随着我国畜牧产业化的快速发展,近两年规模化猪场的数量逐年增加,随着猪场规模的扩大,生猪的常年存栏量不断增加,猪场排放的粪便和污水也越来越多,如果处理不及时,一是污染环境,二是大量流失造成资源的浪费,影响养猪经济效益。科学、高效地对大型养猪场的污水粪便进行资源化处理成为当前解决猪场环保问题的重要课题,河南省黄泛区鑫欣牧业有限公司是河南省规模较大的种猪繁育销售基地和供港生猪饲养基地,年出栏种猪及商品猪15万头。为了解决粪水污染的问题,实行以有机肥加工和污水发酵处理生产沼气为纽带的旨在保护和改善生态环境、发展生态农业、 提高猪场污水排放达标率和粪便资源化率为目的的养猪循环经济发展模式,是养猪业实现可持续发展的有效途径。
1循环经济是养猪业可持续发展的必然选择
1.1 黄泛区农场发展养猪循环经济的条件
黄泛区鑫欣牧业公司是河南省黄泛区农场下属的以养猪生产为主的龙头企业,黄泛区农场是河南省唯一的省属大型一类农垦企业,拥有耕地12万亩。 地处豫东平原,是河南省最大的农作物良种繁育推广基地、 果蔬生产加工贮藏基地; 是集种植、养殖、加工为一体的经济实体,具有发展养猪循环经济的基础和条件。
1.2 循环经济模式
由于公司地处平原地区,具有较多的耕地,以农业和疏菜为主,所以选择养猪业-沼气-种植业的循环经济模式,即:按照生态学原理,把养猪业和种植业有机地结合起来,通过沼气工程和有机肥加工解决猪场粪尿污染问题从而达到资源再利用、再循环的目的,以养猪生产某一环节的产出作为另一生产环节的投入,使系统中的物质在生产过程中得到充分的循环利用,从而提高资源的利用率,解决废弃物对环境的污染,提高养猪生产的综合经济效益。
在养猪业的物质循环过程中,饲料是从分散到集中的物流过程;生猪产品是从集中到分散的物流过程,要保持总物料的平衡,猪场废弃物也需要一个从集中到分散的物流过程。如图所示,具体来说,猪场的粪水经干湿分离后,废水进入沼气池发酵;产生的沼气作为燃料,进一步用于沼气发电,供应养猪场照明和居民用电;干粪和发酵过程中所产生的沼渣用来生产有机肥,供应种植业有机肥料;沼液可直接灌溉农田;而种植业生产的玉米、大豆是养猪生产的主要饲料原料。这样种植业、养猪业之间就建立了良性循环经济体系,使猪场内产生的所有废弃物均得到资源化综合利用。
1.3 循环经济是解决猪场环境污染的根本途径
现代养猪企业以市场为导向,以获得价值增值为目标。由于集约化的饲养方式有利于提高生产效率 、降低生产成本、 增加经济效益,因此大中型集约化养猪场迅猛发展,生产规模不断扩大。在养猪过程中,饲料中营养物质的转化率只有20%~30%,在生产畜产品的同时,大部分饲料以废物(粪尿污水)的形式排放。输入养猪场的饲料大于输向外地的畜产品,差额部分以废弃物的形式滞留在当地。由于饲料和畜产品的远距离输送都能产生价值增殖,因此很容易进行。粪便是一种废弃物,与饲料和产品相比,自身价值较低,只能近距离输送才能获得价值增殖,这就决定了解决粪尿污染必须依据当地的自然条件走养猪循环经济发展之路。
通过对粪便进行有机肥加工和污水处理发酵生产沼气实现对猪场废弃物的增值,从而达到循环利用的目的;同时也解决了污水及粪便的污染问题。 通过废弃物的无害化处理,也避免了疫病的横向传播,减少了猪场发病的机会,是养猪业实现可持续发展的根本途径。
2改善养猪生产条件,减少粪污排放
要实现养猪循环经济可持续发展,必须改变原来的传统饲养工艺,做到粪便污水的减量化排放。
2.1选择优良品种,缩短饲养周期
科学养猪第一关,品种选择最关键。规模化猪场要建立健全良种繁育体系,加快生猪品种改良力度,选择和培育生长快、饲料报酬高、瘦肉率高的猪种。同时,按照生猪不同阶段的生长发育规律,选择理想的饲养方式,最大限度地发挥猪只的生产潜力,缩短饲养周期,使生猪提前出栏,达到污水的减量化排放的目的,从而提高养猪经济效益。
2.2 开发绿色环保型饲料
饲料的品质决定生猪的生长速度和猪场的经济效益,其消化吸收率的高低直接决定粪污的排放数量,所以控制猪场粪尿的排放量,必须从控制饲料入手,即开发各阶段平衡饲料,提高养分消化率,降低粪便中氮、磷和金属元素的排放量。一是在日粮配制中降低粗蛋白的含量、补充氨基酸,使日粮中蛋白质的氨基酸平衡,提高日粮中营养物质的消化率,降低氮和磷的排泄量;二是应用微生态制剂、酶制剂、生物活性肽等能有效替代抗生素、高铜等促生长剂。通过开发和应用环保型饲料,可以提高饲料利用率,降低粪尿中氮磷和金属的含量。
2.3 改善养猪生产工艺
对传统的猪场生产工艺进行改建,使粪尿分离,减少冲洗用水;污水进行集中处理,达标排放。
