問 鑫
(北京大偉嘉生物技術股份有限公司,410329)
規(guī)模化豬場不同糞污處理的機理及經(jīng)濟分析
問 鑫
(北京大偉嘉生物技術股份有限公司,410329)
隨著生豬養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展,由其帶來的環(huán)境污染已經(jīng)引起了社會各界的關注。選擇一種經(jīng)濟可行的糞污處理模式,是當今養(yǎng)殖業(yè)的重要關注點。本文通過對三種主要的規(guī)模化豬場糞污處理模式的原理、處理效果及相應的經(jīng)濟效益評價進行詳細闡述,旨在通過經(jīng)濟效益層面為養(yǎng)殖戶或養(yǎng)殖企業(yè)在糞污處理模式的選擇上提供一定的參考。
糞污處理;堆肥;厭氧發(fā)酵;好氧生物處理;經(jīng)濟評價
生豬產(chǎn)業(yè)是畜牧業(yè)發(fā)展的重要組成部分之一,是菜籃子工程的重點項目,同時也是提高人們生活水平、滿足市場供應需求、維護國家食品安全戰(zhàn)略的重要產(chǎn)業(yè)。根據(jù)國家統(tǒng)計局的最新數(shù)據(jù)顯示,2015年我國豬肉產(chǎn)量相比2014年下降3.3%,為5487萬噸,全年生豬出欄量達到70825萬頭,同比下降3.7%,年末生豬存量45113萬頭,下降3.2%,是2009年以來的最低量。造成我國生豬出欄及存欄量下降的主要原因有三個:一是2015年1月1日,新《環(huán)保法》正式施行,3月國務院提出農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃,隨后農(nóng)業(yè)部提出要對畜禽糞便資源化利用、4月16日,水十條出臺、11月28日農(nóng)業(yè)部發(fā)布關于促進南方水網(wǎng)地區(qū)生豬養(yǎng)殖不佳調(diào)整優(yōu)化的指導意見,同時對一些地區(qū)進行了養(yǎng)殖總量的控制,導致了生豬存欄量增長受到抑制。二是隨著食品安全事故的不斷曝光,消費者對食品安全的日益重視,政府和民眾對食品安全都加大了監(jiān)管力度,導致存在食品安全隱患的豬場逐步被淘汰。三是環(huán)保令的強勢出現(xiàn)直接導致了豬場環(huán)保成本的提高,在此過程中,各豬場也面臨著激烈的市場競爭。面臨著這三大難題,生豬行業(yè)急需轉(zhuǎn)型升級,選擇一種效果顯著的、低成本的、資源化的糞污處理模式是有效擊破限制生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸的重要方式之一。
從文獻資料上看,不同的領域的專家對糞污處理模式的優(yōu)劣有著不同的理解,每個人定義的側(cè)重點不同,總結其不同的理解可以發(fā)現(xiàn),大家對值得推廣的糞污處理模式有以下幾個要求:投資成本合理、運行成本可控、糞污排放達標、生態(tài)平衡、資源可循環(huán)利用的高效率糞污處理模式等。國家針對豬場環(huán)保提出了許多相應的要求和標準,如:《畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準》(NYT/388)、《飼料衛(wèi)生標準》(GB13 O78)、《病死及死因不明動物處置辦法》、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放標準》、《水污染防治法》、《大氣污染防治法》、《建設項目環(huán)境保護分類管理名錄》和《獸藥管理條例》等,為豬場環(huán)保進行了相應的規(guī)范。筆者根據(jù)對不同糞污處理模式的進行相應的經(jīng)濟指標進行對比,旨在尋求一種經(jīng)濟可行的糞污處理模式,指導各養(yǎng)殖場根據(jù)其自身經(jīng)濟情況和豬場污染情況選擇合理的糞污處理模式。
