猪场干清粪工艺节水试验及对粪污减排效果的研究

肖和良，肖卫红

（1.湖南省洞口县畜牧水产局，湖南 邵阳 422300；2，湖南省洞口县文昌街道动物防疫站，湖南 邵阳 422300）

0 前言

目前，全国生猪、家禽年产便总量高达5.8亿t，粪水排放总量高达60亿t。按1头母猪1 d排粪3.29 kg，排尿5.48 kg，1头商品猪1 d排粪2.17 kg，排尿3.5 kg估算，则一个自繁自养的万头猪场一年纯粪污排放量就达1.2万t左右[1]。文内就对干清粪工艺进行节水对比试验和对粪污减排效果的比较分析，为修订《洞口县生猪规模场粪污排放达标规范》提供科学依据。

1 干清粪工艺节水试验

为了真实了解干清粪工艺用水量情况，笔者从2015年7月开始，到2017年8月，布置了3个干清粪工艺用水试验猪场，历时2年，记录了3批全程育肥猪用水量情况，比较干清粪工艺用水状况，节水途径和对粪污减排效果的影响。

1.1 干清粪工艺用水试验猪场举例

例1：笔者2015年3月对新建的洞口县杨林乡九岭村胡伟彪猪场设计，每间猪舍内用PIC塑料管接出猪尿水，直接排到三级沉淀池，并采用干清粪工艺。2栋育肥舍共840 m2。三级沉淀池容积设计为200 m3。猪场2015年7月初建设完工。2015年7月21—24日进栏仔猪489头，总重6 405.9 kg，均重13.1 kg。2016年1月26日陆续出栏育肥猪，直至2016年2月16日销售完，共出栏478头，出栏总重63 382.8 kg，头均重132.6 kg。饲养期间总增重 为56 976.9 kg(63 382.8 kg－6 405.9 kg)。用水记录统计为362 773 kg，每生产100 kg活猪用水636.7 kg。期间用饲料记录统计为178 337.7 kg， 全程料重比 3.13：1， 料水比1：2.03。

例2：洞口县石江镇大塘猪场也采用干清粪工艺，但在夏季采用冲水洗栏降温方式。2016年2月—3月陆续填栏899头仔猪，总重11 615.1 kg，头均12.92 kg。到2016年10月18日陆续出栏完。出栏头数887头，总重125 333.1 kg，均重141.3 kg。饲养期间总增重113 718 kg（125 333.1 kg－11 615.1 kg ）。用水记录统计为1 097 606.4 kg，头均用水1 237.4 kg，每生产100 kg活重用水965.2 kg。用饲料记录统计为365 034.8 kg，全程料重比3.21：1，料水比 1：3.01。

表1 洞口县干清粪工艺节水试验猪场比较

例3：竹市镇大水村许某猪场是新五丰公司代养合同户，为新建猪场，沉淀池设计容积为300 m3，采用干清粪工艺。从2017年3月9日代养第一批猪，1 156头仔猪，总重10 912.6 kg，头均重9.44 kg。2017年8月3日—7日公司全部回收，出栏1 132头，总重137 900.2 kg，均重121.82 kg，生产活重126 987.6 kg（137 900.2 kg－10 912.6 kg ）， 头 均 112.18 kg。 用水记录统计为834 057.2 kg，头均用水736.8 kg，每生产100 kg活猪用水656.8 kg。用饲料记录统计为394 931.4 kg，全程料重比 3.11：1，料水比 1：2.11。

1.2 干清粪工艺试验猪场节水比较

从表1中可见，九岭和大水2个干清粪工艺猪场每生产100 kg活重用水650.6 kg， 料水比 1：2.09，大塘干清粪+冲水降温猪场每生产100 kg活重用水 965.2 kg， 料水比 1：3.01， 前 2 个猪场节水32.6%，冲水降温增加1/3的用水量，也就增加了1/3污水排放量。

1.3 污水产生量的测定

九岭猪场饲养4个半月尿水充满沉淀池，2015年12月16日观察到沼液溢出沉淀池。当日将存栏猪全部称重，当时存栏482头，总重50 754.6 kg， 头均重105.3 kg，生产总活重44 348.7 kg。查看用水记录累计为218 819.3 kg，每生产100 kg活猪用水493.4 kg。污水溢满沉淀池为200 t，用水量218.9 t，因此污水量为用水量的91.4%。

