近年來我國(guó)奶牛業(yè)發(fā)展迅速，隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，呈現(xiàn)出由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，由小規(guī)模向大規(guī)模轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)據(jù)顯示，2014年規(guī)?；翀?chǎng)奶牛存欄（全群100頭以上）占全國(guó)存欄比例的45%（農(nóng)業(yè)部監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）。規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)在為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、提高城鄉(xiāng)居民生活水平做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也因?yàn)榧S污相對(duì)集中排放帶來了一系列的環(huán)境問題[ ]。奶牛糞污中含有較高的氮、磷養(yǎng)分，如果過量還田，進(jìn)入土壤后會(huì)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽、磷酸鹽，破壞土質(zhì)。根據(jù)歐美國(guó)家養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)，平均每頭奶牛需配備2~3畝土地來消納其產(chǎn)生的糞污，在中國(guó)，如果不加處理很難有相應(yīng)面積的土地來消納規(guī)模化牧場(chǎng)所產(chǎn)生的糞尿。奶牛中還含有大量的病原微生物、寄生蟲卵以及孳生的蚊蠅等，因而增加了疫情傳播的風(fēng)險(xiǎn)[ ]，糞污的處理處置已成為規(guī)模化奶牛場(chǎng)目前急需解決的問題。
1 規(guī)模化奶牛場(chǎng)污染治理原則
1.1 科學(xué)規(guī)劃，種養(yǎng)結(jié)合
各地在新建、擴(kuò)建、改建奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和擁有的土地面積對(duì)養(yǎng)殖規(guī)模、衛(wèi)生防疫、糞污處理等進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃。
實(shí)行種養(yǎng)結(jié)合，在選擇場(chǎng)址時(shí)應(yīng)考慮周圍可耕種作物的土地面積和對(duì)污染物的承載能力。奶牛場(chǎng)的糞污經(jīng)處理可與適量的農(nóng)田配套，減少糞污對(duì)環(huán)境的壓力，并提高土壤肥力和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約種植業(yè)的成本，提高生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)綜合效益。
1.2 實(shí)行清潔生產(chǎn)，改善生產(chǎn)工藝，減少污染物產(chǎn)生量
奶牛養(yǎng)殖業(yè)利潤(rùn)低、風(fēng)險(xiǎn)大，難以承受高額的污染治理設(shè)施投入和運(yùn)行費(fèi)用[ ]，因此其糞污處理不能簡(jiǎn)單地依靠單一的末端治理來解決環(huán)境污染問題，應(yīng)實(shí)行清潔生產(chǎn)，減少污染物產(chǎn)生量，從而降低處理難度和處理成本。
在奶牛日糧中合理使用酶制劑、微生態(tài)制劑（EM） 、絲蘭屬植物提取物等類飼料添加劑可提高飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率和利用率，降低糞便的惡臭氣味，減少糞尿的排泄量和氮、磷的產(chǎn)生量[ ]。
1.3 因地制宜，采用經(jīng)濟(jì)有效的污水處理技術(shù)
