當前規模豬場的排污現狀及應對措施最近幾年,我國規模化的生豬養殖業迅猛發展,產值與規模按每年10%以上的速度迅速增加。養殖規模化在大幅度改進了勞動生產效率與不斷增加社會供給的同時,因飼養集中致使生豬排放糞污量激增所引發的各類環境問題也越來越突出和嚴重。國家環保總局于2010年就全國27個養殖規模較集中地區展開調查后發現,09年全國的畜類糞污產生總量大約在24億噸,與同期的工業固體廢棄物相比還多1.1倍。FAO在國際上提出警告:“現在的環境問題最大的責任方就是畜牧業,即使不包括糞便和污水,所排放的溫室氣體的量也要比小汽車多”。從這一點來說,規模化畜牧業的生產所引起的排泄物利用和處理問題已提上議事日程。本項目通過系統、科學地研究生豬的產排污情況,為豬場污染物的總排量和處理的精確計算等提供技術支持,為合理應對提供相關依據。
1試驗材料及試驗方法
1.1以科學性、代表性與可操作性為原則,選取某市近郊某規模化豬場進行試驗
監測點基礎資料:自繁自養,面積13740m2,存欄雌豬300只上下,2009年的出欄豬是5110只。全水沖進行清糞,污水全部入沼氣池進行發酵,通過分級沉淀,沼液排進行灌溉渠,進行二次利用。
1.2研究內容和研究方法
1.2.1測定規模化養豬場糞污特性測定按照四季進行,以春夏秋冬為順序,常年不間斷監測,測算規模豬場糞污特性與產生量、排放量。
(1)糞尿分析
取保育/育成/繁殖三個階段的豬作為試驗豬,每個階段各選6頭,每個季度連續3到5天收集三階段豬樣的全部糞尿(用代謝籠),測算他們各自的糞、尿的產生量,并對糞、尿各自采取樣本,事先預處理,對它們的各自理化指標加以檢測。
(2)糞便收集率以及特性監測
對新鮮糞便的監測:對保育/育成/繁殖豬樣本分三階段進行糞便的收集量與特性的監測,得出收集率。每天分上、下午分別收集圈定的豬欄或特定欄的新鮮糞便,各自稱重并記錄,并認真采樣,施行特性方面的測試。
(3)測算污水
計算豬場的產生液時利用污水量水槽進行,含尿液、其它生產過程所產污水以及沖洗水。采集樣本同時進行,每季需連續進行3至5天,預處理后進行污水特性測定。
(4)實驗室檢查
污水及尿液的樣品需檢測:化學耗氧量/pH/總磷/NH4+-N/總氮/鋅/銅;糞便樣品檢測:量、含水率、有機質、總磷、全氮、鋅、銅;飼料檢測:粗蛋白、含水量、磷、鋅、銅。
(5)采樣
在收集桶中放入所收新鮮糞便,先混勻再取500克密封裝袋。這類樣品每次要采集3個,并貼標簽,其中1個用于測定含水率,不做任何預處理,另兩個用其它指標的測算,需進行預處理。產污系數測定的采樣每天進行一次,排污系數則需分上、下午各一次進行樣品采集,所采糞樣立即放進恒溫箱。污水的采樣:在量水槽入口采集5000mL污水樣本,先混勻隨后測定溫度與pH值,部分舍棄之后,進行現場預處理,處理后裝入錐形有色瓶中,貼標后放進恒溫箱,采樣也要每天進行一次。與上面的方法相同,在沼液池采集上層液體。飼料的采樣:測定產污系數過程中,連續3天對不同飼養時期的豬進行采樣,封入密封袋后貼簽,進行Pro、水分、銅等相關指標的測定。
1.2.2產排污系數產污系數是指單個畜禽或生產單個產品單位時間內所產生的尿、糞、銅、總氮、化學耗氧量、總磷等原始污染物量。其計算公式為:產污系數=糞產生量×糞便污染物濃度+尿液產量×尿液污染物的濃度。排污系數指的是在正常生產與管理條件之下,原始污染物通過處理設施進行消減及利用以后,或者沒有經過處理與利用,而直接于環境中排放的污染物量。測算公式:產污系數=[糞產生量×糞便污染物濃度×(1-糞便吸收率)×(1-污水利用量/污水產生量)]+尿液產量×尿污染物濃度×糞便收集率×(1-糞便的利用率)。
1.2.3采用Dixon法及Grubbs法對可疑的和極端的數據進行分析、處理、檢驗剔除。
2分析測定結果
2.1分析產污監測的結果
2.1.1豬糞尿三階段所產量
對四季三階段15只豬連續6天測算得出,各季節同階段的豬個體產糞差異較小,仔豬、育肥豬與繁殖母豬產糞量每天分別是460g、780g、1020g。豬場的廢棄物處理設施建設時,應當依據各階段存欄數量×其糞尿產量進行豬場整體產污量的計算,避免高估產糞量而浪費相關處理設施投入。各季節同階段豬個體產尿量有較大的差異,保育仔豬的表現最為突出,最大值于夏季出現,日平均產3千克尿量,最小值于冬季出現,日產尿量平均1.26千克;繁殖母豬與育肥豬分別居其次,各階段的產尿量會有較大的標準差。
2.1.2分析各飼養段的糞尿特性
對采集的720個糞尿樣品,進行前處理后各自進行分析與測定。糞便測定的指標包括有機質、全氮、含水率、銅、鋅、總磷;尿液測定的指標包括化學耗氧量、pH、NH4+-N、銅,鋅、總磷,TKN。
(1)尿液特性
三個階段四個季節尿液主要污染物濃度重復實驗的結果顯示,尿液的pH值介于6.83到7.43之間,弱堿性。育成豬化學耗氧量值、氨氮及凱氏氮相對稍低,繁殖母豬與保育豬居其次,夏天各飼養段的化學耗氧量值最低;總磷育成豬最低,保育豬與繁殖母豬大致相同;繁殖母豬的銅比保育豬低很多,這與各階段豬的消化與吸收及飼料配方有關。
(2)糞便特性
不同飼養階段豬固體糞便含水率相近,變化范圍是63.14%-67.96%,平均64.82%;不同飼養階段全磷、全氮、有機質含量相近,分別平均為2.72%,2.41%,56.12%;繁殖母豬銅含量明顯要比保育仔豬與育成豬少很多。
2.1.3主要污染物的產污系數根據公式,可以計算各飼養階段豬場主要污染物的產污系數,結果表明,繁殖母豬主要污染物產污系數最高,育成豬與保育豬居其次,主要歸因于糞尿產生量在繁殖母豬要比保育豬與育成豬高。
2.2分析排污監測結果
2.2.1產排污水量于監測點的總污水進出口處分別修筑量水池,三天連續測定產排污水量,結果表明,豬場每天污水排量平均為44m3左右,這可能是由于采用水泡糞處理豬場糞污的模式。夏天污水產、排放量相對冬天較多。
2.2.2污水相關特性采集148個污水樣品,進行前處理后做分析測定。測定指標有化學耗氧量、TKN、銅、NIV-N、總磷、鋅,結果顯示,經過沼池、氧化塘等設施進行處理后,與原來相比,主要污染物的排放濃度有了明顯降低,去除效率平均達37.05%,去除效率較高的是重金屬、總磷和銅,分別達81.2%、46.45%、76.36%。
2.2.3規模豬場排污系數繁殖母豬在各飼養階段豬只的化學需氧量、總磷、銅、氨氮、全氮、等主要污染物排污系數中最高,接下來是育成豬、保育豬,原因主要是繁殖母豬產糞尿量均高于保育豬、育成豬高。