畜牧业清洁生产工程技术体系

进入20世纪90年代，自全国各地规划实施“菜篮子工程”以来，畜禽养殖业经过10多年的快速发展，已成为一个独立的产业。环境污染。因此，畜牧业生产应全面考虑，在增产的同时重视环境保护，减少畜牧业生产活动对环境的危害，树立观念清洁生产要应用于畜牧业生产。产前防治1、畜禽养殖场规划合理规划、适宜规模是防治畜禽粪便污染的重要途径。小规模分散养殖不利于提高经济效益，还会扩大污染面，使污染难以控制。但如果规模过大，也会影响畜禽生产，给环境带来过大的负担，降低环境质量。因此，必须严格控制单位耕地面积的畜禽饲养量。一般认为，畜禽生产场所的畜禽存栏量不宜超过：奶牛200头、肉牛1000头、肉猪5000头、蛋鸡7000只。 1、合理选址，合理规划。畜禽养殖场选址应远离人口稠密地区，特别是交通便利、经济相对发达的城市和地区，以实现畜牧业由城市向农村转移。养殖场还应远离环境敏感区，如水源地、河流上游地区、逆风地区、自然保护区、风景旅游区等。养殖场选址应考虑在具有一定坡度和排水良好。 2. 厂房设计。养殖场厂房设计应充分考虑环境条件，畜禽粪便综合利用、污水处理和养殖场设施应同时设计、同时施工、同时投入使用。养殖场厂房要合理布局，保持厂房通风、采光条件。同时，抓好养殖场绿化，调整畜牧业生产内部结构，从内部治理入手，提高优质特色养殖业比重。 2、政策管理畜禽养殖场污染防治监管要依托相关法律法规，对畜牧企业生产实行“三同时”制度和排污许可制度，明确限制添加剂的使用在饲料和畜禽废弃物的收集、贮存、处理方式和回用过程中氮、磷、钾总量的使用，以及畜禽养殖场污染物的排放，严格控制BOD、COD浓度，使畜牧业污染防治科学化、系列化、无公害化。生产过程控制1、节约用水，减少污染物排放畜禽养殖场用水主要有两部分：一是畜禽饮水，二是清洗畜舍用水。前者主要取决于畜禽的种类、饲养方式和饮水设施，特别是饮水设施不同，造成排放、流量、跑、漏、渗等不同。例如：养鸡场采用乳头饮水线，可大大减少舍内鸡的饮水量和污染排放量。因此，采用科学的饲养方法和合理的饮水设施，可以减少用水量和浪费。畜舍清洗用水占畜禽养殖用水的绝大部分，不同的清洗方式对用水量的需求不同。如果采用水冲式清粪系统，需要使用3~5倍的冲刷水量，而且由于用水量过大，会形成液态粪便，增加养殖场的污水排放量，有更高的污染负荷。 2、改善饲料结构，提高畜禽饲料利用率，通过培育优良品种、科学饲养、科学配料、应用无公害绿色添加剂和高新技术改变质量和形态，减少环境污染饲料的处理（如生物制剂处理技术、饲料制粒、饲料热喷涂技术）等手段可以提高畜禽饲料的利用率，特别是氮素的利用率，降低畜禽体内的氮含量和臭味粪便。选择饲料时，一要注意消化率高、营养变异小，二要注意选择毒害成分低、安全性高的饲料。在饲料中补充合成氨基酸，如赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等，可提高蛋白质利用率，减少动物排泄物中的氨（NH3），减少臭味的产生；在饲料中添加植酸酶，可提高饲料中磷的利用率，降低动物粪便中磷的含量。采用生物方法，在饲料中添加EM有效微生物菌剂，可促进畜禽生长，减少粪便臭味。

近日，台湾元泉公司研发出一种名为“Yarokangella”的微生物制剂，可直接添加到饲料中，将猪体内的NH3、硫化氢（H2S）、甲烷（CH4）转化为可利用的动物饲料。被机体吸收的结合氮等物质，可显着降低粪便中的营养成分和有害成分，从而提高饲料的消化利用率，减少臭味的产生。但值得注意的是，在使用添加剂时，应选择微生物、低聚糖等无公害的饲料添加剂，以确保畜产品的安全无公害。此外，分阶段饲喂，即用不同营养素组成的日粮喂养处于不同生长发育阶段的畜禽，使日粮更接近畜禽的需要，可避免营养素的浪费和对环境的污染。产后防治1、畜禽固体废弃物的处理畜禽粪便中含有丰富的营养成分。因此，对畜禽固体废弃物进行处理，不仅是为了达到污染治理的目的，更重要的是实现畜禽废弃物的资源化利用。其加工技术主要有以下几类： 1.物理技术。主要是畜禽粪便的干燥技术，干燥后可作为饲料和肥料。使用前必须经过除臭、杀菌、脱水处理。干燥后的粪便可作为燃料燃烧，也可加工成颗粒肥料或用作畜禽饲料、鱼饵等。干燥技术主要有：自然干燥、加热干燥、机械干燥、热喷涂处理、微波处理等nbs

