沼气我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状分析.

1、我国畜禽养殖业污染物 排放和利用现状分析张克强农业部环境保护科研监测所电话：手机：电子邮箱：2009年5月,北京主要内容禽畜养殖业污染物排放现状禽畜养殖业污染物利用现状我国相关宏观政策与国外相关政策比较禽畜养殖污染物利用案例介绍天津益利来养殖有限公司（主要用于沼气大理市原种场（主要用于肥料我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状 分析我国畜禽养殖业生产主体可以划分为散养农户、养殖专业户和公司型养殖场三类。散养农户的畜禽饲养量小，畜禽产品用于自给消费。养殖专业户的饲养规模适中，在市场淡季时可适时退出，在市场看好时可尽快添 栏，经营比较灵活。公司型养殖场是从事大规模养殖的企业法人，饲养方式先进，饲养量大

2、，畜禽产品 用于销售盈利。依据统计年鉴,2005年，我国生猪年出栏50-99头的养殖户有1382874户,占全国 规模化养猪户数的75.34%出栏生猪9490.67万头,占全国规模化养猪出栏数的 33.59%;年出栏100-499头的养殖户有391434户,占全国规模化养猪户数的21.33%, 出栏生猪8810.05万头，占全国规模化养猪出栏数的1.18%。由此看来，养殖专业户 是目前我国畜禽养 殖业的主要生产主体。近年来，我国畜牧业发展处于规模养殖迅速增长的调整阶段，完成了由传统散养为主到规模养殖为主的转变。畜禽每年产生粪便量的计算方法1存栏数x日排泄系数（单个动物每天排出粪便的数量 饲养周

3、期。由此所得数 据应该是畜禽一个饲养周期的粪便量，而不是一年的粪便量,计算所得偏小（国家环 保总局米用。2 （畜禽出栏量+年末存栏量x日排泄系数X司养周期。该方法中，由于年末存栏畜禽在当年并未经历一个饲养周期，故也有不 妥之处。3年产粪量（t a-1=个体日产粪量（kgd-1头-1饲养期（d饲养数（头、只X0- 3 ;年产尿量（ta-仁个体日产尿量（kg d-1头-1饲养期（d饲养数（头、只X0-3;4畜禽的年度粪便产生量计算公式为：Q=NT P式中:Q为年度粪便产生量；N为饲养量;T为饲养期；P为排泄系数。2007- 2009，我国农业部门重点开展畜禽养殖业产排污系数的调查和研究。我国畜禽养

4、殖业污染物排放和利用现状 分析我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状分 析我国畜禽粪便产生量王方浩（2006年估算结果,2003年我国畜禽粪便产生量约为31.90亿吨,超过全 国工业固体废物，成为环境污染的主要来源；据农业部门统计，到2007年底，全国现有猪、牛、鸡三大类畜禽规模 化养殖场 约426万处，其中，各类畜禽规模化养殖小区已达 4万多个。生猪出栏56508万头，肉 牛出栏4359.5万头，家禽出栏957867万羽，畜禽粪便资源的实物量为11.2亿吨。我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状分析我国畜禽养殖结构和粪便氮污染负荷量（张克强等,2007年畜禽养殖结构变化直接影响着畜禽粪便产生量，进而

5、影响不同省份畜 禽粪便污 染结构。经分析，河北、山东、河南和四川4个省的粪便总 量位居全国前列。而内 陆地区的甘肃、宁夏等和东部地区的广东、福建、江苏等在其次。与当地养殖量大小有关。我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状分 析不同省禽畜养殖比例及其分布情况下图给出了我国不同省（自治区、直辖市 畜禽粪便量（猪粪当量，下同各类畜禽粪便比重分布状况，其中粪便比重较大者即为威胁当地环境的主要畜禽种我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状分析1997年-2004年禽畜粪便污染负荷就全国范围看，畜禽粪便污染负荷呈现由西北向东南逐渐加重的趋势，高负荷区和低负荷区基本上以400 mm等降水量线(大兴安岭-张家口 -兰州

