,尿及汙水從下水道流出,進入汙水收集係統,再分別進行處理。幹清糞比傳統的水衝糞和水泡糞工藝可以分別減少豬場的汙水排放量60%~70%和40%~50%,並顯著減少汙水中的BOD5、COD和SS含量,提高汙水水質。
2.改幹式飼喂為幹濕飼喂
幹濕飼喂是一種代替幹式飼喂的方法,豬從同一個飼槽中采食飼料和飲水,讓豬自行選擇將兩者結合起來進行。幹濕飼喂減少糞便排放量的原理是豬在采食幹料情況下飲水量大幅度增加,從而導致大量的糞尿排放。通過幹濕飼喂,可減少糞水產生量30%。國外大量研究表明,幹濕飼喂代替幹式飼喂能夠大幅度減少糞水的產生量。豬在飼槽中就能飲到水時,采食量和日增重大於隻能從距飼槽3米處飲到水的豬。采用幹濕飼喂器時糞水的產生量可比采用幹式飼喂時減少20%~30%之多。
(二)減少養殖糞汙排放的飼養管理配套技術
1.低蛋白日糧和合成氨基酸,減少氮的排泄量
利用合成氨基酸可降低飼糧粗蛋白含量,使空氣中氮含量降低15%左右。生長育肥豬日糧粗蛋白水平分別降低1.6%(由17.8%降為16.2%)和1.9%(由15.4%降為13.5%),氮的排出量減少9%,氨釋放量減少8.6%,從而降低氮的排泄。通過添加合成氨基酸而使飼糧蛋白質水平從16.5%降至12.5%時,糞尿中氨散發量減少50%,即飼糧蛋白質水平每降低1個百分點,糞尿中氨的散發量減少10%~12.5%。
2.降低氮、磷的排泄量
增加飼糧中非澱粉多糖(NSP)有利於減少氨的產生和散發量,日采食量中每增加100克NSP,糞尿混合物的pH值則下降0.12個單位,氨的揮發減少5.4%。在豬的飼糧中添加10%~22%的非澱粉多糖,可使尿氮的排泄量減少35%~39%,糞氮排泄量增加20%~28%。日糧中添加酶製劑可以提高氮的消化率。在仔豬飼料中添加0.1%的木聚糖酶,飼料氮的利用率提高了34%;在育肥豬日糧中添加0.05%的酶,氮的消化率提高2.48%。另有報道表明,日糧中添加酸製劑、微生物添加劑(EM)、植物提取物、沸石等都可以通過營養調控途徑來增加氮的存留,同時減少氮的排泄量。
磷的排泄量的減少目前主要通過在日糧中添加植酸酶,它能去除植酸的抗營養作用,使日糧磷的利用率提高26.5%~44.2%,同時減少豬體排放到環境中的磷和氮。
二、沼氣化工程
沼氣化工程主要是利用厭氧發酵來處理含水量>80%的糞汙,經過有機質水解、發酵酸化和產酸產氣三個階段,最終產生甲烷和CO2,可以減少BOD、COD的90%。沼氣發酵的主要優點是不需要翻堆,能耗省,運轉費用低,可除去75%~85%的可溶性有機物,殺死傳染性病菌等有害物質;主要缺點是發酵周期長,占地麵積大,脫水幹燥效果差,發酵的殘留沼渣和沼液還需要作深處理如加工飼料或肥料等,仍不能直接利用。
以萬頭豬場為例,需要建造五個100立方米沼氣池,總體積500立方米,日處理汙水能力達40噸以上,把汙水中90%的有機質通過發酵處理掉,再建造1個1000立方米的淨化池,COD等已降到400以下,沼液通過專門管道接入集汙池。具體布置如下:
(1)繁育區:建造沼氣池1個(100立方米,詳見圖51)。
(2)保育區:建造沼氣池1個(100立方米)。
(3)育肥區:建造沼氣池3個(各100立方米)。
(4)淨化池1個:1000立方米,使得COD降低至400以下。
(5)貯氣罐1個:150立方米。
(6)50千瓦發動機組和2噸鍋爐各1個。
