畜禽粪污资源化利用实用技术
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第一部分 畜禽粪污资源化利用概况

第一章 国内外畜禽粪污资源化利用概况

第一节 国内概况

一、畜禽粪污资源化利用背景

为防治畜禽养殖污染,推进畜禽养殖废弃物的综合利用和无害化处理,保护和改善环境,保障公众身体健康,促进畜牧业持续健康发展,2014年1月1日,《畜禽规模养殖污染防治条例》(国务院令第643号)正式实施。习近平总书记在2016年12月21日主持召开的中央财经领导小组第十四次会议上明确指出:“加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化,关系6亿多农村居民生产生活环境,关系农村能源革命,关系能不能不断改善土壤地力、治理好农业面源污染,是一件利国利民利长远的大好事。”习近平总书记的重要讲话精神和《畜禽规模养殖污染防治条例》的颁布标志着我国畜禽养殖废弃物综合利用和无害化处理正式拉开序幕。

二、中国畜牧业发展及畜禽粪污资源化利用基本情况

中国是当今世界上最大的畜禽产品生产和消费国,根据2016年国家统计局公布的数据显示,全国肉、奶和禽蛋类年总产量分别达到8 537.76万t、3 602.2万t和3 094.56万t,丰富多样的畜禽产品正在改变着中国人民的生活水平,提升着人们的生活质量。与此同时,养殖业的兴起也加剧了畜禽养殖业的污染,畜禽养殖业的污染主要源于畜禽代谢物。据农业农村部2014年统计分析数据显示,全国规模化畜禽养殖业的化学需氧量和氨氮排放量分别达到1 049万t和58万t,占到全国排放总量的45%和25%,占农业源排放总量的95%和97%,大量的养殖业废弃物没有得到合理利用和处理,成为环境综合整治的一大难题。

中国传统畜牧业生产多以农户分散养殖为主,散养畜禽存栏数量少,粪尿排泄量也相对较少。由于畜禽粪尿中含有丰富的有机物和氮、磷、钾(N、P、K)等养分,富含钙、镁、钠(Ga、Mg、Na)等多种矿物质盐,是农作物生长过程中需要的主要养分,对提高土壤肥力,改良土壤肥力和提高农作物产量都有很好的作用,因而粪尿一直被农民当做是农作物肥料的重要来源。

随着人们物质生活水平日益改善和农业结构调整,近十年,我国畜禽养殖规模化发展迅猛提升,饲养模式逐步由农户散养转变成规模化生产,生产方式向高密度、大数量的商品化生产转变。这一改变,为缓解奶、肉、蛋供需紧张状况做出了很大贡献,为农村经济发展起到了不可估量的作用。但越来越大的畜禽养殖规模和越来越高的规模化程度与种植业日益脱节,产生的畜禽粪污在一定的范围内没有足够的消纳土地,任意堆积和排放,对大气、土壤和水环境造成严重的污染。与此同时,化肥工业的迅速发展及使用,使农家粪肥大量闲置,规模化养殖场(小区)产生的粪污未加处理直接排放,严重地污染了养殖场(小区)周边的地表水、地下水和空气。因此,如何保证畜牧业发展与生态环境保护双赢,是现代畜牧业亟待解决一大难题。据测算,10万头牛对环境的污染约相当于一个100万人口的城市产生的生活污染。

畜禽粪便虽然是污染物,同时也是放错了位置的资源,经适当的处理后,可用作肥料,对促进种养结合、有机农业和经济作物的发展及农业良性循环,起着重要作用,在环保和生态问题日益被重视的今天,粪污资源化利用已是世界性的必然趋势。就当前而言,粪污无害化处理面临的主要困难有以下几个方面。

1.种养脱节。养殖业随着现代畜牧业的快速发展,生产经营方式已发生了巨大变化,从散养模式向着规模化、集约化和专业化方向转变;种植业随着农村联产承包责任制的实施,包产到户,土地由农户自由生产和经营。种植业和养殖业相对独立经营,另外,环保部门业务分工也是各司其职,在畜禽养殖废弃物综合利用和无害化处理过程中难以做到高效的协调和沟通,致使种养结合方面“以草定畜、以地定养”和畜禽粪污综合利用等技术难以取得最好效果。

