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发展“畜地平衡”模式面临的问题土地面积和植物季节性施肥的限制     

养猪场周边需要一定面积的土地来消纳养猪排出的废水，但我国土地面积有限，从而限制养猪废水有效处理。除此之外，夏季是植物生长的季节，需肥量大，有利于养猪废水的处理，但冬季植物生长缓慢需肥量少，沼液无法全部利用。

植物富集存在安全隐患  

养猪废水中含有铜、锌等重金属元素和***，植物对这些污染物有一定的富集作用，长期采用“粮、果、菜”等食品类经济作物进行处理存在食品安全隐患。对吸收养猪废水污染物的湿地植物没有***再利用途径，长成的湿地植物原地腐烂，污染物未真正从系统中去除同时限制了资源再利用效益的发挥。

土地生态处理方案设计不完善  

目前“畜地平衡”模式处理养猪废水中土地生态处理方案设计存在一定的不足，主要表现为猪场周边的土地面积有限、植物选择品种单一、缺少考虑不同季节植物替换问题，尤其冬季植物的选择范围比较少。

冬季厌氧效率低  

冬季环境温度降低，厌氧效率急剧下降。据测定，如江西地区冬季厌氧效率仅为夏季的1/3左右。一般来说，厌氧产沼气至少需要一个稳定的中温环境，发酵温度应稳定控制在38～40℃。很多养殖场厌氧装置没有加热保温设施，有些配置了加热保温设施，但由于设计热力配置不合理或者操作管理不善致使加热升温不足，厌氧处理效果不好，养猪废水中的有机物和氮磷降解效率低加上植物需肥量少，易导致沼液过剩需要足够的储存装置。

3“畜地平衡”模式处理废水的成功***

江西具有种植油茶的优越自然条件和社会经济条件，因此江西盛源牧业有限公司利用规模养猪场周边土地优势采用“猪-沼-油茶”模式，种植高产油茶林3万亩，年出栏商品猪达3万余头。公司每个猪场通过养殖场废弃物无害化处理、雨污分流和废弃物干湿分离等手段减少养猪场废水量。养猪废水实行厌氧发酵处理，之后通过高山的沼液贮蓄池节水喷灌施用到油茶林。此公司采用“猪-沼-油茶”模式将养猪场产生的粪、尿及污水等废弃物可作为沼气生产的原料；沼气池的沼液、沼渣等用于种植油茶；油茶加工过程中所产生的废渣、枯饼等可用于养猪的饲料和沼气生产的原料。“猪-沼-油茶”模式减少了生猪疾病的发生，降低了养猪生产成本，处理了养猪废水改善了环境同时提高油茶的产量获得经济效益。

福建省是我国香蕉产业发展优势区域之一，福建省某猪场因地制宜利用规模养猪和大面积种植香蕉相结合采用“猪-沼-香蕉”生态生产模式。该猪场日常存栏生猪1 500头左右，其中种公猪4头，母猪200头。养猪场猪建有沼气池处理猪粪尿及污水等废弃物，沼液沼渣用于种植香蕉约333 500 m2，50 000丛左右。此规模养猪场的“猪-沼-香蕉”模式利用当地香蕉种植的优势将养殖废弃物通过厌氧发酵等处理措施用于香蕉生长的肥料，很好处理了养猪废水带来的环境问题，同时种植香蕉提高香蕉产量获得了明显的经济效益。

江西省科学院能源所采用“猪-沼-能源植物”模式处理某万头养猪的厌氧出水，该猪场年出栏量约1万头左右，水冲粪然后再经过固液分离进入厌氧池，厌氧后的沼液泵上山后的通过经济林吸收和淋滤，汇水区域建成湿地9块种植巨菌草等能源植物和一口氧化塘，总面积为4 500 m2,用以处理经济林吸收后渗滤至山脚的地表水。巨菌草耐污能力强，在养猪废水厌氧处理后排出的沼液环境中生长很好，可直接用于处理养猪沼液，收割的巨菌草可做为养猪的青饲料或者收获的能源植物作为厌氧原料返回厌氧系统以增加沼气产量，确保粪污中温发酵稳定运行的能量供给同时外售多余部分的生物能，从而减轻粪污处理成本开支，增加企业综合效益，形成养殖粪污处理“资源利用、收支平衡，以废养废，保护环境”的良性循环。巨菌草湿地用于处理该猪场污水处理站排出的好氧出水，氧化塘出水水质可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

4“畜地平衡”模式处理养猪废水的进展

“畜地平衡”模式的核心是通过土地来处理养猪废水中的污染物，土地的处理能力和承载能力与一定的养猪产生的废水相平衡，这种模式需要养猪场周边有足够土地和种植处理能力强的植物来消纳养猪废水。目前日存栏量为100 头生猪的年排猪粪尿量约为139 612 kg（其中鲜粪量约为46 537 kg），猪粪养分含量约为：水分82.0% 、有机质15.0% 、N 0.60% 、P2O5 0.40% 、K2O0.44%；猪尿养分含量约为：水分96.0%、有机质2.5%、N 0.30%、P2O5 0.12%、K2O 0.95%。根据该养猪场生猪饲养量计算养猪场产生的污染物量，然后根据养猪场周边可利用土地面积和种植植物需肥量计算可处理污染物数量来决定此养猪场是否存在“畜地平衡”。

在养猪废水处理的各种方法中,利用植物构建人工湿地具有其净化效果好,能耗少、简单易行、处理成本低而被广泛应用。同时寻找那些生长繁殖速度快、生物量大、根系发达,能有效净化养猪废水中污染元素的植物,同时考虑避免其生长停止后水质净化效果变差和防止其死亡后腐烂、分解而造成水体的二次污染。另外还需要所选植物应该具有较高的经济价值,考虑大量植物收获后的残体的主要用途。目前利用能源植物生长速度快、生物量大、对养猪废水的高有机物、高氨氮的耐性强、含水量低等优势，而且植物收割后用于沼气发酵的原料,能产生沼气清洁能源同时避免植株残体腐烂和任意堆放造成二次污染。因此能源植物也可以成为“畜地平衡”模式中植物筛选的一个重要方向。目前被逐渐利用于规模养猪废水处理具有巨大潜力的能源植物有巨菌草、象草、五节芒、狐尾藻等。利用能源植物处理规模养殖废水的“畜地平衡”模式技术路线图如下所示:

养猪产生的养猪废水进入厌氧系统发酵产生沼气排除沼液进入能源植物湿地，能源植物一方面可以做为养殖的青饲料，另一方面可以为厌氧系统发酵提供原料，废水通过能源植物湿地处理后达标排放。

5  结论

规模养猪企业迫切希望从资金和管理上减少养猪废水的处理费用和技术难度，“畜地平衡”模式根据规模养猪场废水的实际情况和当地的土地承载力将养猪废水变废为宝，达标排放的同时产生经济效益。“畜地平衡”模式主要从减少进入土地废水的污染物的含量和增加土地的处理能力，选用生长迅速、生物量大的植物成为“畜地平衡”模式成败的主要因素之一。因地制宜选用适合当地生长的处理污染能力强经济作物之外，能源植物也是一个很好的选择方向。“畜地平衡”模式不仅适宜在规模养猪废水治理中推广应用同时在分散养猪农户处理废水同样适用，结合周边有限的土地与优势植物获得经济作物或能源植物等进行循环利用从而实现养猪废水无害化和资源化。