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畜牧業(yè)清潔生產(chǎn)工程技術(shù)體系

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-04-26
        自進(jìn)入20世紀(jì)90年代,全國各地規(guī)劃建立“菜籃子工程”以來,畜禽養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)10多年的快速發(fā)展,已成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè),取得了世人矚目的成就,但同時(shí)也帶來了不容忽視的環(huán)境污染問題。因此應(yīng)全方位綜合考慮畜牧業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn),在提高產(chǎn)量的同時(shí)注重對(duì)環(huán)境的保護(hù),減輕畜牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的危害,把清潔生產(chǎn)觀念應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)中。

    產(chǎn)前控制

    一、畜禽場規(guī)劃

    合理規(guī)劃、適度規(guī)模是防治畜禽廢物污染的重要途徑。小規(guī)模分散飼養(yǎng)不僅不利于提高經(jīng)濟(jì)效益,而且還會(huì)擴(kuò)大污染面,使污染難以治理。但規(guī)模過大也會(huì)影響畜禽生產(chǎn),且給環(huán)境帶來過大負(fù)擔(dān),降低環(huán)境質(zhì)量。所以要嚴(yán)格控制單位耕作面積的畜禽飼養(yǎng)量。一般認(rèn)為,畜牧生產(chǎn)點(diǎn)畜禽飼養(yǎng)量不應(yīng)超出:奶牛200頭,肉牛1000頭,肉豬5000頭,蛋雞7000羽。

    1.合理選址,合理規(guī)劃。畜禽養(yǎng)殖場的選址應(yīng)遠(yuǎn)離人口稠密區(qū),尤其是城市和交通運(yùn)輸方便、經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的地區(qū),實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)從城市到農(nóng)村的轉(zhuǎn)移。養(yǎng)殖場還應(yīng)遠(yuǎn)離環(huán)境敏感區(qū),如水源區(qū)、河流上游地區(qū)、上風(fēng)向區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)等。養(yǎng)殖場的選址應(yīng)考慮在有一定的坡度、排水良好的地方。

    2.廠房設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)養(yǎng)殖場的廠房時(shí),應(yīng)充分考慮環(huán)境條件,要做到畜禽廢物的綜合利用、污水治理和養(yǎng)殖場設(shè)施同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用。養(yǎng)殖場廠房應(yīng)合理布局,保持廠房通風(fēng)條件及采光,同時(shí)搞好養(yǎng)殖場綠化,調(diào)整畜牧業(yè)生產(chǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),從內(nèi)部控制入手,提高優(yōu)質(zhì)特色養(yǎng)殖業(yè)比例。

    二、政策管理

    畜禽養(yǎng)殖場污染的防治和監(jiān)督必須依靠相關(guān)的法律法規(guī),對(duì)畜牧企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行“三同時(shí)”制度、排污許可證制度等,明確限定飼料中添加劑的使用、畜禽廢物的收集、存儲(chǔ)、處理方法及再利用時(shí)氮、磷、鉀的使用總量,對(duì)畜牧場污染的排放,嚴(yán)格控制BOD、COD的濃度,使畜牧業(yè)污染防治走向科學(xué)化、系列化、無污染化。   

    產(chǎn)中控制

    一、節(jié)約用水,減少污染物排放

    畜禽養(yǎng)殖場用水主要有2部分:一是畜禽飲用水,二是畜舍清洗用水。前者主要取決于畜禽的品種、飼養(yǎng)方式及飲水設(shè)施,尤其是飲水設(shè)施不同,造成的放、流、跑、漏、滲水量不同。如:養(yǎng)雞場采用乳頭飲水線,可大幅度降低舍內(nèi)雞的飲用水水量及污染排放量。因此,采用科學(xué)的飼養(yǎng)方式及合理的飲水設(shè)施,可減少用水量,減少浪費(fèi)。畜舍清洗用水占畜禽養(yǎng)殖用水的絕大部分,不同的清洗方式對(duì)水量的需求量不同。如采用水沖式清糞系統(tǒng),需用3~5倍的沖洗水,而且由于用水量過大,形成液態(tài)水糞,增加養(yǎng)殖場污水排放量,且有較高的污染負(fù)荷。