通過豬場糞污處理模式的作用機理的研究,通??蓪⑵浞譃槲锢硖幚矸?、化學處理法、物理-化學處理法和生物處理法四類。以物理、化學及物理-化學為原理的處理途徑主要有燃燒、固液分離、堿處理、酸化處理、曝氣等;以生物方式為原理的處理途徑主要有堆肥、人工濕地、厭氧消化和好氧消化等。而在實際應用的過程中,大多是將不同的處理途徑結合起來,以達到更加有效的處理糞污的目的,例如,在進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣前,大多會采用固液分離將糞便過濾出來,再將剩余糞污進行厭氧處理,厭氧處理后的廢液會再次通過人工濕地處理,以達到可排放的標準。目前,比較常用的糞污處理模式一般分為以下幾種。
堆肥是一種可控制的生物降解和轉(zhuǎn)化過程。通過利用大自然中的細菌、放射菌、菌類等微生物,將廢棄物中的有機物通過生物、化學等途徑,轉(zhuǎn)換、分解成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)或土壤改良劑的方法,稱為堆肥法。
堆肥過程是一種由多種微生物參與、對畜禽糞便和屠體中有機物進行的復雜生化反應過程。所有影響微生物活性的因素都將對堆肥化進程和產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響,如溫度、水分、pH 值、C/N、通氣量等。現(xiàn)代化的堆肥技術大多是指好氧堆肥,歐盟定義堆肥化時僅限于好氧堆肥。其是在有氧條件下,堆肥材料中的微生物或額外添加的微生物將有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的過程。與其他糞污處理相比,該模式的占地面積很小,僅為厭氧發(fā)酵池的1/10,不但堆肥結束后可用作肥料,資源化利用,同時在堆肥過程中還可有效的減少糞污產(chǎn)生的惡臭,降低大氣污染;缺點是需要增氧、通風設施提供好氧條件,此外,堆肥周期長,一般在30-45天左右。Ishii等(2000)通過變性梯度凝膠電泳法(DGGE)對堆肥過程中微生物菌群的變化進行了研究,發(fā)現(xiàn)堆肥過程分為四個不同的階段:常溫階段(0-4d)、高溫階段(4-13d)、冷卻階段(13-32d)和腐熟階段(32-45d),如圖 1 所示。
圖1 豬場糞污堆肥原理示意圖
厭氧發(fā)酵技術在上世紀60年代興起于國外許多發(fā)達國家,對該技術的基礎研究、設備研究和技術處理研究方面取得了巨大成功。而我國則是在70年代引進厭氧發(fā)酵技術并迅速將該技術的應用向工業(yè)化生產(chǎn)模式發(fā)展。
厭氧發(fā)酵技術的主要原理是:有機物質(zhì)在特定的厭氧環(huán)境下,厭氧微生物將有機物分解,分別轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過程。厭氧發(fā)酵技術是一個復雜的微生物學范疇的過程,在分解有機物質(zhì)過程中,多種微生物相互作用,共同完成對各種有機化合物分解、消化的過程。不同的研究這對厭氧發(fā)酵的原理有不同的看法,但目前被普遍認可的厭氧發(fā)酵原理是Brynat在1967年時提出的四階段理論,即水解階段、產(chǎn)酸發(fā)酵階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段,如圖2所示。
圖2 豬場糞污厭氧發(fā)酵原理示意圖