奶牛養(yǎng)殖污水的產(chǎn)生量及污染物的濃度因養(yǎng)殖規(guī)模的大小而異。糞污處理方案應(yīng)根據(jù)牧場(chǎng)實(shí)際情況制定， 選用糞污處理工藝時(shí)，應(yīng)根據(jù)奶牛場(chǎng)的養(yǎng)殖規(guī)模、糞污收集方式、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境條件以及排水去向等因素確定工藝路線及處理目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)綜合利用或達(dá)標(biāo)排放的情況下，優(yōu)先選擇低運(yùn)行成本的處理工藝 [ ]。生物處理法技術(shù)成熟，二次污染少，運(yùn)行成本低，是優(yōu)先選用的奶牛場(chǎng)糞污處理工藝。糞污處理工程應(yīng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)，同時(shí)施工，同時(shí)投產(chǎn)，從源頭上防治污染。
2 規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)糞污收集處理工藝分析
2.1 糞污的產(chǎn)生及收集
規(guī)?；膛?chǎng)的糞污產(chǎn)生來源主要為各牛舍產(chǎn)生的奶牛糞尿及擠奶廳生產(chǎn)過程中沖洗設(shè)備、擠奶臺(tái)及待擠區(qū)糞污的沖洗廢水。
目前規(guī)模化奶牛場(chǎng)廠常用的糞污收集模式為：（1）成母牛舍多為封閉式，不設(shè)開放式運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。牛舍內(nèi)的糞尿采用刮板自動(dòng)清糞系統(tǒng)收集至封閉的地下糞溝，再由擠奶廳的廢水和固液分離后的液體沖至接收池，接收池的糞污再通過封閉管道泵送至后續(xù)處理設(shè)施；（2）后備牛舍端頭設(shè)置集糞池，舍內(nèi)糞污采用人工或鏟車清理至集糞池堆積，定時(shí)用配套車輛運(yùn)送至晾曬場(chǎng)晾曬發(fā)酵；（3）擠奶廳設(shè)備和擠奶臺(tái)使用清水沖洗，沖洗水經(jīng)收集進(jìn)入室外集水池后通過泵和管道等設(shè)施沖洗待擠區(qū)地面，循環(huán)數(shù)次后采用管道輸送至后續(xù)收集處理設(shè)施。
這一收集方法與傳統(tǒng)方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）成母牛舍刮板自動(dòng)清糞系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的手工或鏟車清糞，可節(jié)省大量的人力和設(shè)備維修費(fèi)用，并避免了奶牛對(duì)噪音產(chǎn)生的應(yīng)激；（2）水力輸送避免了糞車運(yùn)輸過程中的跑、冒、滴、漏以及由于糞的粘糊特性所產(chǎn)生的卸車不凈，運(yùn)輸效率低下等問題，同時(shí)節(jié)省大量人力與維護(hù)費(fèi)用。沖洗水為擠奶廳廢水與固液分離后的沼液循環(huán)利用，不加入潔凈水，有利于節(jié)約水源，減少污水產(chǎn)生量。（3）成母牛舍不設(shè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)提高了牛糞收集率，也有效地防止了牛糞對(duì)清潔區(qū)域污染，全封閉地下收集輸送管道能保證雨水、污水嚴(yán)格分流[ ]。（4）后備牛舍采用完全干清糞工藝，糞污處理難度小，降低了后續(xù)糞污處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
2.1 糞污的處理和處置工藝分析
（1）糞污處理基本工藝模式
規(guī)模化奶牛場(chǎng)糞污產(chǎn)生量大，污染物濃度高，其處理處置工藝需結(jié)合牧場(chǎng)實(shí)際情況，養(yǎng)殖規(guī)模在存欄200頭及以下的應(yīng)盡可能采用模式Ⅰ或模式Ⅱ處理工藝；存欄（以豬計(jì)）1000頭及以上的，宜采用模式Ⅲ處理工藝[5]。
圖1 模式Ⅰ基本工藝流程
圖2 模式Ⅱ基本工藝流程
圖3 模式Ⅲ基本工藝流程
（2）糞污處理工藝模式分析
模式Ⅰ以能源利用與綜合利用為主要目的，奶牛場(chǎng)糞污未經(jīng)固液分離即進(jìn)行厭氧發(fā)酵，該模式可充分發(fā)掘奶牛糞的產(chǎn)氣潛力，適用于當(dāng)?shù)赜休^大的能源需求，沼氣能完全利用，同時(shí)周邊有足夠土地消納沼液、沼渣，并有一倍以上的土地輪作面積，使整個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)（區(qū)）的畜禽排泄物在小區(qū)域范圍內(nèi)全部達(dá)到循環(huán)利用的情況，該模式適用于養(yǎng)殖規(guī)模在存欄200頭及以下且位于全年氣溫較高地區(qū)的奶牛場(chǎng)。
