规模化猪场废水、污泥和臭气处理措施
李有建
温氏食品集团股份有限公司
摘要：针对当前困扰规模化猪场的废水、污泥和臭气处理问题，本文结合实际应用和行业现状简要归纳了相对应的处理措施，并提出了选择建议，以供从事经营、生产和管理工作的人员参考。关键词：规模化猪场；废水；污泥；臭气；处理措施
1废水处理
目前，猪场废水的处理模式主要有两种：一种是废水深度处理（达标排放）模式，主要应用于土地配套较少的南方猪场，养殖废水经过固液分离、厌氧/好氧处理和深度处理后，达标排放或者回收利用；另一种是资源化利用（肥料化、能源化）处理模式，主要应用于土地配套较多的北方猪场，废水经过沉淀、厌氧发酵等无害化处理后，沼气进行能源化利用，沼液进行农田资源化利用（廖新俤，2021）。
规模化猪场要从周边环境条件、土地资源和工艺经济性等因素综合分析选择最适宜的处理模式。尤其是选择资源化利用（肥料化、能源化）处理模式时，需要在经济有效的半径范围内拥有足够的土地资源配套（符合就地就近利用原则），配置种植管理队伍或管理机制，通过收获物实现产业链后端的价值增加，资源化利用模式才能真正落地。
2污泥处理
表1猪场常用污泥压滤机类型及其选择条件
压滤机类型
优点
缺点
选择条件
高压板框压滤机
压滤后污泥含水率低（60%），便于后续处理
处理效率较低，造价偏高
无充足的污泥发酵和储存场地
叠螺压滤机
处理效率较高，自动化程度较高（应配合自动泡药机使用）
压滤后污泥含水率高（80%），不利于后续处理
有充足的污泥发酵和储存场地
种猪场污泥为废水处理环节中产生的副产物，不属于危险废弃物，不应纳入危险废弃物监管范畴，应通过无害化处理和资源化途径解决。从综合污泥性质、成本控制、工艺可行性、臭气防控等方面分析，好氧发酵、污泥干化等方式更适用于种猪场污泥处理处置。污泥好氧发酵处理应达到还田利用标准，最终实现减量化、稳定化、无害化和资源化。目前，猪场常用的好氧发酵工艺有立式发酵罐处理、槽式堆肥、条垛式堆肥和分子膜堆肥等，各类堆肥处理工艺对比分析见表2。
表2猪场常用好氧发酵工艺对比分析
处理工艺
立式发酵罐处理
槽式堆肥
条垛式堆肥
分子膜堆肥
适用范围
场地不足
场地充足，周边环境敏感点少
场地充足
生产工艺
持续性搅拌翻抛，强力曝气
翻抛机定时翻抛、间歇性曝气
间歇性曝氧、不翻堆
7-10天
15-30天
30天以上
25-30天
占地面积少，发酵周期短，设置除臭塔，可以连续进出料，操作人员劳动强度小
可以连续进出料，操作人员劳动强度小
设施、设备较简单
结构简单维护少，能耗低
投资高、维保费用高
占地面积大，发酵臭气难收集、除臭投资和运行成本高
占地面积最大，发酵臭气难收集、除臭投资和运行成本高，操作人员劳动强度大
占地面积大（与槽式堆肥占比面积相当），操作人员劳动强度大
3猪舍臭气处理
3.1源头控制
源头控制主要通过调节饲粮来减少臭气的产生，调节饲粮主要有降低蛋白质含量，提高纤维含量和使用添加剂等方法。降低日粮中蛋白质含量是通过调节猪所需要的蛋白质种类与数量，使其在营养上达到平衡，从而使饲料消化更充分、显著减少臭气的排放。例如在氨基酸平衡的前提下，通过降低饲粮中蛋白质水平、提高饲粮中纤维含量等方法来减少臭气的排放。有学者研究证明，降低日粮中1%的粗蛋白含量，能减少9.5%的NH3排放量（Leetal.,2009）。另外，在饲粮中使用添加剂如微生态制剂、酶制剂、酸化剂和可发酵碳水化合物等也有非常好的减排效果（张信宜等，2017）。
3.2过程管理
过程管理主要是通过加强日常管理和添加除臭剂等方法进行除臭。加强日常管理的措施有及时清理猪舍的粪尿，保持舍内清洁，控制圈养密度等。添加除臭剂主要是将微生物除臭菌剂加入到栏舍或粪沟中，以降低粪尿pH、抑制有害细菌生长，改善粪便中微生物群落结构等，从而减少臭气的产生。一般来说添加复合菌剂比单一菌剂的除臭效果好，但也比较容易受到添加环境的影响。
3.3末端减排
猪舍末端减排是将猪舍产生的臭气收集起来，经过一系列方法除臭后将气体排出，目前在生产中常用的有除臭挡网（或挡墙）+喷雾和过滤墙淋洗等方式。
除臭挡网（或挡墙）+喷雾方式是一种在猪舍风机端安装挡网（或挡墙）和喷雾来进行除臭的装置（图1），其主要原理是通过雾滴与粉尘颗粒的碰撞捕集和凝结沉降去除附着在粉尘的臭气，同时利用雾滴吸收部分其他臭气，从而减少对外界环境的臭气排放（Bottcheretal.,2000）。喷雾对粉尘沉降量影响较大的因素主要有以下几个：雾滴与粉尘的相对速度，孤立液滴的捕尘效率，粉尘浓度，捕集区截面积，空间体积含水量，雾滴截面积，雾滴体积（黄俊，1993）。因此，雾化喷头选型和适配压力非常重要。添加除臭剂可提升臭气减排效果，Zhou等（2021）研究表明，在除臭挡网（或挡墙）+喷雾方式中添加微生物除臭液，氨气去除率达73%，微生物除臭液连续两次循环使用时，氨气去除率仍有71%。此方式有一定的除臭效果，且建造使用成本较低。
图1除臭挡网（或挡墙）+喷雾方式
图2过滤墙淋洗方式
过滤墙淋洗方式是通过在猪舍风机端加装过滤墙（过滤水帘）进行过滤除臭（图2）。过滤墙由滤料、水循环装置和控制装置组成（余德勇等，2021）。滤料一般为多孔填料或由PP塑料注塑成型的球形材料，堆积于长方体金属框中形成过滤墙。循环水中加入一定比例的生物菌剂（枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌等），利用水吸附臭气中的NH3，用生物降解消除臭气中的H2S、挥发性脂肪酸、醇类等，可以有效降低猪舍排出气体中的臭味（朱望武等，2020）。此方式除臭效果较佳，但建造使用成本较高。
猪舍末端减排方式的选择要综合考虑环评批复要求和周边环境条件，包括环境敏感点距离猪场的距离、地形地貌和常年主导风向等。
4小结与展望
规模化猪场要从周边环境条件、土地资源和工艺经济性等因素综合分析合理选择废水深度处理（达标排放）或资源化利用（肥料化、能源化）处理模式；加强固液分离、提升厌氧处理效果和合理选择污泥压滤机等措施可有效减少猪场污泥产量，降低含水率，好氧发酵、污泥干化等方式更适用于猪场污泥处理处置；猪舍臭气复杂多样，要通过源头控制、过程管理、末端减排等综合措施处理。
生态是红线，环保是底线，解决环保问题是养猪企业求生存所需要的；猪场环保治理既要满足地方政府和环评批复要求，又要使周边居民满意。猪场设计饲养规模和选址往往决定了环保治理方案和代价，因此，猪场建设前顶层规划设计尤为重要，适度规模、选址合理更有助于环保问题的解决。