水解階段是通過產(chǎn)酸菌水解酶的催化作用,使纖維素、淀粉等的共價鍵斷裂,從而水解為單糖并進一步形成丙酮的過程,水解階段對有機物組分、環(huán)境溫度和PH有較高的要求;產(chǎn)酸發(fā)酵階段是在產(chǎn)酸發(fā)酵類微生物的作用下將蛋白質(zhì)水解為氨基酸,形成有機酸的氨,而脂類物質(zhì)則被水解為甘油、乙酸、丙酸和乙醇等;第三階段即產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段主要由產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸階段組成,首先產(chǎn)氫菌群將產(chǎn)酸發(fā)酵階段產(chǎn)生的丙酸、長鏈脂肪酸和乙醇等分解為乙酸、氫氣和少量二氧化碳,然后產(chǎn)乙酸菌則可將糞污或有機物中的糖類物質(zhì)通過糖酵解過程分解為乙酸;產(chǎn)甲烷階段則是通過產(chǎn)甲烷菌將三階段的產(chǎn)物氫氣、二氧化碳及一氧化碳、甲酸、甲醇等物質(zhì)轉(zhuǎn)化成甲烷。作為厭氧發(fā)酵的最后一個階段,產(chǎn)甲烷菌的數(shù)量、種類、活性對沼氣的產(chǎn)氣量起到重要作用,因此,在厭氧發(fā)酵階段,控制發(fā)酵過程的水分、溫度、原料、PH和發(fā)酵池的密閉性是厭氧發(fā)酵的關鍵。厭氧發(fā)酵過程中的微生物種類復雜,對溫度的要求也各有不同,但一般情況下20-35℃的常溫發(fā)酵最為適宜,盡管發(fā)酵溫度在52-58℃時,產(chǎn)氣效率最高,但有機質(zhì)的分解也最快,若不能及時供應原料,則產(chǎn)氣持久性難以保障,而發(fā)酵溫度在10℃以下時,則會大大降低產(chǎn)氣效率,增加糞污消解的時間。厭氧發(fā)酵過程中的關鍵是維持產(chǎn)甲烷菌的高活性度,而產(chǎn)甲烷菌只有在中性或微堿性的條件下才能適應,因此一般情況下厭氧發(fā)酵的發(fā)酵液應當控制在6.5-8.0為宜。此外,產(chǎn)甲烷菌是嚴格的厭氧型細菌,因此控制好發(fā)酵池的密閉性也是至關重要的,如果發(fā)酵池漏氣,則會對產(chǎn)甲烷菌的正常生命活動造成巨大影響。
豬場厭氧發(fā)酵液是豬糞、尿及其他生活污水經(jīng)過厭氧反應,在特定的溫度、濕度、酸度等條件下經(jīng)過發(fā)酵后剩余的消化液體,通常被稱為沼液。厭氧發(fā)酵技術處理規(guī)模化豬場糞污,既改善了環(huán)境污染,同時又能產(chǎn)生可利用資源,但其因為厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的大量沼液、沼渣未達到排放標準,同時,發(fā)酵完成后的沼液沼渣需要大量的土地和長時間的消納,因此為許多豬場帶來了巨大的困擾。盛婧等(2015)研究了養(yǎng)殖場糞污通過厭氧發(fā)酵技術處理后,產(chǎn)生的廢棄物所需土地消納的匹配面積,結果表明,糞污厭氧發(fā)酵處理模式下,糧油作物地、果樹地、蔬菜地每公頃分別可消納35-37頭、8-17頭、53-67頭豬產(chǎn)生的糞污。因?qū)φ右旱睦砘匦圆涣私舛鴮е碌拿つ渴┓驶蜻^量施肥的現(xiàn)象比較普遍,導致土壤中的重金屬、磷以及硝酸鹽的含量超標,造成土壤污染。魏世清等(2014)研究表明,經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理的豬場糞污,CODCr的去除率為81.2%-95.0%,BOD5去除率達到了81.3%-96.2%,但沼液中的銅、鋅、汞和砷分別超標41%,26.5%,60%和280%。