随着畜禽养殖业的快速发展，养殖活动中产生的巨量粪污严重超出周边耕地的消纳能力，若不加以处理或者处理不科学、不规范，必将对环境造成严重的污染。本文介绍了规模猪场粪污排放及处理现状，指出了粪污处理面临的主要问题，探讨了粪污处理的改善对策，为发展绿色、可持续的现代化畜牧业提供参考。
文 ⊙ 曹燕 上海市松江区动物疫病预防控制中心
朱建平 柯惠（上海）企管管理顾问有限公司
改革开放40多年来，我国的畜禽养殖业快速膨胀式发展，为居民餐桌肉蛋奶供应做出了巨大贡献。然而，规模化、集约化、产业化的养殖业扩张式、粗放型发展，导致畜禽粪污排放问题日益加剧，对生态环境造成严重威胁。
生态环境部、国家统计局、农业农村部联合发布的《第二次全国污染源普查公报》（2020年）显示，全国水污染物排放量中，来自农业源的化学需氧量（COD）为1067.13万t，总氮（TN）为141.49万t，总磷（TP）为21.20万t，分别占水污染物总排放量的49.77%、46.52%、67.22%，虽然较第一次全国污染源普查（2007年）时有所下降，但仍然远超工业污染源和生活污染源，成为污染源之首。而在农业源中，畜禽养殖业水污染排放量COD、TN、TP分别为1000.53万t、59.63万t、11.97万t，成为农业源的主要排放源。分布相对集中的养殖小区以及位于城郊的大型规模养殖场，其在养殖活动中产生的巨量粪污，严重超出周边耕地对粪污的消纳能力，如果不加以处理或者处理不科学、不规范，必将成为农村最为严重的面源污染。
1 规模猪场粪污排放现状
1.1 粪污排放量
《第二次全国污染源普查公报》显示，畜禽养殖业水污染物排放量：COD为1000.53万t，氨氮（NH3-N）为11.09万t，TN为59.63万t，TP为11.97万t[1]，分别占农业源水污染物排放量的93.76%、51.3%、42.14%、56.46%，是农业源的首要排放源。其中，畜禽规模养殖场水污染物排放量COD、NH3-N、TN、TP分别为604.83万t、7.50万t、37万t、8.04万t[1]，占畜禽养殖业水污染源排放量的60.45%、67.63%、62.05%、67.17%，是畜禽养殖业污染的主要来源。农业农村部数据显示，目前，全国畜禽粪污年产生量近40亿t，其中，畜禽直接排泄的粪便约有18.8亿t，养殖过程产生的污水量约20.9亿t。畜禽养殖业已成为国内最大的污染行业之一。而生猪是畜禽养殖的主体，约占畜禽总养殖量的一半，治理规模猪场粪污，开展粪污资源化利用行动，是推进畜牧业绿色发展的重要环节。
1.2 主要清粪及排放方式
随着生猪养殖业不断向规模化、集约化发展，受经济效益和市场引导，生猪养殖专业化特点越来越明显。养殖集中分布在城市近郊，高度集中的规模猪场产生的巨量粪污，导致周边配套农田对粪污消纳能力适配度降低，生猪养殖粪污资源化利用率降低。
当前，根据饲养品种、日龄、饲养模式的不同，规模猪场清粪方式主要有干清粪、水冲粪和水泡粪3种工艺形式。干清粪是采用人工或机械方式从畜舍地面收集全部或大部分的固体粪便，残余粪尿用少量水冲洗的粪便清理方式；水冲粪是粪尿污水混合进入漏缝地板下的粪沟，每天数次用喷头放水冲洗，粪水顺粪沟流入粪便主干沟，再进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池；水泡粪是在畜舍内的排粪沟中注入一定量的水，粪尿、冲洗和饲养管理用水一并排放进漏缝地板下的粪沟中，储存一定时间（一般为1～2个月），待粪沟装满后，打开出口闸门，粪水顺粪沟流入粪便主干沟，进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池。不同的清粪方式决定了不同的粪污排放方式，有的猪场采用氧化塘发酵-还田的方式排放粪污，还有的猪场采用干湿分离技术，得到的干粪高温堆肥制成有机肥，或与化肥混合制成复合肥，粪水则作为肥水直接还田。