6、-拉萨-喜 马拉雅山 东南端一线 为界,400 mm以东区域污染负荷量大多高于 20 t/(hm2 a；400 mm以西区域污染负荷量大多低于18 t/(hm2 a，由此可见,不同地区畜禽粪便负荷 量存在较大差异，这与当地的自然条件和经济发展水平有着密切的关系。(ZhangXu-mei,2007,将畜禽粪便量除以当地实际耕地面积，得到每单位耕地面积上畜禽粪 便污染负荷量我国畜禽养殖业污染物排放和利用现状分析2004年禽畜粪便污染负荷2003年我国单位面积耕地负荷的畜禽粪便纯氮(N养分的平均值是107kg/hm2,北京、河北、河南以及山东 4省区的耕地粪便N养分负荷超过150kg/hm2,接近欧

7、 盟限量标准170kg/hm2。考虑到省内分布的不均匀性，可以认为畜禽粪便已在 这4 个省部分地区造成了环境污染。北京市的耕地面积畜禽粪便纯氮养分负荷高达230kg/hm2，已经严重威胁了环境 (Manure nitrogen load per hectare of cropland inChi na (kg/hm2。(Wang Fan g-hao, 2006采用单位耕地面积上畜 禽粪便氮、磷营养 元素的负荷反映了畜禽粪便对于耕地土壤的污染风险禽畜养殖业污染物利用现状家庭沼气单元中大规模沼气厂家庭沼气单元050010001500200025003000350040004500500020012

8、0052010用于防治禽畜养殖污染的沼气补贴政策2001年5月，我国中央财政设立安排了农村小型公益设施建设补助资金，农村沼气建设属于其中的农村能源项目，规定对每户沼气池补助400元，每处小型沼气 工程补助10万元。2003年12月,中央财政又专门设立了 农村沼气建设国债项目, 对以沼气池建设与改厕、改圈、改厨为基本单元的农村沼气项目进行补助，中央投资补助标准为：西北、东北地区每 户补助1200元,西南地区每户补助1000元,其 他地区每户补助800元。炊事-卫生间-养殖三结合”生态模式种植-养殖-沼气-温室四位一体”生态模式炊事-卫生间-养殖-种植-蓄水-五位一体”生态模式中大规模沼气厂自然处

9、理采用氧化塘、人工湿地、生物滤池等自然处理技术在猪场废水或其厌氧消化处理中应用广泛，也是今后相当一段时间的研究重点。土地利用主要包括粪便堆肥后还田和粪污沼气发酵后沼液沼渣还田。工业化处理工业化处理模式仍然着眼于猪场废水的厌氧-好氧处理工艺。中大规模沼气厂我国大中型沼气工程的发展始于 70年代末期，据农业部统计计，截至2007年底, 全国已建设农业废弃物沼气工程 26586处，年产沼气3.5亿m 3。其中大型沼气工程 共1646处，年产沼气约1.7亿m 3;中型沼气 工程6930处，年产沼气约1.2亿m 3。我国相关宏观政策在防治养殖业造成的环境污染问题上，中国陆续出台了一些管理规 范，如畜禽

10、养殖污染防治管理办法、畜禽养殖业污染物排放标准、畜禽养殖业污染防治技术规范等，对畜禽养殖场的建场、废弃物堆放、处理和排放都提出了一系列要求。我国相关宏观政策2007年11月13日，国家八部委(环保总局、国家发展与改革委员会、农业部、建设部、卫生部、水利部、国土资源部、林业局在关于 加强农村环境保护工作的意见中指出，要把农村污染治理和废弃物资源化利用同发展清洁能源结合 起来，大力发展农村户用沼气。鼓励建设生态养殖场和养殖小区，通过发展沼气、生 产有机肥和无害化畜 禽粪便还田等综合利用方式，重点治理规模化畜禽养殖污染，实 现养殖废弃物的减量化、资源化、无害化。对不能达标排放的规模化畜禽养殖场实行限