余丹妮等(2015)監(jiān)控了10個規(guī)?;i場的厭氧發(fā)酵糞污處理系統(tǒng),豬場糞污中的分別為1057.6-3873.7mg/L和1847.8-5515.4mg/L,而經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理后的水中的CODCr和BOD5的濃度分別降低至266.7-1420.4mg/L和534.4-2490.2mg/L,降幅分別達到了63.33%-90.09%和54.82%-87.06%,但根據(jù) 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(GB18596-2001)五日生化需氧量和化學需氧量的排放量不能超過150mg/L和400mg/L。此外,厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的廢水通常是高氮低碳的廢水,在厭氧消化過程中,部分有機氮轉(zhuǎn)化為無機氮,氨氮不但沒有消解、降低,反而會增加,高達700-800mg/L。由此可見,僅僅使用厭氧發(fā)酵處理豬場糞污,還不足以達到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》,還需進行后續(xù)處理。
目前,以厭氧發(fā)酵技術為核心的糞污處理工藝主要有“厭氧+還田模式”、“厭氧+自然生態(tài)處理模式”和“厭氧+好氧處理模式”?!皡捬?還田模式”是指將厭氧后的沼液直接進行農(nóng)田灌溉,該模式有污染物零排放、減少土地種植成本、運行成本低等優(yōu)勢,但所需的土地面積較大,以滿足對廢液的消納和有害氣體釋放等大氣污染問題?!皡捬?自然生態(tài)處理模式”是指將固液分離、厭氧發(fā)酵后的沼液和沼渣通過人工濕地、氧化塘等系統(tǒng)進行處理。該模式比較適用于清糞工藝為干情糞,用水量小的小規(guī)模豬場,此外在氣候溫暖,土地面積寬廣且租賃成本低的地方更適合該處理模式。但該模式在冬季時受氣溫影響大,處理效果差,并且存在污染地下水的風險。從處理效果、占地面積、受氣候影響小等角度來說,“厭氧+好氧處理模式”具有明顯優(yōu)勢,但該模式具有投資大、能耗高、運行費用高、設備維護管理成本高等制約因素,更適合規(guī)模較大的豬場采用。
規(guī)模化豬場糞污廢水處理主要是利用環(huán)境微生物采取生物處理技術,鑒于微生物代謝過程中對氧氣的不同需求情況及代謝過程,可將其分為:好氧微生物、厭氧微生物和介于兩者之間的兼性微生物。因此,采取的生物處理技術也相應分為好氧生物處理、厭氧生物處理和兼性生物處理。
好氧生物處理工藝是好氧微生物和兼性微生物聯(lián)合利用廢水中的有機物,在生物酶的作用下進行生化反應,將有機物最終轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NH3或 NO2、NO3、磷酸鹽和硫酸鹽等,微生物從被徹底分解的有機物中獲取能源來不斷繁殖。好氧處理過程基本無害、不產(chǎn)生臭味物質(zhì)、有機物轉(zhuǎn)化速率快、處理時間短和效率高。好氧生物處理分為:活性污泥法和生物膜法;近年來規(guī)?;i場糞污廢水處理使用的典型好氧生物處理法有:氧化塘、生物轉(zhuǎn)盤 (Rotating Biological Contactors,RBC)、間歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactors,SBR)膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor,MBR)。
