畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計算方法

1、第27卷 第1期 農(nóng) 業(yè) 工 程 學 報 V ol.27 No.12011年 1月 Transactions of the CSAE Jan. 2011 303畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計算方法董紅敏，朱志平，黃宏坤，陳永杏，尚 斌，陶秀萍，周忠凱（中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，農(nóng)業(yè)部畜牧環(huán)境設(shè)施設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（北京），農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境與氣候變化重點實驗室，北京，100081）摘 要：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)與排污系數(shù)是畜牧環(huán)境研究和糞便處理工程設(shè)計的基礎(chǔ)指標，但由于中國畜牧業(yè)環(huán)境工作起步晚，還沒有根據(jù)中國畜牧業(yè)生產(chǎn)特性確定的產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)。該文根據(jù)中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的特點，提

2、出了畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的定義、計算方法，并結(jié)合典型豬場進行了案例分析。對于北京市某養(yǎng)豬場進行分析，結(jié)果表明：該豬場保育、育肥和妊娠母豬3個階段的COD 產(chǎn)污系數(shù)分別為每頭252.8、479.6、493.4 g/d，全氮分別為每頭20.4、33.2、43.7 g/d，全磷分別為每頭3.48、6.06、9.93 g/d，在該豬場廢棄物處理系統(tǒng)的運行情況下，計算得出了該場保育、育肥和妊娠母豬3個階段的COD 排污系數(shù)分別為每頭44.9、64.1、22.5 g/d，全氮分別為每頭14.1、20.9、36.3 g/d和全磷分別為每頭1.0、1.8、0.4 g/d。研究結(jié)果為畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染源普查

3、、廢棄物處理工程運行和畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境影響評價提供了參考。關(guān)鍵詞：畜禽，排污，計算方法，產(chǎn)污系數(shù)，案例研究 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2011.01.049中圖分類號：S811.1 文獻標志碼：A 文章編號：1002-6819(2011-01-0303-06董紅敏，朱志平，黃宏坤，等. 畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計算方法J. 農(nóng)業(yè)工程學報，2011，27(1：303308. Dong Hongmin, Zhu Zhiping, Huang Hongkun, et al. Pollutant generation coefficient and discharg

4、e coefficient in animal production J. Transactions of the CSAE, 2011, 27(1: 303308. (in Chinese with English abstract0 引 言隨著畜牧業(yè)規(guī)?；目焖侔l(fā)展，在促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、增加農(nóng)民收入的同時，由于畜禽糞便量大、且不能及時施用于農(nóng)田，再加上糞便處理利用設(shè)施運行效果差，使得糞便資源得不到合理利用，成為重要的面源污染源。產(chǎn)排污系數(shù)作為環(huán)境領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是世界各國掌握污染狀況、制定防治政策和設(shè)計運行環(huán)境工程設(shè)施的重要依據(jù)。隨著畜牧業(yè)環(huán)境問題的突出，各國紛紛研究制定了相關(guān)的產(chǎn)排污

5、系數(shù)。美國農(nóng)業(yè)工程師學會編制出版了動物糞便產(chǎn)生和特性參數(shù)標準, 該標準給出了不同動物的糞尿產(chǎn)生量和糞尿中各種污染物的產(chǎn)生量，日本作為畜禽糞便污染防治立類似于動物的產(chǎn)污系數(shù)1，法最多的國家，不僅頒布了關(guān)于畜禽排泄物的適當管理與有效利用的法律和畜禽排泄物的適當管理與有效利用的法律的執(zhí)行細則，在糞便特性和產(chǎn)排污系數(shù)方面有大量數(shù)據(jù)2，丹麥出版有糞便產(chǎn)排污系數(shù)手冊3。中國在產(chǎn)排污系數(shù)研究已有報道，集中在工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域，國家環(huán)?？偩挚萍紭藴仕揪幹频墓I(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊4涉及了7大工業(yè)部門的產(chǎn)排污系收稿日期：2010-07-30 修訂日期：2010-09-12基金項目：第一次全國污染源普查-畜禽養(yǎng)殖業(yè)

6、污染源產(chǎn)排污系數(shù)測算項目，國家生豬現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)（nycytx-09），公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（200803036）和動物營養(yǎng)學國家重點實驗室自主研究課題（2004DA125184（團）0808）作者簡介：董紅敏，博士，研究員，博士生導師。主要研究方向：畜牧環(huán)境工程。北京中關(guān)村南大街12號 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，100081。Email: Donghm數(shù)，吳義千根據(jù)實測、經(jīng)驗估算和公式計算相結(jié)合的加權(quán)法研究了有色金屬工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)5, 藏曙光等人根據(jù)玻璃行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，綜合考慮企業(yè)工藝、規(guī)模、原料、燃料等因素的差異，研究獲得了該行業(yè)的產(chǎn)污系數(shù)和排放系