    二、改善飼料結(jié)構(gòu),提高畜禽飼料利用率,降低環(huán)境污染

    采用培育優(yōu)良品種、科學(xué)飼養(yǎng)、科學(xué)配料、應(yīng)用無公害的綠色添加劑和高新技術(shù)改變飼料品質(zhì)及物理形態(tài)(如生物制劑處理技術(shù)、飼料顆;、飼料熱噴技術(shù))等手段,可提高畜禽飼料利用率,尤其是氮的利用率,降低畜禽排泄物中氮的含量及惡臭味。

    選用飼料,一是要注意消化率高、營養(yǎng)變異小,二是要注意選擇有毒有害成分低、安全性高的飼料。在飼料中補(bǔ)充合成氨基酸,如賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸等,可提高蛋白質(zhì)利用率,降低動(dòng)物排泄物中的氨氣(NH3),減少臭氣的產(chǎn)生;在飼料中添加植酸酶,可提高飼料中磷的利用率,降低動(dòng)物排泄物中磷的含量。利用生物方法,將EM有效微生物菌劑加入飼料中,可以促畜禽生長及降低糞便的臭味。最近,臺(tái)灣源泉公司開發(fā)研制出一種叫“亞羅康菌”的微生物制劑,直接添加到飼料中,可將豬體內(nèi)的NH3、硫化氫(H2S)、甲烷(CH4)等轉(zhuǎn)化為可供畜體吸收的化合態(tài)氮和其他物質(zhì),可使排泄物中的營養(yǎng)成分和有害成分都明顯降低,從而提高飼料消化利用率,并減少臭氣的產(chǎn)生。

    但值得注意的是:使用添加劑時(shí),應(yīng)選擇微生物、低聚糖等無公害飼料添加劑,以保證畜產(chǎn)品安全和無公害。另外,分階段飼喂,即用不同養(yǎng)分組成的日糧來飼喂不同生長發(fā)育階段的畜禽,使日糧養(yǎng)分更接近畜禽的需要,可避免養(yǎng)分的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。

    產(chǎn)后控制

    一、畜禽固體廢物的處理

    畜禽廢物含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),所以,對(duì)畜禽固體廢物的處理,不僅是要達(dá)到治理污染的目的,更重要的是要實(shí)現(xiàn)畜禽廢物的資源化。其處理技術(shù)主要有以下幾類:

    1.物理技術(shù)。主要是畜禽糞便干燥技術(shù),干燥后可用作飼料、肥料等。利用前須先進(jìn)行除臭、滅菌、脫水等處理,干燥后的糞便可作燃料燃燒,也可加工成顆粒肥料或作畜禽飼料、魚類餌料等。干燥技術(shù)主要有:自然干燥、加溫烘干、機(jī)械干燥、熱噴處理、微波處理等幾種。

    2.化學(xué)技術(shù)。主要指在畜禽糞便中加入一些化學(xué)試劑,如:福爾馬林、氫氧化鈉、丙酸、醋酸、磷酸、磷酸二氫鉀和硫酸亞鐵等,達(dá)到殺菌消毒的效果。

    3.生物技術(shù)。

    (1)發(fā)酵技術(shù)。發(fā)酵技術(shù)分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵。

    好氧發(fā)酵 是在供養(yǎng)條件下,微生物迅速繁殖,使物料溫度逐漸升高至70~80℃,糞便中的有機(jī)物料被氧化分解,放出H2S、NH3等氣體,還使非蛋白氮轉(zhuǎn)化為可消化蛋白,因而,發(fā)酵可得到無臭、無蟲(卵)及病原菌的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥和再生飼料。20世紀(jì)80年代以來,國外采用此法者逐漸增多。