氧化塘源于荷蘭,又叫氧化渠,是活性污泥法的一種。氧化塘通常為橢圓、封閉的溝渠;其核心工藝在于對污水的處理為循環(huán)混合流動式的。一般采用低負荷延時曝氣方式進行,不斷進出水,不設置初級沉淀池;在曝氣裝置中,通過定位處理后污水和活性污泥混合液,表現(xiàn)出曝氣和推動,在封閉的渠道里發(fā)生持續(xù)的循環(huán)流動,使污泥呈懸浮狀態(tài),便于與污水混合,最終經(jīng)過二級沉淀池/固液分離器來實現(xiàn)泥水的分離,提高污水凈化的效果(段琦琦,2016)。常用的氧化塘類型有:卡羅賽爾式(Carousel)氧化塘、奧貝爾(Orbal)氧化塘、合建式氧化塘(包括BMTS式、船式和側(cè)溝式)、交替式(A、D、VR和T型)和半交替式氧化塘(DE型)。目前氧化塘技術在處理豬場污水方面得到有效的應用。劉建國等(2004)采用T型氧化塘工藝處理規(guī)模化豬場糞水時發(fā)現(xiàn),當反硝化與硝化時間比為0.40時,出水水質(zhì)中COD、BODS、NH3-N和SS含量均能達到排放標準,且對高濃度氨氮豬場糞水脫氮效果較好。張增勝等(2013)研究發(fā)現(xiàn),采用氧化塘/人工濕地復合系統(tǒng)可使養(yǎng)殖池水體中COD、TN、TP、SS和葉綠素a的去除率達到(38.3%~59.4%)、(20.5%~60.2%)、(43.9%~58.7%)、(66.7%~95.2%)和(15.7%~50.7%),且夏季效果更為明顯。隨著對出水水質(zhì)的嚴格要求,污水處理技術不斷發(fā)展,氧化塘的工藝不斷改進,且還與其他糞污處理技術進行組合,以達到更好的去污效果。
生物轉(zhuǎn)盤是從60年代開創(chuàng)到現(xiàn)在的工藝,是一種高效的生物膜法處理廢水技術。生物轉(zhuǎn)盤是由盤片、接觸反應槽、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動裝置組成 (圖3)。在接觸反應槽中注入污水、驅(qū)動轉(zhuǎn)置驅(qū)動轉(zhuǎn)盤使盤片交替和空氣與污水接觸,一段時間后盤片上附著含大量微生物的生物膜,生物膜交替和空氣與污水接觸,從中不斷獲得氧氣和污染物,由好氧菌將其分解;隨膜厚度的不斷增加,因膜與盤轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的切應力,流動水層將不斷增厚的生物膜沖走以長新的生物膜,以此往復來達到凈水的目的。崔東亮等(2016)發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)盤是作為生物轉(zhuǎn)盤的核心部件,其材料品質(zhì)嚴重影響去污率,聚乙烯網(wǎng)狀材料作為轉(zhuǎn)盤掛膜材料具有較好的實用性。韋真周等(2016)運用生物轉(zhuǎn)盤工藝對污水中COD、SS、NH3-N和TP的除率分別是85.47%、94.68%、84.48%和78.33%。
圖3 生物轉(zhuǎn)盤構造圖
間歇式活性污泥法又稱序批式活性污泥法,是由活性污泥法曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。污水和活性污泥進入曝氣池成混合液,進行曝氣(活性污泥與污水充分接觸,吸附污水中的懸浮和膠體物)并通入足夠的溶解氧氣,微生物氧化分解污水中的有機物后混合液進入二沉池,采用重力沉淀法去除有害菌體,使活性污泥與澄清水分離,部分活性污泥不斷回流到曝氣池,澄清水流出。SBR工藝常用于處理豬場沼液,在較低氨氮濃度(NH3-N為250 mg/L)的沼液中,可直接采用SBR工藝,NH3-N去除率可達到90%。但當氨氮濃度大于500 mg/L時,去除效果難以達到預期。為了達到更好的污水處理效果,多采用組合方法和工藝處理糞污。