7、數(shù)，并與國外同行業(yè)系數(shù)進行了比較分析6，任敘合等人報道了海洋石油開發(fā)工業(yè)污染物產(chǎn)生系數(shù)和排放系數(shù)研究7，林秀麗根據(jù)中國機動車的污染物排放特點，研究給出了中國機動車污染物排放系數(shù)8，程紫華和盧建敏根據(jù)鐵路運輸企業(yè)的特點研究了鐵路運輸企業(yè)污水主要污染物產(chǎn)排污系數(shù)9。與工業(yè)行業(yè)相比，盡管關(guān)于畜牧業(yè)環(huán)境和污染防治對策方面做了大量研究10-11，也在家畜糞便學12和全國規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查與防治對策13等著作中給出了有關(guān)的糞便特性參數(shù)，但迄今為止，還沒有對畜禽養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的定義、計算方法等進行科學的研究，也沒有進行系統(tǒng)的測試，對中國這樣一個品種多樣、飼料特性和飼養(yǎng)方式差異較大的國家

8、，僅僅給出幾個固定的參數(shù)，不能滿足中國環(huán)境污染防治的需要。有必要根據(jù)中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的特點，探討中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)排污系數(shù)計算方法，為污染源普查、畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境影響評價及環(huán)境保護管理，以及國家和行業(yè)有關(guān)標準制定提供科學依據(jù)。1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)定義、計算方法1.1 畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)的定義和計算方法參考其他行業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)的定義，畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)是指在典型的正常生產(chǎn)和管理條件下，304農(nóng)業(yè)工程學報 2011年一定時間內(nèi)，單個畜禽所產(chǎn)生的原始污染物量，包括糞尿量，以及糞尿中各種污染物的產(chǎn)生量?？紤]到畜禽的產(chǎn)污系數(shù)與動物品種、生產(chǎn)階段、飼料特性等相關(guān)，為了便于計量畜禽養(yǎng)殖的產(chǎn)污

9、系數(shù)，本文中以天為單位，分別計算不同動物（生豬、奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞、山羊、綿羊）、單個（頭、只）動物在不同飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)。畜禽產(chǎn)污系數(shù)具體計算公式如下FP i , j , k =QF i , j ×CF i , j , k +QU i , j ×CU i , j , k （1）同，各種污染物的去除效率不同，需要根據(jù)養(yǎng)殖場的污水處理設(shè)施的實際運行情況、測試污水在各種處理系統(tǒng)前后的污染物濃度變化，計算得到不同污染物的處理效率。畜禽養(yǎng)殖污水的利用如灌溉農(nóng)田、排入魚塘的量計為利用量；污水經(jīng)處理后的排放都認為是進入環(huán)境的污染物。2 豬場產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的案例研究為了驗證提出

10、的畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計算方法的科學性和可操作性，本文以北京某規(guī)?；i養(yǎng)殖場為案例進行分析。該豬場常年存欄繁殖母豬600頭左右，年出欄生豬1萬頭，采用干清糞工藝，固體糞便通過強制通風堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機肥，污水經(jīng)過厭氧處理后進入貯存池貯存，定期排出場外。 2.1 產(chǎn)排污系數(shù)試驗方法 2.1.1 產(chǎn)污系數(shù)試驗方法為了獲得試驗點的產(chǎn)污系數(shù)，將試驗豬分為保育、育肥和妊娠母豬3個階段進行相關(guān)參數(shù)的測定，每個階段的試驗豬為5頭。為了保證糞尿收集完全，本研究采用代謝籠中進行飼養(yǎng)試驗，豬只產(chǎn)生的糞便和尿液分開收集?？紤]到不同季節(jié)動物的飼養(yǎng)條件和飼料不同，對實驗豬進行了4個季節(jié)的測定；每個季節(jié)的試驗期1

11、2 d，其中前7 d為預(yù)飼期，后5 d為正式采樣期，在正式采樣期，每天定時收集每頭試驗豬只產(chǎn)生的糞便和尿液，稱量其產(chǎn)生量后分別采樣。為了采樣的代表性，將每天上下午分別收集的豬鮮糞便和尿液稱重和記錄后，混合均勻取3個樣品（其中固體糞便2個，尿液1個），每個樣品約0.5 kg或0.5 L。采集的樣品及時送至農(nóng)業(yè)部畜牧環(huán)境設(shè)施設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（北京），對各種原始污染物濃度進行測試分析，測定的污染物參數(shù)及測定方法如表1和表2。表1 糞的檢測指標、檢測方法和方法標準Table 1 Analysis parameters, method and standards for solidmanure項