1.3 主要污染物
规模猪场的粪污主要包括固体粪便、尿液以及养殖活动中产生的废水等，在养殖活动中所产生的粪尿、污水和恶臭气体会对水体、土壤、大气造成污染。粪尿中除了包含COD、TN、TP可造成对水体、土壤的污染外，还包含大量硫化氢、氨、醇类、酚类、酰胺类、胺类和吲哚等有机物，以及各类病原菌和微生物等。当前，一些饲料中还含有过量矿物质和金属元素，也会造成对环境的矿物质污染和重金属污染。兽药中使用的含铜和胂制剂也会污染环境。此外，养殖场在生产活动中孳生蚊蝇，可能产生虫卵、病原菌、微生物等，也会污染周边环境。
2 规模猪场粪污处理方式
畜禽粪污中不仅含有多种作物生长所需的营养元素，如氮、磷、钾，可以制成肥料；还包含未消化的蛋白质、维生素等，可以用作动物饲料；此外，还包含大量的有机物，可以作为沼气的来源。根据生猪粪污的特点，目前我国生猪粪污的处理方式主要是肥料化和能源化。
2.1 肥料化
生猪粪污中含有大量的氮、磷、钾等养分，可以用作作物生长的肥料，不仅解决了粪污的处理问题，还可以起到改良和培肥土壤的作用，发展有机农业提高农业生产效益。粪污肥料化利用可以分为直接还田和制作肥料2种方式。直接还田适用于有配套耕地的养殖场，可大大节约粪污处理的成本，实现种养结合循环利用，缺点是未经处理的粪污直接排放到环境中，大大增加了污染水体和土壤的风险。制作肥料是指养猪场采用干清粪、水冲粪或水泡粪收集的粪污通过干湿分离技术得到的固体粪便，通过堆肥在微生物的作用下，使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成肥力更好的腐熟肥料。堆肥又分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥是在通气条件下借助好氧微生物作用使有机物得到降解，通常会产生50～60℃的温度，极限温度可达80～90℃，可以杀灭粪污中的病原菌、虫卵、杂草种子等；厌氧堆肥是利用微生物发酵生产肥料，通常需要较长时间。经好氧堆肥高温处理过的粪污，与经粉碎后的氮肥、磷肥、钾肥等化肥混合，通过筛分、干燥可制成颗粒复合肥，具有养分均衡、施用方便、便于运输的优点。粪水是通过干湿分离后的液体部分，通过管道将粪水输送至周边配套耕地，可用作灌溉用水，实现水肥化利用。但是，如果处理不当或施用不当，容易造成对耕地和水体的污染。
2.2 能源化
生猪粪污中碳、氮比值高，含有大量的有机物，利用养殖场粪污生产沼气是一种常见的生物质能源利用模式，可以同时达到获取能源和治理环境污染的目的。沼气工艺主要是通过将粪污置于生物反应器（密封罐或覆膜氧化塘）中进行厌氧发酵来降低粪污中有机质的含量，从而获取能源——沼气。沼气中有55%～65%的甲烷，可作为燃料，主要用于生活用能、生产供暖等，有条件的养殖场安装沼气发电设备还可以配合发电机进行发电，并入电网。与此同时，还会产生相应的沼液和沼渣，制成液肥或复合肥，供配套农作物使用或进行销售，可以获得额外的收入。
3 规模猪场粪污处理面临的主要问题
3.1 政策法规不完善