2.3.1 粪便减量化 为了减少粪便的污染,猪场采用“干清粪”工艺,各猪场有专业的清粪工,负责把清出舍外的粪便及时拉运到粪场,然后由专用车辆统一集中到有机肥厂加工处理。为了提高出粪量,制定标准出粪量(按猪场饲料消耗量的50%计算),并规定奖罚措施,从而提高了广大职工清除粪便的积极性,猪舍残留的粪便较少。
2.3.2 粪尿分离 每栋猪舍污水道上面均有漏缝盖板,猪尿水直接进入污水道排出,并根据不同阶段猪只的生理特点设计栏位和地面,做到粪尿分离。猪舍外每隔20米有一个化粪池,把粪便清出舍外入化粪池,化粪池上面有盖板覆盖,防止雨水进入。
2.3.3 雨污分离 猪场配置两条排水系统,使雨污分离,雨水沟用于收集雨水,污水沟用于收集粪尿污水,污水流入舍外地下管道,统一集中到污水处理厂,避免雨水对污水的稀释。猪场规定各栋猪舍用水量(安装水表),制定奖罚措施,提倡节约用水。同时猪场饮用水和冲圈用水严格分开,猪场建有两个水塔,一个是深井水猪只饮用;另一个是猪场冲圈用水,用于猪舍空圈消毒。
2.3.4 及时清栏 尽量缩短成型粪便在栏舍内的停留时间,每天打扫两次卫生,及时把粪便收集到化粪池。
2.3.5 沉淀和分离 污水通过地下管道排入污水处理池过程中,中间设置沉淀池,在入处理池前经过筛分离,从而达到二次固液分离,有效降低污水浓度。
通过以上措施可以有效减少粪尿的排泄,新建的猪场进行科学规划、合理布局,通过推广“干清粪、勤打扫、少冲栏”措施,将废弃物的排放量减到最低。
3养猪循环经济的关键点及控制
3.1 有机肥的加工
由于采用干清粪工艺,各个猪场的粪便集中拉运至有机肥厂加工处理,生产出的有机肥全部实行塑料袋包装,并制成颗粒状肥料,减少了粉尘、 降低了损耗、 去除了异味,是环保型有机肥料,并逐步发展生产花卉专用肥、蔬菜专用肥、果树专用肥等品种,可以对花卉、蔬菜、果树等农作物进行施肥,有效提高土壤有机质含量,增强肥力,使粪便增殖,实现废弃资源的再循环利用。
3.2 生产沼气(污水处理)
污水厌氧发酵生产沼气工艺流程。
① 经干清粪后的猪场污水,经格栅首先进入调节池。
② 粪污水进入调节池,在池内停留约18~19小时。
③ 再经增温池后,用泵泵入厌养发酵罐,进行厌氧发酵处理。
④ 在生物发酵罐中产生的沼气作为能源利用,进一步实现沼气发电。
⑤ 沼液用于田间灌溉,沼渣制成有机肥。
通过以上对污水厌氧发酵处理,可去除粪水的臭味,防止对地下水和饮用水的污染,也减少了病原菌传播的危害,达到了改善环境、节约能源、促进农业生态良性循环的目的。 同时通过沼气工程产生的沼气,可以进一步开发利用沼气发电,供应猪场照明取暖,做到资源的再循环利用,从而推进养猪业循环经济的良性发展。
3.3 养分平衡是实现养猪循环经济续发展的一个重要指标
根据粪便养分含量和农作物养分需求的理论推算,不同农作物种植地区的最大猪粪承载量为:蔬菜种植地区60T/ h㎡、 粮棉瓜果夹种地区105T/h㎡ 、纯粮种植地区60T/h㎡。在进行养猪场规划时,就应该根据当地环境容量、种植业作物种类计算出当地的生猪承载力,合理规划猪场,限制生猪饲养量,达到循环经济发展的目的。如果不能做到合理规划,养猪循环经济发展是不可能实现的。黄泛区农场是具有较多耕地的养猪企业,通过按土地规模确定养猪规模,有更多的土地消纳猪粪便,制定并实施科学规划,同时有机肥可以销售到更远的地区,实现在更大范围内的种养平衡。
3.4 建立循环经济的技术支撑体系
实现循环经济是有成本的经济,需要技术、投资,还有运行成本,是建立在资金流动基础上的。同时要有过硬的技术保证,如有机肥加工和沼气,没有技术上的可能性,或现有技术水平下循环利用资源的成本很高,则循环经济就没有经济上的可能性,无法持续发展。同时养猪业和种植业的土地使用权均属黄泛区农场所有,可以有效地对循环模式中的关键环节进行协调和管理,这就为实现循环经济发展奠定了基础。
4养猪循环经济的发展前景
循环经济是一种以资源高效利用和循环利用为核心,以低消耗、再利用、低排放、高效率为基本特征,以生态农业为发展载体,实现物质资源的有效利用和经济与生态的可持续发展。在发展循环经济的过程中,一定要平衡种植与养殖规模,缩短生产者(作物~饲料)、消费者、分解者之间的距离(保持种植与养殖的平衡),通过完善养猪生产工艺减少污水量,提高养分含量,促使废弃物远距离输送经济可行。这是对生猪粪便进行无害化处理和资源化利用,解决猪场粪尿污染问题的有效办法。
以上只是从污染处理的模式上进行分析和选择,事实上由于我国地域辽阔,地形地势差异较大,要实现循环经济发展就要根据养猪企业自身具体情况,结合周边的土地资源、种植业情况等,选择合理的技术路线。如地处平原的猪场选择和种植业结合,地处丘陵和山区的猪场要和果树或水产业结合起来,要因地制宜的选择合理的循环模式,最终以土地来消化吸收粪水,这是解决猪场污染问题的根本途径,否则都是事倍功半。