集约化畜禽场的环境污染治理_刘心爱

集约化畜禽场的环境污染治理刘心爱(中国农业工程设计研究院,北京100026)摘要源于集约化畜禽场的大量粪便及废水导致的环境污染问题已越来越受到人们的关注。鉴于此,介绍了处理粪污及臭气的各种优化方法,提出畜禽场的环境治理系统应综合考虑各种制约因素,向能源化、饲料化和肥料化方向发展。关键词集约化畜禽场粪污处理环境系统随着我国的改革开放,经济的飞速发展,人民的生活水平得到极大的提高。为满足大、中城市市场的需要,在城市郊区兴建了大量的集约化畜禽场。它们在为改善城乡人民生活做出重要贡献的同时,也带来了粪便对环境的污染等问题。随着人们环境保护意识的不断增强,畜禽公害已越来越受到普遍关注。“七五”、“八五”期间,北京、广州、上海等城市投入了大量的人力、物力、财力,对集约化畜禽场环境污染状况进行了广泛深入的调查和科学研究,为加速我国集约化畜禽场粪污处理和公害防治综合配套技术、设备与设施的研究、开发和推广应用,奠定了良好的基础。1治理方法1.1粪污的形成粪便的污染形成是与畜禽场粪便的清除方法有关的。目前,粪便的清除方式主要有两种:①干排粪法,即干除粪。将粪尿在禽舍内分离,尿随时排出舍外,粪则集中使用刮板、皮带或人工来清除。这类粪便的含水率较低,一般在50%～75%之间;②湿排粪法,即水冲粪。这类粪便的含水率较高,一般在95%～98%之间。粪便对环境的污染包括三个方面:粪、粪水和臭气。在高温下,粪和粪水发酵,产生大量氨气,连同粪中含硫蛋白分解,产生硫化氢等臭味气体,形成恶臭。1.2臭气的治理对于臭气的治理,一种是通过治理粪和粪水(下文中详细介绍)来进行,另一种是采用各种新型制剂。(1)除臭固化剂〔1,2〕它是化学处理粪便的发展产物,采用多种氧化物加入一定比例的化学盐及少量的植物激素,冷加工成细微颗粒,是表面孔隙度多、表面积大、吸附力强的混合物。由于这些物质经高温灼烧而成,化学性质十分稳定,因而不会造成环境污染。粪便与固化剂混合后,将粪便中的营养成分固定下来,改变粪中环球菌繁殖所需的酸性条件,从而抑制它们的繁殖数量,防止大量分解释放硫化氢气体,达到除臭目的。根据用该法对鸡粪试验研究表明,经除臭固化剂处理过的鸡粪,肥效高,肥效快而持久,能提高花芽分化率,是花果种植的优质肥料。(2)活菌制剂〔3,4〕近年来,台湾利用微生物发酵床垫料处理粪便,其方法是在饲养猪舍床面上先铺一层锯木屑,再洒上一层可以分解粪尿的微生物。这些微生物可在短时间内将猪粪中蛋白质分解,把氨气变成硝酸,硫化氢变成硫酸,达到除臭目的。但这种方法在夏季很可能造成病原菌繁殖。把活菌制剂作为饲料添加剂可降低粪臭,防止幼畜下痢和提高其生产力。最近,台湾源泉公司开发研制的微生物制剂——亚罗8Agro-environ.andDevelop.1997/14(4)康,可直接添加到饲料中。亚罗康菌剂可将猪体内的氨气、硫化氢、甲烷等转化为可供畜体吸收的化合态氮和其它物质,可使排泄物中所含的营养成分和有害成分都明显降低,从而提高饲料消化利用率,并减少臭气的产生。日本也开发了降低粪臭的活菌制剂。一些试验表明,添加芽胞杆菌后,可减少肠道、粪便和门脉中氨气的含量;双歧杆菌可抑制肠道内腐败物质的生成,降低粪便中恶臭物质的含量,嗜酸乳杆菌也具有双歧杆菌的效用。美国食品及药物管理局1989年公布的可用于饲料添加剂、对人畜均无副作用的活菌制剂有40多种。欧美所使用的菌种主要有枯草菌、TOYOI菌,乳酸球菌,乳酸杆菌及双歧杆菌。另外还有酵母和霉菌类。(3)机械除臭法对于机械除臭设备的研制国内外早有报道。从1986年开始,我国天津、北京、上海等地相继引进和研制了鸡粪除臭设备。这些设备多数采用高温脱水、膨化、干燥除臭的原理,其最大的特点是加工处理速度快,处理及时,采用的设备比较庞大。从实际使用效果看,其不足之处是高温干燥脱水完成的仅为表面除臭,遇水后仍会散发臭味和出现二次发酵现象。其次,投资大,少者几十万,多者上百万。1.3粪和粪水的治理1.3.1物理法——干燥工艺我国在粪便干燥设备方面的研究主要集中在对鸡粪的干燥处理上。国内已开发成功各种型式的鸡粪烘干设备,如太阳能大棚干燥设备、快速高温干燥设备、微波干燥设备、气流干燥设备等。中国农业工程研究设计院开发的鸡粪快速烘干工艺与成套设备,通过了农业部科技司组织的鉴定,并获国家专利。其后仅一年多,即已在全国推广40余套(工艺流程见图1)。上述各种干燥工艺方法各有优点,但它们都有一个共同的特点——单一,即只能侧重解决某一方面的问题,而不能从整个生态环境系统的高度来考虑问题,因而很难从根本上解决环境污染问题。1.3.2生物、化学法1.3.2.1好氧型①人工湿地〔5〕是一种推流式生物反应器。它由碎石(或卵石)构成碎石床,在碎石床上栽种耐有机物污水的高等植物(可选用鸭舌草、芦苇或蒲草等),植物