    厭氧發(fā)酵 厭氧發(fā)酵技術(shù)主要是用于沼氣的生產(chǎn),也稱沼氣發(fā)酵技術(shù)。據(jù)研究,沼氣發(fā)酵發(fā)熱量為2.3×107焦耳/米3,與城市煤氣發(fā)熱量基本相同,可替代電、石油等能源。對(duì)沼氣發(fā)酵方法的研究,主要包括對(duì)沼氣池的優(yōu)化設(shè)計(jì)和處理過程的數(shù)學(xué)模擬。許多國家已開展了卓有成效的工作,如在葡萄牙利用沼氣池中積聚的殘余物作為反芻動(dòng)物和豬的飼料添加劑已成為普遍接受的實(shí)踐。針對(duì)在冬季溫度較低情況下,瑞士學(xué)者Wellinger將畜舍下糞便廢水池設(shè)計(jì)成為沼氣池,試驗(yàn)表明,通過這種方法,動(dòng)物身體的熱量可保持沼氣池溫度高于環(huán)境溫度,因此可保證冬季沼氣生產(chǎn)較為正常。沼氣發(fā)酵也存在一些不足,如發(fā)酵前沖洗進(jìn)樣及運(yùn)轉(zhuǎn)制氣過程中需添加一定量的水分,使糞尿數(shù)量驟增,造成“二次污染”,且投資昂貴。

    (2)堆肥技術(shù)。堆肥技術(shù)是利用微生物分解糞便中對(duì)作物不利的物質(zhì),是好氧發(fā)酵的一種。堆肥發(fā)酵后,畜禽糞便中易分解的有機(jī)物大部分被分解。既抑制了臭氣的產(chǎn)生,又分解了對(duì)作物不利的物質(zhì)。該法對(duì)去除畜禽糞中的寄生蟲卵效果明顯,一般可達(dá)95%以上。20世紀(jì)70年代以來,日本就開始對(duì)糞便設(shè)置措施及技術(shù)進(jìn)行研究,目前,堆肥技術(shù)仍是他們的一種常用方法。

    4.生態(tài)技術(shù)。

    (1)食物鏈“加環(huán)”技術(shù)。這是通過選定特定生物種群,對(duì)人類生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物(畜禽糞便、生活、工業(yè)廢水、生活垃圾等)中的物質(zhì)能量進(jìn)行富集,富集產(chǎn)品提供給食物鏈生產(chǎn)環(huán),作為補(bǔ)充,以增加生產(chǎn)環(huán)效益的方法。在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中加入一個(gè)“增益環(huán)”,即利用畜禽糞便養(yǎng)殖蠅蛆、蠅蛹、蚯蚓、水蠶和培育浮游生物等,再將這些生物用作食料養(yǎng)雞養(yǎng)魚,可提高糞便利用率及利用的安全性,是間接利用畜禽糞便作飼料的一種方式。

    (2)綜合利用技術(shù)。將各種資源化技術(shù)組合起來,提高廢物利用處理效率。目前常用的方法是立體養(yǎng)殖,它是指在單位土地面積上,充分利用地面空間或水域從事養(yǎng)殖業(yè),是資源的多層次綜合利用與大幅度提高養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的良好措施。近年來,人們已近開始了高效立體養(yǎng)殖試驗(yàn)。如:江西省萬利縣水產(chǎn)局進(jìn)行蚌魚豬鴨雞立體綜合養(yǎng)殖。在水邊建舍養(yǎng)豬和雞鴨,水中養(yǎng)鰱、鯉、草、鳊等魚類,水面育珠,水底網(wǎng)箱養(yǎng)蚌,獲得了相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益。將畜禽糞便發(fā)酵后肥水,轉(zhuǎn)化成浮游生物,為蚌魚提供餌料,促進(jìn)蚌魚的生長和珍珠的形成。他們是水陸并進(jìn)、上中下綜合充分利用水體,以再生飼料為紐帶,把10多種生物聯(lián)系起來,而且,加上方法簡便,使用的技術(shù)巧妙,既節(jié)省了人力、設(shè)備和場地,又凈化了環(huán)境,贏得了低耗、高產(chǎn)、高效的良好效果。