11、期治理等措施。我国相关宏观政策2007年3月农业部在全国农村沼气工程建设规划 (2006-2010年提出,预计到 2010年底，全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到 4 700处左右，占现有大中型 畜禽养殖场总数的39%左右。2006年10月26日环保部发布的国家农村小康环保行动计划已于 2007年 年初启动，提出了加大规模化养殖业污染治理力度，逐步改善农村环境问题。规划到 2010年，完成500个规模化畜禽养殖污染防治 示范工程建设。我国相关宏观政策中国国土资源部、农业部发布了关于促进规模化畜禽养殖有关用地政策的通知，要求各地合理安排养殖用地，及时提供用地，积极为规模化畜禽养殖用地做好 服

12、务。在国家对规模化猪场废弃物处理提出严格要求的同时，一些地方也做 出了更加严格的规定。2007年12月，广东省东莞市政府发布了禁猪令”。与国外相关政策比较何二全国只有4个大型农场，整个畜牧业分散在全国13.7万个家庭农场，产生的畜禽 粪便在自身农场进行消化；美国对养猪场的环境管理要求严格，超过一定规模的，建场必须得到许可，其在养猪方 面起主导作用的是年产200-500头猪的小型农牧结合的农场；日本通过立法限制大型养殖场的建设，并规定养猪超过2000头时,所排出的粪便、 污水必须经过处理，并符合规定要求；丹麦猪肉出口量是世界第一，是世界上人均猪肉产量最高的国家（2001年约350公斤, 畜牧业依

13、靠全国8万个种养结合的自耕农。与国外相关政策比较内容主要有以下几个方面：适当限制饲养规模一些国家采取了限制养殖规模的措施，在欧洲国家最为严格。由于限 制了养殖 规模,相应减少了农田的有机负荷，减少了因过量施用畜禽 粪便造成地表水或地下水 的污染。严格新建畜禽场审批严格新建畜禽场审批,并要求配置相应的粪污处理设施一些国家规定当畜牧场达到一定规模后要经过政府审批。如法国规定养猪数量在50-450头之间实行申报制；日本规定1个饲养点猪超过50头、牛超过20头时, 必须向当地政府提出申请，批准后方能经营。 限定粪便的施用量和施用时间由于土壤对有机物的消纳量是有限度的，同时作物生长发育过程中对 养分的需

14、 求也有所不同，因此粪便的施用量和施用时间有限制。如德 国为了防止粪便过量施 用污染环境，颁布了 粪便令”以限制粪便的 施用量和时期，丹麦、法国、英国等国 家也制定了相应的规定。与国外相关政策比较规定粪污的排放标准许多国家对养殖场污染物的排放进行了严格的限定 ，如氨气、硫化氢、臭气浓度、COD、BOD、NH3-N等。控制大气污染例如，日本于1971年颁布了恶臭防止法，其中有5种恶臭物质,又于1976和 1991年追加了 7种。与国外相关政策比较发达国家也普遍认为：畜禽粪便的土地使用是解决粪便污染的有效措 施;并且为了安全使用畜禽粪便，规定应根据当地土壤性质、肥力状 况、水文条件，制定该地区具体

15、的畜禽粪便使用方法、使用量、使用 次数和使用时期，以求达到在种植业与养 殖业之间的氮磷养分平衡与国外相关政策比较相比而言，中国畜禽污染防治法规则比较粗放，仅在污染治理方面有 原则性规定, 在具体的养殖承载力、农田粪便施用量方面没有要求 ，可操作性不强。畜禽养殖污染防治管理办法中规定应根据畜禽养殖场本场区土地对畜禽粪便的消纳能力，确定养殖场的养殖规模。但该办法没有明确 规定不同的地区不同 的土壤类型能够容纳多少畜禽粪便量，而国外的畜禽养殖粪便处理都根据各自国家 的不同地区的土壤类型和种植结 构,具体规定了不同的饲养规模。如荷兰、挪威、 德国等国都有这样的规定。与国外相关政策比较中国的相关立法层次