林霞等(2015)研究發(fā)現(xiàn),若直接采用SBR工藝處理ABR消化液,COD去除率范圍在30~60%,NH3-N可達到70%以上,但與排放標準相比仍有一定差距。而使用組合工藝pH調(diào)節(jié)-曝氣吹脫-沉淀-SBR處理厭氧工藝ABR消化液時,出水水質(zhì)可達到排放標準。鄧良偉(2001)采用水解-SBR工藝處理規(guī)模化豬場糞污試驗發(fā)現(xiàn),水解(HRT=2.0~6.0h)對豬場糞污中SS、COD、BOD5及TP去除效果較好,SBR工藝對水解后NH3-N去除能力相當高。
規(guī)模化豬場糞污防治項目在前期的建設及后期的運行過程中,選擇經(jīng)濟效益合理的技術是減少豬場對周邊環(huán)境污染的必要條件。如果糞污防治的前期投資建設成本過高,會導致企業(yè)無法承擔高額的建設費用;而如果糞污防治的運營成本過高,會影響該技術的持續(xù)性使用,企業(yè)依然難以承擔。
根據(jù)經(jīng)濟評價體系可將糞污處理項目分為投資成本、運行成本及運行效益三個方面作為經(jīng)濟效益評價的指標,如圖4所示。投資成本,即項目設計、基礎建設、設備安裝、工藝選擇等方面投入的資本;運行成本,即項目運行過程中產(chǎn)生的人工成本、設施運行成本、設備折舊成本、設備維護成本等正常費用,運行成本的多少決定了該項目的可持續(xù)性;運行效益,即在項目運行過程中,產(chǎn)生的一些可利用資源轉(zhuǎn)化為一定的經(jīng)濟效益。
圖4 經(jīng)濟效益指標組成
堆肥模式的成本主要來自于運營成本和管理成本兩方面,其中運營成本包括了原料、設備控制、設備維護、場地等;管理成本則包括了堆肥的生產(chǎn)記錄、供應商談判和銷售記錄等。而堆肥模式的主要經(jīng)濟效益則是通過出售有機肥料所獲得的利潤,有機肥不僅可用于農(nóng)作物的使用,還可用于果木、花卉的種植,銷售渠道廣泛。根據(jù)畜禽糞便排泄系數(shù)可知,一頭豬每天產(chǎn)生糞便2.0kg,排泄尿液3.3kg,根據(jù)其飼養(yǎng)周期199天計算,每頭豬每年產(chǎn)生糞便為398kg,排泄尿液為656.7kg。譚小琴(2003)測定了一個年出欄萬頭豬場的堆肥模式的經(jīng)濟效益,該豬場(存欄5000頭),每年約產(chǎn)生干糞3300噸,采用干清糞工藝則每天產(chǎn)生的污水總量為40噸,每年產(chǎn)生污水總量為14600噸。根據(jù)該實驗的研究結果,1噸秸稈可處理9.5噸糞污,同時可產(chǎn)生0.45噸有機肥,而該豬場一年可消耗1500噸秸稈并產(chǎn)生1550噸有機肥,除去折舊、維修、電費、人工費、秸稈原料費、銷售、管理等費用成本,生產(chǎn)1噸有機肥的成本為231元,而有機肥的市場價格則為300元/噸,則每噸有機肥可獲利370元左右的利潤,年利潤達到10萬余元。
與堆肥模式相比,厭氧發(fā)酵的運營環(huán)節(jié)相對來說更加復雜,因此,厭氧發(fā)酵模式的投資成本、運營成本及管理成本比堆肥模式的成本高,主要來自于設備購買、設備維護、設備管理及人員成本。但與此同時,厭氧發(fā)酵模式的效益來源更加多樣化,包括沼氣產(chǎn)熱、沼氣發(fā)電、沼液和沼渣制作的肥料等。Nolan等(2012)調(diào)查了英國某500頭母豬場采用厭氧發(fā)酵糞污處理模式產(chǎn)生的效益,通過沼氣發(fā)電,該豬場每天可得利潤為188歐元/天,年收益約為6.8萬歐元,通過沼氣產(chǎn)熱每天可節(jié)約46.5歐元,每年可節(jié)約燃氣或汽油消耗約1.7萬歐元。