    二、畜禽場污水的處理方法

    畜禽場污水量大、有機(jī)污染負(fù)荷高,基本處理方法按其基本原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法和生物處理法等。但單獨(dú)使用任何一種方法,都不能使畜牧場高濃度的污水得到有效的處理,所以必須進(jìn)行系統(tǒng)處理。其處理過程一般包括固液分離、沉淀池沉淀、酸化調(diào)節(jié)池和厭氧池的處理。目前大型養(yǎng)殖場污水處理系統(tǒng)主要有如下幾種:

    1.固液分離與理化處理系統(tǒng)。處理流程:固液分離→沉淀→氣化→酸化→凈化→魚塘→排放。這種處理系統(tǒng)基本可將污水凈化到符合排放標(biāo)準(zhǔn)和得到綜合利用。但處理工藝流程較長,占地面積大,工程投資費(fèi)用高。

    2.厭氣池發(fā)酵處理系統(tǒng)。處理流程:畜舍排出的糞水→厭氣池→沉淀池→凈化池→灌溉農(nóng)作物。此種處理系統(tǒng),能使豬場排出的糞水COD濃度達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)可充分厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣作為能源。但工程投資費(fèi)用大,沼氣池內(nèi)殘料、污泥較難清除。濕的糞料運(yùn)輸和利用困難,還會(huì)出二次環(huán)境污染問題。

    3.土地處理系統(tǒng)。土地處理系統(tǒng)是將污水有節(jié)制的投配到生長有植物的土壤表面,在土壤-植物系統(tǒng)中經(jīng)歷自然的物理、化學(xué)和生物學(xué)的作用,將污水進(jìn)行處理的系統(tǒng)。主要包括物理的過濾、吸附、化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)沉淀,以及微生物代謝作用的有機(jī)物分解等,按其運(yùn)行方式不同,可分為自然濕地系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng)。自然濕地系統(tǒng)是利用自然濕地可充分利用污水及其中的營養(yǎng)成分,所需的基建費(fèi)及運(yùn)行費(fèi)很少,但要受到某些環(huán)境條件的限制,在推廣和應(yīng)用上還有許多困難。而人工濕地系統(tǒng)的研究則是—大方向。人工濕地系統(tǒng)處理流程:畜禽廢水→格柵→沉淀池→酸化池(水解池) →人工濕地→氧化池→排放。該系統(tǒng)是通過人工精心設(shè)計(jì)和建造一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的工程化的濕地系統(tǒng),是一個(gè)人造的完整的濕地生態(tài)系統(tǒng),由植物、石床、微生物等子系統(tǒng)構(gòu)成,靠物理、化學(xué)和生物作用使污水凈化。

    三、臭氣的控制

    畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生大量惡臭氣體,其中含有大量的NH3、CO2、CH4、H2S等有毒有害成分,污染周圍空氣,影響人類生活和畜禽本身健康。常用的臭氣的控制方法有以下幾種:

    1.吸附及吸收法。吸附是指氣體被附著在某種材料外表面的過程,而吸收是指氣體被附著在某種材料內(nèi)表面的過程。吸附和吸收的效率取決于材料的孔隙度及被處理氣體的性質(zhì)。在養(yǎng)殖場,常用的方法是向糞便或舍內(nèi)投放吸附劑來減少氣味的散發(fā)。常見的吸附劑有沸石、膨潤土、海泡石、凹凸棒石、蛭石、硅藻土、鋸末、薄荷油、蒿屬植物等。其中,沸石類能很好的吸附NH4+和水分,抑制NH3的產(chǎn)生和揮發(fā),降低畜舍臭味。