    3.生物技术。

    （1）发酵技术。发酵技术分为好氧发酵和厌氧发酵。

    好氧发酵 是在供养条件下，微生物迅速繁殖，使物料温度逐渐升高至70～80℃，粪便中的有机物料被氧化分解，放出H2S、NH3等气体，还使非蛋白氮转化为可消化蛋白，因而，发酵可得到无臭、无虫（卵）及病原菌的优质有机肥和再生饲料。20世纪80年代以来，国外采用此法者逐渐增多。

    厌氧发酵 厌氧发酵技术主要是用于沼气的生产，也称沼气发酵技术。据研究，沼气发酵发热量为2.3×107焦耳/米3，与城市煤气发热量基本相同，可替代电、石油等能源。对沼气发酵方法的研究，主要包括对沼气池的优化设计和处理过程的数学模拟。许多国家已开展了卓有成效的工作，如在葡萄牙利用沼气池中积聚的残余物作为反刍动物和猪的饲料添加剂已成为普遍接受的实践。针对在冬季温度较低情况下，瑞士学者Wellinger将畜舍下粪便废水池设计成为沼气池，试验表明，通过这种方法，动物身体的热量可保持沼气池温度高于环境温度，因此可保证冬季沼气生产较为正常。沼气发酵也存在一些不足，如发酵前冲洗进样及运转制气过程中需添加一定量的水分，使粪尿数量骤增，造成“二次污染”，且投资昂贵。

    （2）堆肥技术。堆肥技术是利用微生物分解粪便中对作物不利的物质，是好氧发酵的一种。堆肥发酵后，畜禽粪便中易分解的有机物大部分被分解。既抑制了臭气的产生，又分解了对作物不利的物质。该法对去除畜禽粪中的寄生虫卵效果明显，一般可达95％以上。20世纪70年代以来，日本就开始对粪便设置措施及技术进行研究，目前，堆肥技术仍是他们的一种常用方法。

    4.生态技术。

    （1）食物链“加环”技术。这是通过选定特定生物种群，对人类生产中产生的废弃物（畜禽粪便、生活、工业废水、生活垃圾等）中的物质能量进行富集，富集产品提供给食物链生产环，作为补充，以增加生产环效益的方法。在畜禽养殖生产过程中加入一个“增益环”，即利用畜禽粪便养殖蝇蛆、蝇蛹、蚯蚓、水蚕和培育浮游生物等，再将这些生物用作食料养鸡养鱼，可提高粪便利用率及利用的安全性，是间接利用畜禽粪便作饲料的一种方式。

    （2）综合利用技术。将各种资源化技术组合起来，提高废物利用处理效率。目前常用的方法是立体养殖，它是指在单位土地面积上，充分利用地面空间或水域从事养殖业，是资源的多层次综合利用与大幅度提高养殖业经济效益的良好措施。近年来，人们已近开始了高效立体养殖试验。如：江西省万利县水产局进行蚌鱼猪鸭鸡立体综合养殖。在水边建舍养猪和鸡鸭，水中养鲢、鲤、草、鳊等鱼类，水面育珠，水底网箱养蚌，获得了相当高的经济效益。将畜禽粪便发酵后肥水，转化成浮游生物，为蚌鱼提供饵料，促进蚌鱼的生长和珍珠的形成。他们是水陆并进、上中下综合充分利用水体，以再生饲料为纽带，把10多种生物联系起来，而且，加上方法简便，使用的技术巧妙，既节省了人力、设备和场地，又净化了环境，赢得了低耗、高产、高效的良好效果。

    二、畜禽场污水的处理方法

    畜禽场污水量大、有机污染负荷高，基本处理方法按其基本原理可分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法等。但单独使用任何一种方法，都不能使畜牧场高浓度的污水得到有效的处理，所以必须进行系统处理。其处理过程一般包括固液分离、沉淀池沉淀、酸化调节池和厌氧池的处理。目前大型养殖场污水处理系统主要有如下几种：

    1.固液分离与理化处理系统。处理流程：固液分离→沉淀→气化→酸化→净化→鱼塘→排放。这种处理系统基本可将污水净化到符合排放标准和得到综合利用。但处理工艺流程较长，占地面积大，工程投资费用高。

    2.厌气池发酵处理系统。处理流程：畜舍排出的粪水→厌气池→沉淀池→净化池→灌溉农作物。此种处理系统，能使猪场排出的粪水COD浓度达到国家排放标准，同时可充分厌氧发酵生产沼气作为能源。但工程投资费用大，沼气池内残料、污泥较难清除。湿的粪料运输和利用困难，还会出二次环境污染问题。