12、 目含水率有機質(zhì)全氮 全磷 銅、鋅鉀測定方法復混肥料中游離水含量測定 真空烘箱法有機肥料（有機質(zhì)測定） 有機肥料（全氮含量測定） 有機肥料（全磷含量測定） 土壤質(zhì)量 銅、鋅的測定 火焰原子吸收分光光度法 土壤全鉀測定法方法標準號 GB 8576-88 NY 525-2002 NY 525-2002 NY 525-2002 GB/T 17138-1997NY/T 87-1988式中，F(xiàn)P i,j,k 為每頭產(chǎn)污系數(shù)，mg/d；QF i,j 為每頭糞產(chǎn)量，kg/d；CF i,j,k 為第i 種動物第j 生產(chǎn)階段糞便中含第k 種污染物的濃度，mg/kg；QU i,j 為每頭尿液產(chǎn)量，L/d；CU i

13、,j,k 為第i 種動物第j 生產(chǎn)階段尿中含有第k 種污染物的濃度，mg/L。從公式（1）可以看出，畜禽原始污染物主要來自畜禽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體糞便和尿液兩個部分，為了能夠準確的獲得各種組分的原始污染物的產(chǎn)生量，首先需要測定不同動物每天的固體糞便產(chǎn)生量和尿液產(chǎn)生量，同時采集糞便和尿液樣品進行成分分析，分析固體糞便含水率、有機質(zhì)、全氮、全磷、銅、鋅、鉛、鎘等濃度，以及尿液中的化學需氧量、氨氮、總氮、全磷、銅和鋅鉛、鎘等濃度，再根據(jù)產(chǎn)污系數(shù)計算公式就可以獲得糞尿中各種組分的產(chǎn)污系數(shù)。為了便于統(tǒng)計和分析比較，建議生豬分為保育、育成育肥和繁育母豬3個階段，牛分為出生犢牛、育成牛和成乳母牛3個階段，蛋

14、雞分為產(chǎn)蛋雞、育雛育成2個階段，肉雞為1個階段。1.2 畜禽養(yǎng)殖業(yè)排污系數(shù)的定義和計算方法畜禽污染物排放系數(shù)是指在典型的正常生產(chǎn)和管理條件下，單個畜禽每天產(chǎn)生的原始污染物經(jīng)處理設(shè)施消減或利用后，或未經(jīng)處理利用而直接排放到環(huán)境中的污染物量。本文提出的排放系數(shù)是與畜禽產(chǎn)污系數(shù)表達方式一致，以單個畜禽計。排污系數(shù)除受糞尿產(chǎn)生量及其污染物濃度的影響外，還應(yīng)考慮固體糞便收集率、收集糞便利用率；污水產(chǎn)生量、污水處理設(shè)施的處理效率、污水利用量等因素，具體計算公式如下FD i , j , k =QF i , j ×CF i , j , k ×(1F +QU i , j ×CU i

15、 , j , k ×(1T ，k WU ×1+QF i , j ×CF i , j , k ×F ×(1U WP （2）式中，F(xiàn)D i,j,k 為每頭排污系數(shù)，mg/d；F 為糞便收集率，%；T , k 為第k 種污染物處理效率，%；WU 為污水利用量，m 3/d；WP 為污水產(chǎn)生量，m 3/d；U 為糞便利用率，%。 畜禽養(yǎng)殖業(yè)的排污系數(shù)也考慮污水和固體廢棄物2個部分。固體廢棄物主要考慮收集糞便在貯存和處理過程中的流失率；污水包括在畜禽舍中未收集的糞便、尿液和沖洗水等混合物，它是畜禽養(yǎng)殖排污系數(shù)的主要來源，畜禽養(yǎng)殖污水主要是通過貯存、固液分離

16、、厭氧沼氣發(fā)酵、好氧處理、氧化塘及人工濕地等方式進行處理后利用或者排放。不同養(yǎng)殖場的處理方式和工藝組合不表2 尿的檢測指標、檢測方法和方法標準Table 2 Analysis parameters, method and standards for urine項 目pH COD Cr 氨氮 凱氏氮總磷 銅、鋅測定方法水質(zhì) pH值的測定 玻璃電極法 水質(zhì) 化學需氧量的測定 重鉻酸鹽法 水質(zhì) 銨的測定 蒸餾和滴定法水質(zhì) 凱氏氮的測定水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法 水質(zhì) 銅、鋅、鉛、鎘的測定 原子吸收分光光度法方法標準號GB 6920-86GB 11914-89GB 7478-87GB 1189