大水猪场饲养3个多月尿水充满沉淀池，2017年6月15日观察到沼液溢出沉淀池。当日将存栏猪全部称重，当时存栏1 141头，总重94 588.9 kg， 头均重82.9 kg，生产总活重83 676.3 kg。查看用水记录累计为340 311.5 kg，每生产100 kg活猪用水406.7 kg。污水溢满沉淀池为300 t，用水量340.3 t，因此污水量为用水量的88.1%。

九岭和大水2个猪场沉淀池总 量 500 m3，500 t， 用 水 量 达218.9+340.3=559.2 t时尿水充满沉淀池，则污水量为用水量的89.4%。

2 干清粪工艺试验猪场粪污减排效果的比较分析

污水沉淀池处理技术属于厌氧处理技术，有试验表明，经厌氧处理后，废水中化学需氧量（COD）去除率达70%～85%，且运行成本低，几乎无维护费，同时还可回收沼液作肥料加以利用，是解决养殖废水无害化和资源化问题最有效技术方案。

本试验大塘猪场虽然采取了干清粪工艺，但又选择在夏季冲水洗栏降温方式，夏季高温阶段长，常在6月、7月、8月、9月，4个多月冲水洗栏降温，这4个月与水泡粪清粪工艺一样，随意性大，冲水总量控制不了，就如雨污分离前猪场雨水直接冲进沉淀池，难控制污水量一样。这是本试验大塘猪场污水量较其他2个干清粪工艺试验猪场污水产生量多1/3的原因。同时冲水洗栏降温期间猪尿水几乎直接从沉淀池流出，无法保证污染物在沉淀池降解时间，也就谈不上废水中COD等去除率，发挥不了厌氧处理技术效果。所以控制污水产生量是粪污处理技术最关键技术，也可以说控制住污水产生量，粪污处理工作成功了一半。

但目前南方农村猪场干清粪工艺，都是人工清粪，增加了人工清粪工作量和工资生产成本，采用自动清扫粪便机械，被提到议事日程。张凡建[2]等提出电动粪污清扫车安全便捷，祛臭杀菌，自动化，收集的固态粪便含水量低，粪中营养成分损失少，肥料价值高，便于高温堆肥或其他方式处理利用，耗水量少，产生污水量少，且污水中污染物含量低，易于净化处理。电动粪污清扫车或电动粪污机械刮机是解决南方农村猪场干清粪工艺工作量大的有效途径，在新办猪场设计中设计电动粪污清扫车或电动粪污机械刮机，成为一项重要工作。

经资料查询得知，猪的各阶段推荐饮水量：断奶仔猪18.9 L/头·d，生长、育成猪5.7 L/头·d，妊娠母猪和公猪15.1 L/头·d，哺乳母猪22.7 L/头·d。猪体水分占55%～65%。猪体水分取中间值60%，每头猪生产活重110 kg，消耗水分 66 kg（110 kgx 60%），占干清粪工艺每头猪用水量715.66 kg的9.22%。猪饮水时浪费一部分水量。实测污水量为用水量的89.4%。污水量=尿+浪费水量。用水量=污水量+猪体水分+呼吸时挥发水分，因此呼吸时挥发水分=用水量100%-污水量89.4%-猪体水分9.22%=1.38%(用水量)。由于猪饮水时浪费水量混在猪尿中排出，成为污水，所以这次试验没能将浪费水量测定出来。但猪饮水时浪费水量在3%以内，是节水可控范围。

夏季降温可采取其他方法。设计大窗户卷帘升降，夏季升起卷帘，大空间增加空气对流而降温。另外安装电风扇，冷暖风机。只不过增加降温设施成本和电费支出，但能控制冲水降温产生的污水量。

在3个试验猪场发现，自动饮水器年损坏率达6.8%，其中还有2个是新建猪场，不然损坏率还会超过6.8%。这是由于猪喜欢啃咬饮水器玩耍的生活习性，夏季争相喝水降温造成的。损坏的饮水器不及时更换，会造成这些饮水器流水不断，猪饮水时浪费水量控制在3%以内成为一句空话。因此每天巡查饮水器状况，列为猪场管理和饲养员的一项日常工作，检查是否有流水不断而损坏的饮水器，有的话及时更换新的，显得非常重要。现在新建猪场用自动饮水杯，此设计能把饮水时浪费3%用水量降下来。

3 修订《洞口县生猪规模场粪污排放达标规范》和效果评价

洞口县创新出具有可操作性强的《猪粪尿减排与资源化利用模式评估指标》、《洞口县畜禽规模化养殖场粪污排放达标规范》，在洞口县畜禽粪污治理工作发挥了重要作用。

3.1 洞口县生猪规模场粪污排放达标规范(试行稿)