    2.焚燒法。將有臭味的氣體焚燒,可減少臭味的強(qiáng)度。

    3.化學(xué)與生物除臭法。化學(xué)除臭劑可通過化學(xué)反應(yīng)(如氧化)作用把有味的化合物轉(zhuǎn)化成無味或較少氣味的化合物。除了通過化學(xué)作用直接減少氣味外,一些氧化劑還起殺菌消毒作用。常用的化學(xué)氧化劑有高錳酸鉀、重鉻酸鉀、硝酸鉀、雙氧水、次氯酸鹽和臭氧等。其中的高錳酸鉀除臭效果相對(duì)較好。另外,利用綠礬有遇水溶解限制和可降低發(fā)酵和分解的特性,可將它用作畜舍墊料,以減輕臭氣散發(fā)。

    生物除臭劑,如生物助長劑和生物抑制劑等,可通過控制(抑制或促使)微生物的生長減少有味氣體的產(chǎn)生。生物助長劑包括活的細(xì)菌培養(yǎng)基、酶或其他微生物生長促進(jìn)劑等。通過這些助長劑的添加可加快動(dòng)物糞便降解過程中有味氣體的生物降解過程,從而減少有味氣體的產(chǎn)生。生物抑制劑卻是通過抑制某些微生物的生長以控制或阻止有機(jī)物質(zhì)的降解進(jìn)而控制氣味的產(chǎn)生。

    4.洗滌法。洗滌法是讓污染的氣體與含有化學(xué)試劑的溶液接觸,通過化學(xué)反應(yīng)與吸附作用去除有味氣體的方法。洗滌實(shí)際上是一種化學(xué)氧化方法,洗滌效果取決于氧化劑的濃度、種類、氣體的粘度和可溶性、霧滴的大小和速度等。常見的洗滌方式有噴霧洗滌和疊板式洗滌2種。前者的洗滌液被霧化成許多微小的霧滴,霧滴噴灑到被污染的空氣中,將帶有氣味的化合物氧化而得以去除。后者是一個(gè)疊放在一起的鋁(鋼)板,洗滌液流過鋁(鋼)板表面時(shí)會(huì)形成薄薄的一層水膜,有味氣體從底部向上流過水膜表面時(shí)即被氧化和吸收。洗滌法特別適用于水溶性高、濃度低、流量大的帶有氣味的氣體的去除,不適于高濃度的氣體,因?yàn)楦邼舛鹊臍怏w需要更多的洗滌液,會(huì)增加處理成本。此外,特定的洗滌劑只能去除特定的氣體,而臭氣一般是由多種有味氣體組成的混合物,因此,要取得較好的除臭效果,常需要多個(gè)洗滌器串聯(lián)使用。

    5.生物過濾與生物洗滌法。生物過濾和生物洗滌法是在有氧條件下,利用好氧微生物的活動(dòng),把有味的氣體轉(zhuǎn)化成無味或較少味氣體。這種方法用于氣味的去除投資少、運(yùn)行成本低,一般不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì),是一個(gè)比較有發(fā)展前途的生物處理方法。

    6.構(gòu)筑防護(hù)林。種植綠色植被是另一個(gè)有效防止氣味擴(kuò)散、減少氣味的方法。在養(yǎng)殖場的周圍構(gòu)筑防護(hù)林,可以降低風(fēng)速,防止氣味傳播到更遠(yuǎn)的距離,減少臭氣污染的范圍;防護(hù)林還可降低環(huán)境溫度,減少氣味的產(chǎn)生與揮發(fā)。樹葉可直接吸收、過濾含有氣味的氣體和塵粒,從而減輕空氣中的氣味。樹木通過光合作用吸收空氣中的CO2,釋放出O2,可明顯降低空氣中CO2濃度,改善空氣質(zhì)量。構(gòu)筑防護(hù)林需要考慮樹的種類、樹木栽植的方法、位置、栽植密度、林帶的大小與形狀等因素。一般,樹的高度、樹葉的大小與處理效果成正比,四季常青的樹木有利于一年四季氣味的控制;松樹的除臭效果比山毛櫸要高4倍,比橡樹高2倍。栽植合理的防護(hù)林可減少灰塵和污染物沉降27%~30%。此外,構(gòu)筑防護(hù)林還可收獲林產(chǎn)資源

 
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