17、1-89GB 11893-89GB 7475-87第1期 董紅敏等：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計算方法305豬的生長和飼料特性是影響產(chǎn)污系數(shù)的主要參數(shù)，為了了解不同季節(jié)和飼養(yǎng)階段豬的特性，本文還對豬的體重和飼料特征進行了測定。豬的體重在試驗前后用地磅分別進行測定，豬的采食量則通過稱量飼喂前后料槽中飼料的變化確定，每天采集各階段飼料樣品1個，連續(xù)采樣5 d，采集樣品送中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所實驗室進行分析，飼料分析指標和方法標準如表3。表3 飼料的檢測指標、檢測方法和方法標準 Table 3 Analysis parameters, method and standards f

18、or feed項 目 含水量 粗蛋白 磷 銅、鋅測定方法 飼料中水分測定方法 飼料中粗蛋白測定方法 飼料中總磷的測定分光光度法 飼料中鐵、銅、錳、鋅、鎂的測定方法原子吸收光譜法方法標準號 GB/T 6435-86 GB/T 6432-1994 GB/T 6437-2002 GB/T 13885-1992表4 每頭生豬不同生產(chǎn)階段生長及飼料特性（均值±SD） Table 4 Swine grow and feed characteristic for different feedingstage (Mean±SD保育平均體重/kg 日增重/(kg·d-1 采食量/(

19、kg·d-1 攝入全氮量/(mg·d-1 攝入全磷/(g·d-1 攝入銅量/(mg·d-1 攝入鋅量/(mg·d-1飼養(yǎng)階段 育肥妊娠母豬31.3±3.9 67.9±6.7 203±3.0 0.63±0.18 0.69±0.201.7±0.27 2.5±0.47 2.3±0.18 47.5±9.5 64.8±17.2 49.3±3.8 10.7±4.6 10.9±5.8 14.2±5.3 267±

20、135 188±33 52.6±3.4 333±88 331±69 289±25.12.1.2 排污系數(shù)試驗方法根據(jù)本文前面的排污系數(shù)計算方法的定義，排污系數(shù)是在產(chǎn)污系數(shù)確定的基礎(chǔ)上，通過測定分析糞便收集率、污水處理利用效率，污水產(chǎn)生量和污水利用量、收集糞便利用率等參數(shù)計算而得。糞便收集率是通過人工干清糞收集的固體糞便量占豬只實際產(chǎn)生糞便量的比例，不同階段豬只的實際產(chǎn)糞量是通過產(chǎn)污系數(shù)試驗測定獲得，而收集糞便量是在該試驗場正常飼養(yǎng)條件下，選擇與試驗豬年齡同一批的豬舍，選擇5個欄位，稱量由飼養(yǎng)員按照正常清糞方式收集起來的糞便量而獲得。污水產(chǎn)生量和

21、利用量通過測定分別設(shè)定在進口和排水口的量水槽測量水位變化得到污水產(chǎn)生量和排放量。污水處理效率則通過測定污水在處理系統(tǒng)進口和排水口取樣分析獲得，為了考慮季節(jié)和穩(wěn)定運行的影響，該實驗在試驗場分4個季節(jié)采樣，每個季節(jié)連續(xù)采樣35 d，保證3 d有效采樣。上午和下午各采樣一次。每次采集2個樣品，每天共采集4個樣品，2個送樣分析，2個作為備用。采集的污水樣品送農(nóng)業(yè)部畜牧環(huán)境設(shè)施設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心（北京），對各種原始污染物濃度進行測試分析。污水測定的污染物參數(shù)及測定方法與表2中所列的測定方法一致。 2.2 豬的生長和飼料特性每次試驗前后對實驗豬只進行稱重，分析其體重和日增重情況，并記錄實驗豬的采食量

22、，采集飼料樣品進行分析，表4給出了3個飼養(yǎng)階段豬只的平均體重、日增重、采食量及采食的飼料中各種組分的情況，從表中可以看出，由于飼養(yǎng)階段不同，豬只的體重差別較大，采食量也不同，各個飼養(yǎng)階段中飼料組成也不相同，其中育肥豬采食量和攝入的粗蛋白最高，其次是妊娠母豬，妊娠母豬攝入的磷最高，其次育肥豬，保育豬攝入的銅和鋅最高，其次育肥豬，測定結(jié)果為不同飼養(yǎng)階段產(chǎn)污系數(shù)提供分析依據(jù)。2.3 產(chǎn)污系數(shù)的結(jié)果與分析通過4個季節(jié)的測定，按照產(chǎn)污系數(shù)計算公式（1）獲得的平均結(jié)果如表5所示。從表中可以看出，生豬不同階段糞尿產(chǎn)生量及各種原始污染物產(chǎn)生量不同，育肥豬由于生長速度快，采食量高，除尿液產(chǎn)生量比妊娠母豬低外，糞