近年来，畜禽养殖业的快速发展带来的粪污污染环境问题日益突出，引起社会广泛关注，国家也越来越重视粪污治理的问题，相关法律法规不断健全。但仍有许多法律法规不能涵盖的问题，如缺乏具有指导意义的操作标准，法律法规执行力度不够等。同时，粪污处理涉及方方面面，养殖场粪污资源化利用需要依靠养殖主体的高度自觉，养殖主体承担的经济、技术压力大，在当前保市场供应的大环境下，求环保、求质量突破难度较大。
3.2 农牧结合不紧密
随着养殖业不断向规模化、集约化、专业化发展，大型养殖场逐渐向城市近郊集中，养殖的不种植，种植的不养殖，农牧结合越来越疏远，种养结合脱节严重。再加上部分地区养殖区域布局不科学，设计初期未预留足够的配套耕地，导致规模养殖场周边没有足够的耕地消纳粪污，进一步导致粪污利用率下降，造成对周边环境的污染。
3.3 配套设施设备落后
养殖粪污资源化利用需要配备相应的设施设备。当前，很多养殖场建场早，受观念意识和建设成本制约，设施设备不能及时完善，粪污处理得不到有效实施；还有部分养殖场设施设备落后，达不到当前粪污处理要求，造成粪污处理不充分，同样会对周边环境造成不同程度的污染。
3.4 技术应用不成熟
养殖粪污资源化利用需要较高的专业化技术水平。当前，畜牧养殖技术多侧重于良种培育、饲料营养配比、饲养管理和疾病防治等方面，养殖场粪污控源减排、清洁生产、无害化处理和资源化利用方面，缺乏系统性研究和指导性参考标准，且专业人员欠缺，导致粪污处理矛盾日益凸显。
3.5 投资大而收益低
养殖粪污处理需要投入较多设施设备，许多养殖场规模小、实力弱，养殖主体投资意愿不高。加上生产出来的初级产品收益低，市场前景不明朗，即使投入了粪污处理的设施设备（当前多数为政府扶持项目），运行费用较高，往往难以做到持续运营和维护而被闲置。
4 规模猪场粪污处理对策
鉴于养殖场粪污资源化利用归根到底还是要依靠养殖业主，提高规模养殖场粪污处理率的关键还是要想方设法提高养殖业主的积极性，故提出以下几点对策：
4.1 加强技术支撑，以提供粪污处理的参考模式
近年来，关于畜禽粪污资源化利用的技术研究很多，在生产实践中探索形成了全量收集还田利用、有机肥生产加工、固体粪便堆肥利用和种养结合循环利用等多种模式，每一种模式都离不开技术的支持。不同的养殖场可结合自身养殖规模、粪污收集方式、粪污含水量等选择相应的粪污处理模式，如干清粪 堆肥发酵/生产有机肥 还田利用模式、水泡粪/水冲粪 干湿分离技术 堆肥发酵/生产有机肥 沼气 还田利用等。另外，还要注重相关专业人才的引进和培养，做好技术推广工作，为养殖业主提供粪污处理的参考模式。
4.2 加大政策扶持，以完善设施设备及运营维护
生猪养殖粪污处理需要依靠养殖业主的自觉性，也需要依赖政府相关部门的大力支持。资金是养殖场粪污处理工作的重要基础和前提条件，为确保粪污资源化利用的持续开展，政府部门可以因地制宜，围绕基础设施建设优惠政策，充分发挥主导作用，给予养殖主体一定的资金补贴，发挥金融机构资金杠杆作用，同时引导社会资金投入，进一步提升养殖主体的生产积极性，缓解其资金压力。
4.3 拓宽效益市场，以经济刺激促长效发展
养殖场粪污处理初级产品收益低、价格波动大、生产成本高，使养殖业主的处理积极性大受打击，严重影响养殖场粪污处理利用的效率。通过末端利用节点，进行综合性开发和利用，加大对第三方粪污处理机构的投入、建设和管理，鼓励有机肥生产企业与养殖业主对接合作，将不能或不愿自行处理的养殖场粪污进行集中收集、处理、资源化利用，严格控制有机肥品质，进行商品化包装、销售，形成一整套养殖场粪污处理产业链条，除去养殖业主的后顾之忧。
本文已发表在2023年第5期《今日养猪业》
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