2.饲养方式落后。大部分养殖场都是老场子,因陋就简,缺乏统一规划,养殖场建设之初没有考虑粪污处理与综合利用问题,造成养殖场建设布局不合理,加上当前我国在粪污处理方面技术相对于发达国家比较落后,粪污收集、处理和利用没能配套先进设备,也缺少专业技术力量,导致粪污处理场建设选地困难、处理方式落后,再利用难度加大。

3.粪污处理方式粗放。由于畜禽粪污处理和综合利用需要较大资金投入才能运行,加之养殖业本身就是微利经营,沼气池、有机肥场等现代化粪污治理投资与运行费用相对较高,养殖场单独治污资金匮乏,负担过重,大多数养殖场自身很难承受,致使畜禽粪污的处理和综合利用基本停留在堆集自然发酵还田的粗放模式上,堆积自然产生的臭气污染空气,堆积过程中造成大量蚊蝇孳生,还会成为疫病传播的传染源,严重影响人和畜禽的健康。

4.有机肥使用量有限。化肥运输方便,短期内施用效果比有机肥明显,导致施用有机肥的农户较少,多数农户把粪污自然腐熟后当做底肥施用,作物栽培时依然大量施用化肥,但长期施用化肥会使土壤有机质含量减少,造成土壤肥力下降,要想使土壤可持续利用,还是要施用有机肥替代化肥。

三、畜禽粪污资源化利用法律法规及其相关文件依据

《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(自2005年4月1日起施行)在第三章固体废物污染环境的防治第二十条规定:从事畜禽规模养殖应当按照国家有关规定收集、贮存、利用或者处理养殖过程中产生的粪便,防止污染环境。在第五章法律责任第七十一条规定:从事畜禽规模养殖未按照国家有关规定收集、贮存、处置畜禽粪便,造成环境污染的,由县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门责令限期改正,可以处5元以下的罚款。

新版《中华人民共和国畜牧法》(自2006年7月1日起实施)在第四章畜禽养殖第四十六条规定:畜禽养殖场、养殖小区应当保证畜禽粪便、废水及其他固体废弃物综合利用或者无害化处理设施的正常运转,保证污染物达标排放,防止污染环境。畜禽养殖场、养殖小区违法排放畜禽粪便、废水及其他固体废弃物,造成环境污染危害的,应当排除危害,依法赔偿损失。国家支持畜禽养殖场、养殖小区建设畜禽粪便、废水及其他固体废弃物的综合利用设施。但是在第六章质量安全保障和第七章法律责任,均未制定相关违规违法的处罚办法,间接导致执法部门在执法过程中处于两难境地。

《中华人民共和国水污染防治法》(自2008年6月1日起施行)在第四节农业和农村水污染防治第五十六条规定:支持畜禽养殖场、养殖小区建设畜禽粪便、废水的综合利用或者无害化处理设施;畜禽养殖场、养殖小区应当保证其畜禽粪便、废水的综合利用或者无害化处理设施正常运转,保证污水达标排放,防止污染水环境;畜禽散养密集区所在地县、乡级人民政府应当组织对畜禽粪便污水进行分户收集、集中处理利用。在“第七章法律责任”再没有提及相关内容。

《中华人民共和国农业法》(自2013年1月1日起施行)在第八章农业资源与农业环境保护第六十五条规定:从事畜禽等动物规模养殖的单位和个人应当对粪便、废水及其他废弃物进行无害化处理或者综合利用,从事水产养殖的单位和个人应当合理投饵、施肥、使用药物,防止造成环境污染和生态破坏;第六十六条规定:县级以上人民政府应当采取措施,督促有关单位进行治理,防治废水、废气和固体废弃物对农业生态环境的污染。排放废水、废气和固体废弃物造成农业生态环境污染事故的,由环境保护行政主管部门或者农业行政主管部门依法调查处理;给农民和农业生产经营组织造成损失的,有关责任者应当依法赔偿。