模式Ⅱ工藝適用于能源需求不大，主要以進(jìn)行污染物無害化處理、降低有機(jī)物濃度、減少沼液和沼渣消納所需配套的土地面積為目的，且養(yǎng)殖場(chǎng)周圍具有足夠土地面積全部消納低濃度沼液，并且有一定的土地輪作面積的情況。能源需求不高且沼液和沼渣無法進(jìn)行土地消納，廢水必須經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放或回用的，應(yīng)采用模式Ⅲ處理工藝[5]。
模式Ⅱ和模式Ⅲ中，廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器之前應(yīng)先進(jìn)行固液分離，然后再對(duì)固體糞渣和廢水分別進(jìn)行處理。這是因?yàn)槲覈?guó)沼氣工程裝備技術(shù)在高濃度輸送和攪拌機(jī)械等方面還有一些技術(shù)瓶頸，不經(jīng)固液分離的糞污水中固形物、纖維雜質(zhì)等含量可高達(dá)12%~20%，由于厭氧發(fā)酵是一個(gè)污泥逐步沉積的過程，反應(yīng)過程中需要排泥，牛糞中混雜的長(zhǎng)草、鋸糠、細(xì)沙會(huì)使厭氧發(fā)酵設(shè)備堵塞，厭氧發(fā)酵池工作一般不超過3~5 年就會(huì)因堵塞嚴(yán)重而造成投資高昂的沼氣發(fā)酵系統(tǒng)癱瘓。因此為了增加沼氣的產(chǎn)氣量將固液分離放在厭氧發(fā)酵后端是錯(cuò)誤的。尤其對(duì)于東北等嚴(yán)寒地區(qū)的規(guī)?；膛?chǎng)，如進(jìn)水不經(jīng)固液分離，因沼氣發(fā)酵效率較低，水力停留時(shí)間長(zhǎng)，厭氧發(fā)酵構(gòu)筑物體積龐大，為了達(dá)到適宜的發(fā)酵溫度，僅保溫和加熱和加熱就需要付出巨大的能源代價(jià)，同時(shí)高濃度牛糞水中的重物很容易沉積在反應(yīng)器底部，大量浮渣則會(huì)在反應(yīng)器頂部結(jié)殼，嚴(yán)重影響產(chǎn)氣效率和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這在東北某些牧場(chǎng)正在運(yùn)行的沼氣工程中有所體現(xiàn)，如圖4、圖5所示。所以固液分離應(yīng)設(shè)在厭氧發(fā)酵的前端以將污水中的固形物控制較低濃度范圍之內(nèi)
圖4 沼氣發(fā)酵池頂部結(jié)殼情況
圖5 運(yùn)行中的推流式沼氣發(fā)酵池
3 結(jié)語
近年來隨著規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)的快速發(fā)展，我國(guó)沼氣工程發(fā)展較快，但工程技術(shù)進(jìn)步并不明顯[1]。目前沼氣的綜合利用率低，許多沼氣沒有得到利用就被直接排放到空氣中，造成嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)。與國(guó)外相比，我國(guó)的奶牛場(chǎng)糞污處理沼氣技術(shù)還有一定差距，如沼氣工程的沼氣發(fā)電率很低，熱電聯(lián)用項(xiàng)目更少。熱電聯(lián)用技術(shù)既可以提高沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)解決沼氣裝置的增溫問題，這對(duì)于在北方推廣沼氣工程技術(shù)尤為重要。由于生物處理法的適宜溫度在15℃以上，北方地區(qū)應(yīng)注意糞污生物處理設(shè)施的保溫性能。
總之，規(guī)?；膛ｐB(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)采取切實(shí)可行的糞污治理措施以減少污染，只有強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)，充分認(rèn)識(shí)奶牛糞污治理的重要性和迫切性，綜合運(yùn)用環(huán)境管理和環(huán)境污染治理的各項(xiàng)政策、措施，積極推進(jìn)奶牛養(yǎng)殖業(yè)污染防治工作，才能實(shí)現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
（中博農(nóng)畜牧科技股份有限公司）