生猪规模场单项排污设施达标：基数+递增。以饲养500头为基数，每递增500头为1个单元，排污设施在基数基础上增加1个单元设施。1）三级净化池容积200 m3，每递1个单元增加50 m3(下同)。如万头猪场：200＋(10 000 － 500)÷500×50=1 150 m3。2）沼气池容积 100 m3，每递1个单元增加50 m3。3）雨污分离设施。则雨水沟和排污沟分离。4）氧化塘面积2 hm2，每递增1个单元增加面积0.67 hm2。5）干粪堆积池容积60 m3(2个各30 m3)，每递增1个单元增加20 m3。6）固液分离机1部，每递增10个单元增加1部。7）本场消化粪便果园面积3.33 hm2，每递增1个单元增加面积2 hm2。8）微生物发酵床：全场全部采用。

3.2 洞口县生猪规模场粪污排放达标规范部分说明

三级净化池容积200 m3，每递1个单元增加100 m3(下同)。如 万 头 猪 场：200＋(10 000－500)÷500×100=2 100 m3。 就 是 根 据本干清粪工艺节水试验：大水猪场饲养1 141头3个多月尿水充满容积300 m3沉淀池，说明500头一批的商品猪3个月产生纯尿水在132 m3以上，沉淀池容积以200 m3为基数，每递1个单元(500头)增加100 m3沉淀池设施，就能保证猪尿水在三级沉淀池至少沉淀3个月以上，污染物在沉淀池降解3个月排出，发挥三级沉淀池厌氧处理技术作用和最佳降解效果。

3.3 洞口县《猪粪尿减排与资源化利用模式评估指标》

2016年洞口县畜牧水产局设计《猪粪尿减排与资源化利用模式评估指标》[3]：以年出栏100头大猪为计算单位，以三级化粪池10 m3为达标，最高权重计40分；沼气池10 m3为达标，最高权重计40分；氧化塘3亩为达标，最高权重计30分；家庭农场30亩为达标，最高权重计30分；雨污分离排污沟30 m为达标，最高权重计20分（见表2）；群众评议分最高5分，猪场排污满意加5分，排污不满意减5分特别是农户到村、乡、县反映或告状污染严重的猪场，都为不满意之例。

计算公式如下：

化粪池单项计分=[实际完成化粪池÷（年出栏÷100×10）]×40

沼气池单项计分=[实际完成沼气池÷（年出栏÷100×10）]×40

氧化塘单项计分=[实际氧化塘÷（年出栏÷100×3）]×30

家庭农场单项计分=[实际家庭农场÷（年出栏÷100×30）]×30

粪污减排指数（%）=（化粪池分数＋沼气池分数＋氧化塘分数＋家庭农场分数＋雨污分离分数＋群众评议分数）×90÷105

3.4 执行《洞口县畜禽规模场粪污排放达标规范》效果评价

洞口县2017年5月以来，按照《洞口县畜禽规模场粪污排放达标规范》，查漏补缺，进行粪污排放达标设施建设，迎接中央环保督查组检查。要求先建后补，经过近一年达标设施建设，2017年底组织了对沼气池、三级净化池、排污沟、氧化塘、发酵床等排污设施验收，根据验收数据对218个规模养殖场进行了量化奖励，从洞口县生猪出口大县奖励资金分块奖励364万元。并按照洞口县《猪粪尿减排与资源化利用模式评估指标》进行验收评估，洞口县畜禽规模化养殖场粪污排放达标率达到76.9%，较2015年底的56.8%，提高了20.1个百分点。洞口县养殖业粪污治理工作得到了中央环保督查组的肯定。

表2 粪污减排指数计分（各项最高权重分）设计表

4 讨论

常杰等[4]对猪场干清粪与水泡粪工艺进行测定：30 d测定结果，干清粪圈产污水19.9 m3，折算平均每日每1 000头95～100 kg育肥猪产污水4.87 m3。水泡粪圈产污水42.8 m3，折算平均每日每1 000头95～100 kg育肥猪产污水10.47 m3，其污水产生量高2.15倍。洞口县干清粪工艺节水试验： 大水猪场饲养1 141头3个多月尿水充满300 m3沉淀池，说明500头一批的商品猪3个月产生纯尿水在132 m3以上，平均每天产尿1.47吨，平均每日每1 000头95～100 kg体重育肥猪产污水3.78 t(3.78 m3)，与上述测定结果4.87 t，减少22.4%。说明洞口县干清粪工艺节水效果好，粪污减排效果也好，可以在洞口县全面推广干清粪工艺和三级沉淀池配套的粪污治理技术。