程璜鑫(2013)調(diào)查了湖北某3000頭母豬場的厭氧發(fā)酵模式的投資成本和經(jīng)濟效益,該場在沼氣工程系統(tǒng)及豬場內(nèi)排污系統(tǒng)改造、沼液貯存和輸送管網(wǎng)等環(huán)節(jié)共投入360萬元,因此帶來的相關經(jīng)濟效益有兩個方面:沼氣,該豬場每天可產(chǎn)生沼氣1840m3,用于豬場內(nèi)部的取暖和發(fā)電,每年可減少135萬元左右的燃煤和電費;沼渣,通過厭氧發(fā)酵工程后的沼渣作為有機肥,每年可產(chǎn)生41.5萬元的經(jīng)濟效益。盡管前期投資較高,但根據(jù)調(diào)查可知,該豬場的環(huán)保投資2-3年即可全部收回并產(chǎn)生持續(xù)的經(jīng)濟效益。
好氧生物處理模式的投資成本與運行成本與厭氧發(fā)酵模式相似,都比堆肥模式更加復雜,但好氧生物處理在運行成本尤其是管理成本和技術人員成本等方面要低于厭氧發(fā)酵模式。而在運行效益方面,好氧生物處理沒有例如有機肥、沼氣、沼液等直接產(chǎn)生效益的資源,其在運行效益方面,更多的是通過將處理后的廢水用于農(nóng)田灌溉并因此減少農(nóng)田本身所用的水及肥料或是用于種植青飼料喂豬節(jié)約飼料而產(chǎn)生的間接效益。某500頭母豬場采用了好氧生物處理豬場糞污并將處理后的廢水用于灌溉農(nóng)田,每年可節(jié)約5萬元的化肥成本。遼寧丹東某豬場將好氧處理后的廢水灌溉串葉松香草并將其用于喂豬,1頭豬可節(jié)省精料25kg,約40余元,年出欄萬頭豬場產(chǎn)生的間接效益則達到了40余萬元;廈門某養(yǎng)殖公司用廢水灌溉種植的狼尾草做成青飼料喂豬,每頭豬每天可減少精料飼喂0.5-1.0kg,且豬只健康程度提高,減少了添加劑和藥物的使用,平均每頭豬的毛利可提高40.54元,該年出欄萬頭豬場種植了6.7公頃狼尾草,每年節(jié)約開支40萬元左右。連海明(2010)對比了堆肥模式、厭氧發(fā)酵模式和好氧生物處理模式的經(jīng)濟效益分析并將各模式的收益按照每頭基礎母豬來折算,結果表明,同樣規(guī)模的豬場采用堆肥、厭氧發(fā)酵、好氧生物處理的模式下,每頭母豬產(chǎn)生的效益分別為76.9元、39.8元和87.04元。
綜上所述,堆肥模式通過有機肥產(chǎn)生的效益雖然較低,但由于其投資成本小,管理環(huán)節(jié)簡易,所以堆肥模式的經(jīng)濟效益居中;厭氧發(fā)酵模式雖然可通過沼氣發(fā)熱、沼氣發(fā)電、沼液施肥等方面產(chǎn)生經(jīng)濟效益,但因其前期投資成本高,管理過程復雜以及土地對沼液的消納能力有限等因素的影響,該模式產(chǎn)生的經(jīng)濟效益最低;而好氧生物處理模式投資成本、管理成本和運行后的間接效益相抵消后,產(chǎn)生的經(jīng)濟效益最優(yōu)。
對規(guī)?;i場的不同糞污處理模式的經(jīng)濟評價是最直觀的一種評價方式,也是各個養(yǎng)殖公司、環(huán)保公司最關注的。但是僅僅通過經(jīng)濟效益層面去判斷一種糞污處理模式還是非常片面的,糞污處理的核心在于它對糞污處理的效果,其次才是糞污處理后產(chǎn)生的額外效益。因此評價不同的糞污處理除了從經(jīng)濟層面判斷外,還應當從環(huán)境層面、技術層面、社會層面等綜合判斷,不僅要考慮糞污處理帶來的效益,同時也應當綜合考慮能源耗竭、全球變暖、環(huán)境酸化、富營養(yǎng)化、技術可靠性、操作安全性、資源化、減量化和公眾滿意度等多個角度綜合判斷。因此,如何制定一套全面的規(guī)模化豬場糞污處理模式綜合評價體系,是未來養(yǎng)殖業(yè)工作的重點。
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