《畜禽规模养殖污染防治条例》(国务院令第643号,自2014年1月1日起施行)在第五章法律责任第三十六条规定:各级人民政府环境保护主管部门、农牧主管部门以及其他有关部门未依照本条例规定履行职责的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分;直接负责的主管人员和其他直接责任人员构成犯罪的,依法追究刑事责任。第三十七条规定:违反本条例规定,在禁止养殖区域内建设畜禽养殖场、养殖小区的,由县级以上地方人民政府环境保护主管部门责令停止违法行为;拒不停止违法行为的,处3万元以上10万元以下的罚款,并报县级以上人民政府责令拆除或者关闭。在饮用水水源保护区建设畜禽养殖场、养殖小区的,由县级以上地方人民政府环境保护主管部门责令停止违法行为,处10万元以上50万元以下的罚款,并报经有批准权的人民政府批准,责令拆除或者关闭。第三十八条规定:违反本条例规定,畜禽养殖场、养殖小区依法应当进行环境影响评价而未进行的,由有权审批该项目环境影响评价文件的环境保护主管部门责令停止建设,限期补办手续;逾期不补办手续的,处5万元以上20万元以下的罚款。第三十九条规定:违反本条例规定,未建设污染防治配套设施或者自行建设的配套设施不合格,也未委托他人对畜禽养殖废弃物进行综合利用和无害化处理,畜禽养殖场、养殖小区即投入生产、使用,或者建设的污染防治配套设施未正常运行的,由县级以上人民政府环境保护主管部门责令停止生产或者使用,可以处10万元以下的罚款。第四十条规定:违反本条例规定,有下列行为之一的,由县级以上地方人民政府环境保护主管部门责令停止违法行为,限期采取治理措施消除污染,依照《中华人民共和国水污染防治法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的有关规定予以处罚:(一)将畜禽养殖废弃物用作肥料,超出土地消纳能力,造成环境污染的;(二)从事畜禽养殖活动或者畜禽养殖废弃物处理活动,未采取有效措施,导致畜禽养殖废弃物渗出、泄漏的。第四十一条规定:排放畜禽养殖废弃物不符合国家或者地方规定的污染物排放标准或者总量控制指标,或者未经无害化处理直接向环境排放畜禽养殖废弃物的,由县级以上地方人民政府环境保护主管部门责令限期治理,可以处5万元以下的罚款。县级以上地方人民政府环境保护主管部门作出限期治理决定后,应当会同同级人民政府农牧等有关部门对整改措施的落实情况及时进行核查,并向社会公布核查结果。第四十二条规定:未按照规定对染疫畜禽和病害畜禽养殖废弃物进行无害化处理的,由动物卫生监督机构责令无害化处理,所需处理费用由违法行为人承担,可以处3 000元以下的罚款。

《畜禽规模养殖污染防治条例》补充了《中华人民共和国畜牧法》没有明确的内容,具有较强可操作性。2017年国务院办公厅印发《关于加快推进畜禽养殖废物资源化利用的意见》(国办发〔2017〕48号),2018年1月,农业部办公厅印发《畜禽规模养殖场(小区)粪污资源化利用设施建设规范(试行)》。国家频频颁布出台畜禽废弃物资源化利用相关法律政策,这项工作的重要性可见一斑。

第二节 国外概况

一、美国

为了保护生态环境,减少畜禽养殖粪便对环境的破坏,1999年美国联邦环保总署和美国联邦农业部(USDA)协商,联合制定了一个种植业和养殖业可持续发展的畜禽粪便综合养分管理计划(CNMP),通过农牧结合解决养殖业环境污染问题。研究开发出了畜禽养殖废弃物运输和利用处理等技术及其设备,开发应用养分管理系统软件,是CNMP一个重要并且复杂的工作环节,尤其是氮、钾、磷(N、K、P)等养分的有效利用。

美国政府具有强大的行政支持,严格的实施程序、专业的技术服务和评价体系。另外,美国农业法案(FB)资源保护和环境项目设立了环境质量激励项目(EQIP)为CNMP提供资金和专业技术,EQIP项目60%资金是用于养殖业的。截至2012年,美国实施CNMB的养殖场(小区)占到全国的50%以上,达到257 201个养殖场(小区),以中小型规模养殖场(小区)居多。为了有效防止畜牧业污染,美国政府也制定一系列的法律法规,有《联邦水污染法》《可持续的农田和畜牧业饲养场实施法规》《净水法案》等。

