规模化生猪养殖环境污染特征及综合治理路径研究

摘要：随着生猪规模化养殖业的不断向前推进和发展，养殖环境污染问题日益突出，如若不注重做好污染物的针对性处理，势必会对周边的农田土壤水源空气造成严重危害，甚至会威胁到周边群众的生命财产安全，针对这一现状就需要对规模化生猪养殖环境污染特征进行针对性的分析，并构建综合治理方案，从而更好地减少污染物排放对生态环境造成的污染和破坏，推动生猪养殖业的现代化和可持续化发展。

关键词：规模化生猪养殖；环境污染特征；综合治理

1、规模化生猪养殖环境污染特征

1.1水体污染

生猪养殖过程中，水体污染主要来源于养殖场冲洗废水、粪尿直排、沼液渗漏，在污水当中化学需氧量浓度可达5000-10000mg/L，超出农田灌溉标准（≤200mg/L）25-50倍，氨氮含量达到100-300mg/L、总磷50-150mg/L，这些污染物在水体当中的大量存在会引发水体富营养化。同时粪水当中的大肠杆菌群数超106CFU/mL，再加上不规范的用药行为，使得污水当中的耐药菌的数量显著升高，1吨未经处理粪污可污染20亩水体，导致下游水域藻类爆发。

1.2大气污染

大气污染来源主要是圈舍排放、粪污存储池挥发、沼气燃烧尾气，生猪养殖环节粪污长时间堆积发酵会产生大量的恶臭气体，其中氨气（NH₃）排放强度达4-6kg/头·年，硫化氢（H₂S）浓度峰值超0.15ppm，甲烷（CH₄）排放量占农业源65%，单头育肥猪年排放CH₄约1.5kg，除此之外粉尘与微生物气溶胶浓度超150μg/m³，在这些粉尘和微生物气溶胶当中往往会携带链球菌、葡萄球菌等病原体，恶臭味道会影响半径达1-3km空气环境影响到居民的正常生产生活[1]。

1.3土壤污染

土壤环境污染的来源主要是长期过量施用沼液、重金属添加剂残留，很多饲料生产企业不注重加强饲料把关，在饲料当中经常会添加大量的重金属，这些重金属物质通过消化系统以粪污的形式排放到周边环境当中，粪便还田利用过程中这些重金属会沉积到农田到处，这其中土壤到中的铜（Cu）、锌（Zn）含量分别达200-500mg/kg、800-1200mg/kg，超农用地风险筛选值2-4倍，除此之外土霉素残留量能够达到0.8-1.5mg/kg，抑制土壤微生物活性，沼液还田利用过程中如果不注重做好质量把控，连续5年，大剂量的沼液灌溉将会导致土壤EC值（电导率）＞2mS/cm，引发板结，土壤有机质含量逐渐下降，pH值酸化明显影响到农作物的正常生长[2]。

2、规模化生猪养殖场粪污综合利用技术

2.1粪污收集与预处理

在今后规模化生猪养殖业发展过程中应该大力推行干清粪工艺，猪舍内部采用机械刮板系统每日清粪2次，减少冲水量，使干粪含水率≤65%，同时安装防渗漏集粪沟，坡度1%-2%，配套螺旋输送机，实现粪污高效集中。另外，粪污利用过程中推行固液分离，使用筛孔直径0.5mm斜筛式分离机进行一级分离，去除大颗粒固体，二级操作过程中使用转速3000R/min离心分离，进一步分离细悬浮物，确保SS去除率≥90%，使液体部分COD降至8000mg/L以下。

2.2固体粪污资源化技术

对于固体废物可以采用高温好氧堆肥或者热碳化处理方式，前者在处理过程中按C/N比25：1添加粉碎至2-3cm的秸秆，调节含水率至55%-60%。发酵操作期间采用槽式翻堆机每日翻堆1次，维持堆体温度55-65℃持续10天，杀灭病原体，同时在发酵料当中添加1%～2%的1×108CFU/g的枯草芽孢杆菌，生产生物有机肥，保障有机质≥45%，NPK≥5%。热解炭化处理期间主要是将干粪送入连续式热解炉，处理温度保持在500-600℃，生成生物炭，比表面积≥200m²/g，用于土壤改良，施用量为2-3t/公顷，提升保水性[3]。