    3.土地处理系统。土地处理系统是将污水有节制的投配到生长有植物的土壤表面，在土壤－植物系统中经历自然的物理、化学和生物学的作用，将污水进行处理的系统。主要包括物理的过滤、吸附、化学反应和化学沉淀，以及微生物代谢作用的有机物分解等，按其运行方式不同，可分为自然湿地系统和人工湿地系统。自然湿地系统是利用自然湿地可充分利用污水及其中的营养成分，所需的基建费及运行费很少，但要受到某些环境条件的限制，在推广和应用上还有许多困难。而人工湿地系统的研究则是―大方向。人工湿地系统处理流程：畜禽废水→格栅→沉淀池→酸化池（水解池） →人工湿地→氧化池→排放。该系统是通过人工精心设计和建造一个相对独立的工程化的湿地系统，是一个人造的完整的湿地生态系统，由植物、石床、微生物等子系统构成，靠物理、化学和生物作用使污水净化。

    三、臭气的控制

    畜禽养殖场产生大量恶臭气体，其中含有大量的NH3、CO2、CH4、H2S等有毒有害成分，污染周围空气，影响人类生活和畜禽本身健康。常用的臭气的控制方法有以下几种：

    1.吸附及吸收法。吸附是指气体被附着在某种材料外表面的过程，而吸收是指气体被附着在某种材料内表面的过程。吸附和吸收的效率取决于材料的孔隙度及被处理气体的性质。在养殖场，常用的方法是向粪便或舍内投放吸附剂来减少气味的散发。常见的吸附剂有沸石、膨润土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、硅藻土、锯末、薄荷油、蒿属植物等。其中，沸石类能很好的吸附NH4＋和水分，抑制NH3的产生和挥发，降低畜舍臭味。

    2.焚烧法。将有臭味的气体焚烧，可减少臭味的强度。

    3.化学与生物除臭法。化学除臭剂可通过化学反应（如氧化）作用把有味的化合物转化成无味或较少气味的化合物。除了通过化学作用直接减少气味外，一些氧化剂还起杀菌消毒作用。常用的化学氧化剂有高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸钾、双氧水、次氯酸盐和臭氧等。其中的高锰酸钾除臭效果相对较好。另外，利用绿矾有遇水溶解限制和可降低发酵和分解的特性，可将它用作畜舍垫料，以减轻臭气散发。

    生物除臭剂，如生物助长剂和生物抑制剂等，可通过控制（抑制或促使）微生物的生长减少有味气体的产生。生物助长剂包括活的细菌培养基、酶或其他微生物生长促进剂等。通过这些助长剂的添加可加快动物粪便降解过程中有味气体的生物降解过程，从而减少有味气体的产生。生物抑制剂却是通过抑制某些微生物的生长以控制或阻止有机物质的降解进而控制气味的产生。

    4.洗涤法。洗涤法是让污染的气体与含有化学试剂的溶液接触，通过化学反应与吸附作用去除有味气体的方法。洗涤实际上是一种化学氧化方法，洗涤效果取决于氧化剂的浓度、种类、气体的粘度和可溶性、雾滴的大小和速度等。常见的洗涤方式有喷雾洗涤和叠板式洗涤2种。前者的洗涤液被雾化成许多微小的雾滴，雾滴喷洒到被污染的空气中，将带有气味的化合物氧化而得以去除。后者是一个叠放在一起的铝（钢）板，洗涤液流过铝（钢）板表面时会形成薄薄的一层水膜，有味气体从底部向上流过水膜表面时即被氧化和吸收。洗涤法特别适用于水溶性高、浓度低、流量大的带有气味的气体的去除，不适于高浓度的气体，因为高浓度的气体需要更多的洗涤液，会增加处理成本。此外，特定的洗涤剂只能去除特定的气体，而臭气一般是由多种有味气体组成的混合物，因此，要取得较好的除臭效果，常需要多个洗涤器串联使用。

    5.生物过滤与生物洗涤法。生物过滤和生物洗涤法是在有氧条件下，利用好氧微生物的活动，把有味的气体转化成无味或较少味气体。这种方法用于气味的去除投资少、运行成本低，一般不会产生有害物质，是一个比较有发展前途的生物处理方法。

    6.构筑防护林。种植绿色植被是另一个有效防止气味扩散、减少气味的方法。在养殖场的周围构筑防护林，可以降低风速，防止气味传播到更远的距离，减少臭气污染的范围；防护林还可降低环境温度，减少气味的产生与挥发。树叶可直接吸收、过滤含有气味的气体和尘粒，从而减轻空气中的气味。树木通过光合作用吸收空气中的CO2，释放出O2，可明显降低空气中CO2浓度，改善空气质量。构筑防护林需要考虑树的种类、树木栽植的方法、位置、栽植密度、林带的大小与形状等因素。一般，树的高度、树叶的大小与处理效果成正比，四季常青的树木有利于一年四季气味的控制；松树的除臭效果比山毛榉要高4倍，比橡树高2倍。栽植合理的防护林可减少灰尘和污染物沉降27％～30％。此外，构筑防护林还可收获林产资源