(7)集汙池1個:1000立方米。
通過上述設計,建造5個小型沼氣池,按照100立方米沼氣池需要4萬~5萬元計算,共需要20萬~25萬元,而建造1個大型的300立方米沼氣池至少需要投資100萬元,因此可以節約投資。而且工程實施後,可年產沼氣30萬立方米,年收益30萬元;年產沼渣100噸~200噸,以每噸65元的市場價格計算,年收益達7.8萬元;年產沼液15000噸,以市場價格每噸4元計算,年獲收益6萬元,總計經濟效益可達43.8萬元。另外沼氣能夠供暖(仔豬保溫)、照明、發電、消毒等,而且利用沼氣代替電能,不受停電等事故的影響。
深圳市農牧實業有限公司就是通過將柴油發電機改裝後,利用85%的沼氣加15%的柴油,進行發電,發電成本僅為0.47~0.57元/(千瓦·時),低於國家電網的0.6~0.9元/(千瓦·時),而且這個費用包括了整個豬場的汙水處理成本,可見沼氣發電不僅實現汙水處理、清潔生產,而且可以緩解能源壓力,實現可循環生產。
三、零排放工程
“畜禽糞便零排放”技術是指將糞便利用生物技術進行高溫好氧發酵,同時結合汙水噴淋技術的應用,達到糞便汙水的同步發酵處理,生產有機肥,實現汙水和糞便的零排放。
糞便零排放技術的基本原理,在生物學上是依靠土壤裏自然生長的微生物對豬的排泄物進行好氧發酵,迅速降解、消化。但同時也需要工程技術的配合,通過特定的設施與配套機械創造好氧發酵的條件,如攪拌、搗碎、翻起、推移,合理調節糞便中的水分、溫度、通氣量等。因此糞便零排放處理實質上是生物技術與工程技術的綜合應用,具有較高的科技含量。
(一)豬糞便零排放處理的基本設施
豬糞便零排放處理技術在具體應用上大體可分為兩類,一類是豬糞便堆積的場所與飼養的場所相同,豬直接飼養在豬舍內的發酵床上;另一類是豬的糞便堆放處理場所與飼養場所不同,豬養在豬舍中,而豬的糞便處理是在發酵舍的發酵槽中進行,因此在基本設施上也有所不同。我國各地都有許多創新,有不少遠遠超越“日本技術”、“韓國技術”的成功經驗,其中尤以寧波市畜牧工程技術研究服務中心的技術別具特色。它具有以下三個與眾不同的特點:①能根據不同的生產規模有效地處理產生的汙水;②能夠達到糞便和汙水的同步處理;③將汙水處理和豬舍設計結合起來進行改造。現將寧波市畜牧工程技術研究服務中心的豬場糞便零排放處理的基本設施與處理技術簡介於下(以萬頭豬場為例)。
1.發酵舍
是進行畜糞堆積和發酵的場所,其基本結構是:采用鋼混結構、透明屋頂,頂棚設置通風換氣裝置,兩側設立對流通風係統。棚淨高5.5米,發酵舍寬15.6米,長90米,內設發酵槽、汙水槽各一個,其結構如圖52所示。
2.發酵槽
發酵槽的整體尺寸:長×寬×高為80米×10米×2米,用混凝土砌成。建在發酵舍內,槽底比地平麵低0.6米,是儲存和發酵豬糞的大容器,每隻發酵槽可堆放豬糞便(堆積高度按1.8米計)1440立方米。
3.汙水槽
汙水槽基本尺寸:長×寬×高=80米×2.5米×1.5米,用混凝土建成,建在發酵舍內,用於存放動物尿液和汙水,可存放汙水300立方米。汙水槽中配有3.7千瓦液壓泵和3.7千瓦汙水泵,可將汙水從汙水池抽入汙水槽,並進行汙水噴淋。
4.攪拌大車
由履帶式攪拌器、行軌、減速電機、液壓泵等組成,其中攪拌器尺寸:寬度×移送距離×高度為1.8米×3.2米×2.0米。大車行進速度為3.5~7米/分鍾。其主要功用是對主原料進行攪拌和移動。