2.3规模化生猪养殖场污水综合处理方案

规模化生猪养殖场污水具有有机物浓度高（COD、BOD5）、氨氮及总磷含量高、悬浮物多、病原微生物复杂等特点，需构建“分级处理+资源化利用+生态净化”的复合系统。预处理阶段实现固液分离与减量，一级过滤利用孔径≤5mm的污水经格栅拦截大颗粒杂质，然后采用螺旋挤压式固液分离机，分离粪渣作为有机肥原料，减少后续处理负荷，过滤之后的污水转入到均质调节池，停留时间6-8小时，平衡水质水量波动，避免冲击后续工艺。处理阶段时限化学-生物协同降解，在化学处理过程中，像污水当中投加PAC（聚合氯化铝）与PAM（聚丙烯酰胺），通过叠螺机实现污泥脱水，同步去除60%-70%总磷，紧接着将处理好的污水转入到厌氧消化（沼气池）环节进行发酵处理，在发酵操作过程中中温发酵35-37℃，停留时间15-20天，降解COD并产沼气用于发电或供热，沼液进入下一环节，沼渣堆肥利用。好氧处理（曝气池）主要采用活性污泥法和同步脱氮法，前者在应用过程中要求污水当中的溶解氧维持2-4mg/L，投加硝化菌剂，将氨氮转化为硝酸盐，硝化效率＞90%，紧接着同步脱氮，结合反硝化区（DO＜0.5mg/L）实现总氮去除，确保脱氮率＞70%。在深度处理阶段进一步实现生态强化与末端保障，氧化塘净化处理过程中串联兼性塘（水深1.5m）与好氧塘（水深0.5m），通过藻菌共生系统进一步降解有机物，利用人工湿地种植狐尾藻、风车草、芦苇等高效净水植物，吸附重金属与残留磷，尾水经过填充了沸石、石灰石等填料吸附系统，增强脱氮除磷能力，湿地出水口增设化学除磷设备（如铁盐投加），确保总磷≤0.5mg/L。

3、规模化生猪养殖场环境污染综合治理工作路径

3.1源头减量

在生猪养殖过程中，要注重做好饲料配方的优化调整，应用氨基酸平衡技术使得可消化赖氨酸水平从0.8%提升至1.2%，减少氮磷排放量15%-20%，同时在饲料当中可以添加植酸酶500FTU/kg与木聚糖酶2000U/kg联用，使磷利用率提高30%，粪便磷含量降低25%。生产环节要注重加强粪污工艺的有效改进，干清粪系统采用机械刮板清粪，每日2次，减少冲水量至0.5m³/头·年，猪手当中安装乳头式饮水器，节约水资源，避免水源浪费。

3.2过程控制

养殖场内不应该推广应用雨污分流系统，建设高架漏缝地板，缝隙宽度2cm，设置明沟暗管双排水系统，确保雨水与污水分离率≥95%，产生的粪污如果不能够立即利用，应该将粪污暂存池加盖厚度为1.5mm的HDPE膜，配套负压除臭装置，保证氨气去除率≥80%。

3.3末端治理

在粪污处理末端应该注重加强固体废物的资源化利用，推荐采用槽式翻抛工艺，生产有机肥，配套添加功能菌剂提升肥效。在液体粪污利用过程中应该推广两级厌氧发酵处理系统，一级CSTR反应器与二级UASB反应器（HRT5天）串联，保障甲烷产率提升至0.4m³/kgVS。

4、结语

综上所述，随着规模化生猪养殖业的不断向前发展，为缓解污染问题就要求生产环节通过营养调控、智能监控、循环利用的技术耦合与政策引导、市场驱动、社区参与”的机制协同，构建完善的环境风险全生命周期管控体系，真正做到将污染物转化为资源要素，形成具有可复制推广的协同发展模式，为畜牧业绿色转型提供实践借鉴。

参考文献

[1]朱建国，潘泽煦.生猪养殖中存在的环境污染问题及治理对策[J].当代畜牧，2023（5）：73-75.

[2]殷搏.如何全面减少生猪养殖对环境的污染[J].今日畜牧兽医，2022，38（11）：69-70.

[3]张园园，李敏，徐宣国.生猪养殖规模化、集约化与环境污染[J].统计与决策，2021，37（14）：80-83.