16、较低 中国的相关立法层次较低，,威慑性有限目前的管理 规范都只是行政法规和标准，还没有上升到法律的高度，养殖场自觉遵守的较少，在实 践中存在有法不依和执法不严的现象。管理规范的处罚力度较小 管理规范的处罚力度较小,难以起到事先预防违法犯罪的作用 难以起到事先预防违法犯罪的作 用。案例I天津市益利来养殖有限公司基本情况天津市益利来养殖有限公司基本 情况该养殖场是从事生猪养殖的民营公司，坐落在天津市西青区杨柳青镇西侧，远离村镇及交通要道，三面环水，防疫天然屏障优越。公司拥有固定资产640万元，2005年实现利润80万元，生产管理和财务状况 良好。现建有砖混结构的猪舍 19栋，建筑面积7000平米，

17、猪舍内饮 水、饲喂、控温、饲养设施齐全，并已引进 大白种猪200头。2006年再引进优质种猪300头，2008年年存栏4500头,年出栏 8800 头。猪场养殖干清粪 废水格栅过滤 集水池太阳能闷晒加热系统 泵自动控制系统 沼渣玉米、玉米、小麦等 沼液高浓度发酵产沼 气系统（USR猪粪饲料种植高效 厌氧系统废弃物处理稳定贮存系统沼液、沼液、有机肥养殖-种植一体化废弃物 循环利用技术模式图预处理系统结构厌氧消化器生态池ATS水样预处理系统水质检测结果 9000 8000 7000 CO D浓度mg/kg 6000 5000 40003000 2000 1000 0 08 -4 -1 1 08 -

18、4 -2 5 08 -5 -2 2 08 -6 -2 7 08 -7 -1 6 08 -7 -2 4 08 -8 -2 1 08 -9 -1 8 08 -1 0- 2 0 8- 5-8 0 8- 6-6 0 8- 7-8 0 8- 9-4 20 0 60 40 100 80 12原水 厌 氧COD去除率 厌氧水 仿生态塘COD去除率ATS床水ATS床COD去除率 生态 塘水 时间原水、厌氧水、生态塘水、ATS床COD浓度分别为760-7722mg.L-1、 305-2266mg.L-1、98-224 mg.L-1,且经各级处理后 COD浓度不断减小。在8月14 日后各种处理水COD浓度趋于稳定

19、，经厌 氧、仿生态塘、ATS床处理后COD去 除率分别达到了 69-75%、71-89%、73-90%，平均去除率分别为68%、81%，85%。CO D去除率%预处理系统水质检测结果 1000 900 800 700氨氮含量 mg/L 600 500 400 300 200100 0 08-4-11 08-4-25 08-5-22 08-6-27 08-7-16 08-7-24 08-8-14 08-8-28 08-9-11 08-925 08-5-8 08-6-6 08-7-8 20 0 -20 -40 -60 120 100 80 60 4（氨氮去除率 % 原水 厌氧 NH4+-N去除率

20、时间 厌氧水 仿生态塘NH4+-N去除率/d生态塘水ATS床NH4+-N 去除率ATS床水原水、厌氧水、仿生态塘水在系统刚刚启动的一段时间内，NH4+-N浓度不是很稳定，呈现相 似的变化趋势。NH4+-N经厌氧、仿生态塘和 ATS床处理后平均去除率分别达到 10%、40%和87%。预处理系统水质检测结果从上图中可以看出原水、厌氧水、仿生态塘水和ATS床出水TKN浓度总体呈现降低趋势，而TKN去除率呈不断上升趋势。说明整个系统对 TKN的去除达到了 预期的效果。预处理系统水质检测结果猪场原水、厌氧出水、仿生态塘水和 ATS床水SS平均浓度分别为1963mg/L、293 mg/L、238 mg/L和71 mg/L。厌氧处理、仿生态塘和 ATS床对 TP的总去除率分别达到了 81%、85%和89%。预处理系统评估规模:20-30m 3/d高效:符合GB18596-2001标准 费用低：耗电元（人民币/吨设立试验区土壤剖面取样埋设防水布地下水取样器中子发生管废水灌溉实验处理灌溉水比例灌溉量（m 3 hm-2 THanae厌