美国的生猪养殖场(小区)清粪方式主要采用水泡粪方式,粪尿及污水贮存于猪舍下面的发酵池或转移到舍外专用贮存发酵池直至农田利用;奶牛场主要采取干清粪,清理出的粪便到舍外的专用集粪场堆积发酵,然后进行农田利用;鸡场主要采用机械干清粪,清理出的粪便到舍外堆肥后利用。

二、日本

日本由于自然资源条件限制,养殖业多以小规模型经营为主,20世纪70年代因畜禽养殖业造成十分严重的环境污染,日本政府制定了《废弃物处理与消除法》《恶臭防止法》和《防止水污染法》等7部相关法律,这7部法律对畜禽污染防治、管理做了十分明确的规定。还设立了专门的监察机构,确保政策的实施。

日本政府对畜禽养殖污染治理支持力度较大,对环保处理设施建设给予高额补贴。为防治畜禽养殖业造成的污染,日本政府还制定了鼓励养殖企业保护农田生态环境的相关政策,即畜禽养殖场(小区)的建设环保处理设施费的一半由国家财政补贴,25%由都道府县补贴,农户只负担25%的建设费及其运行费。养殖场(小区)还必须遵守《恶臭防止法》规定,一旦臭气和有害气体超排,影响周围居民生活,必须勒令停产。

三、加拿大

加拿大对畜禽养殖场(小区)的申办有着严格的要求,须执行《牧场审批制度》,制度规定必须注明牧场所在的地貌环境条件、离水源的距离、可消纳粪便的土地面积、土壤养分平衡条件、化粪池的标准、病死畜禽处理情况等内容。种植业和养殖业高度结合,通过加强对畜禽养殖场(小区)建设的管理,严格核发生产许可证,控制好污染源头,尽量做到零排放。

加拿大强化对畜禽养殖场(小区)环境污染的技术指导,以《畜禽养殖业环境管理技术规范》作为对畜禽养殖场(小区)在污染防治管理方面的强制性技术文件。一旦发生污染情况,地方政府环保部门将按照《联保渔业法》及本地区有关法律法规进行处罚。

四、欧洲

欧洲拥有完善的社会管理系统,畜禽养殖废弃物综合利用多采取种养结合,管理体系形成比较早,芬兰是世界上首个开展畜禽养殖废弃物污染防治立法的国家。近几十年以来,欧盟各成员国相继通过并制定新的环境法律、法规及相关条文规定,规定每公顷土地载畜量标准、畜禽养殖废水农用的限量标准和圈养家畜、家禽密度标准,鼓励农户进行粗放式的畜牧养殖,限制养殖规模的不断扩大。还规定凡是遵守该规定的养殖户可获相应的养殖补贴。

1.丹麦

丹麦法律规定养殖场(小区)必须在中央畜牧管理登记处登记,在新设、扩建或变更畜舍、粪尿及青贮废液贮存设施时必须事先报告,农场家畜存栏量达到500个家畜单位时,如果需要扩量,必须进行环境评估,根据环境评估结果决定是否允许扩量。

丹麦对自然发酵有机肥使用作出了明确规定。自然发酵有机肥施肥必须12个小时内深耕翻埋到土壤中,农业生产施肥时间必须考虑到天气条件,有效规划施放自然发酵有机肥的时间,以避免将自然发酵有机肥施放到冻土、积雪覆盖的土壤,以便保证清洁卫生。

2.英国

英国为了防治畜禽养殖废弃物污染土壤环境,对规模化畜禽养殖场(小区)存栏量上限作了规定,肉牛、肉羊、生猪(种猪)、奶牛和蛋鸡存栏量分别是1 000头、1 000只、3 000只(100头)、200头和7 000只。英国政府1987年颁布的《水清洁法案》对畜禽养殖废弃物直排污染环境作了明确规定。

3.意大利

意大利畜牧业产值约占农业总产值35%左右。近年来,意大利牧场生产规模日益扩大。在欧盟对环境要求越来越高的前提下,意大利也面临着畜禽粪污处理的压力,意大利政府规定只有在春季允许粪水才能入田,禁止在秋冬季施洒畜禽粪便、规定畜禽粪便的贮存时间、限定粪肥施用量等,英国和芬兰也是这样规定。