23、便量、COD 產(chǎn)生量、全氮排放量最高，保育豬由于飼料中銅鋅微量元素添加多，雖然糞便產(chǎn)生量低，但是由于糞便中銅鋅的濃度高，銅鋅的排放量最高，妊娠母豬的尿液產(chǎn)生量和總磷排放量最高。從結(jié)果分析，生豬各個階段之間的糞尿產(chǎn)生量和部分原始污染物產(chǎn)生量存在顯著性的差異（P <0.05）（表5），3個階段的鋅產(chǎn)生量無顯著差異。因此，在考慮產(chǎn)污系數(shù)時，不能以一個階段的污染物產(chǎn)生量來代替該動物的系數(shù)，需要分階段測算，再根據(jù)該場各階段飼養(yǎng)的動物頭數(shù)，獲得較為準確的污染物產(chǎn)生量。表5 每頭生豬不同生產(chǎn)階段產(chǎn)污系數(shù)（均值±SD） Table 5 Generation coefficient in dif

24、ferent feeding stage(Mean±SD保育糞便/(kg·d-1 尿液/(L·d-1 全氮/(g·d-1 全磷/(g·d-1飼養(yǎng)階段 育肥妊娠母豬0.91±0.31a 1.73±0.60b 1.63±0.53ab 1.66±0.42a 2.83±0.42b 4.68±0.26c 20.4±5.7a 33.2±10.4ab 43.7±12.8b 3.48±1.28 a 6.06±1.78 ab 9.93±1.44

25、 bCOD/(g·d-1 252.8±70.1a 479.6±163.4b 493.4±147.4bCu/(mg·d-1 220.0±48.0 a 136.4±51.0 b 49.3±6.1 c Zn/(mg·d-1 285.3±88.6 a 281.7±120.7 a 279.0±72.8 a表6給出了文獻中生豬在不同飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)和本文研究的產(chǎn)污系數(shù)情況，從表中可以看出，計算的結(jié)果與文獻資料具有可比性，但是文獻中給出的系數(shù)與本文中實際測定的值有一定的差別，除本文研究的

26、育肥豬產(chǎn)污系數(shù)與美國ASABE 標準給出的系數(shù)基本一致外，其它飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)都有一定差異，產(chǎn)污系數(shù)的差異可能與畜禽品種，飼養(yǎng)條件等參數(shù)有關(guān)，同時，不同飼養(yǎng)階段的產(chǎn)污系數(shù)差別也較大，因此，為獲得較為科學的產(chǎn)污系數(shù)，需要分畜種，分階段進行測定。306農(nóng)業(yè)工程學報 2011年表6 每頭生豬產(chǎn)污系數(shù)比較Table 6 Summary of generation coefficient as reported in literature and current study飼養(yǎng)階段 保育 育肥 妊娠 育肥 生豬 保育 育肥 妊娠糞便/ /(kg·d-1 尿液/ /(L·d-1 糞尿

27、COD/ /(g·d-1 全氮/ /(g·d-1 全磷/ /(g·d-1 參考體重/kg資料來源1.3 2 N/A 27.36 9.62 30 2.7 5 N/A 62.33 19.99 90 農(nóng)文協(xié), 1995 2.4 5.5 N/A 62.26 17.77 230 3.152.759036.55.3570ASAE Standards, 2004國家環(huán)境保護總局自然2 3.3 130.7 22.7 8.5 N/A生態(tài)保護司，20020.67 1.48 184.4 18.3 2.5 30 1.41 2.84 391.3 36.3 5.2 70 本文研究，2010

28、1.71 4.8 480.7 46.0 8.2 200注：表中部分數(shù)據(jù)是通過文獻中原始數(shù)據(jù)換算而得到。2.4 排污系數(shù)的結(jié)果與分析表7給出了不同季節(jié)生豬糞便收集率的情況，從表中看出，保育豬糞便收集率是68.2%±29.9%，育肥豬的糞便收集率是83.2%±12.4%，妊娠母豬固體糞便基本上全部收集起來，這與實際生產(chǎn)情況一致，保育豬是床上飼養(yǎng)，飼養(yǎng)員很難從床下收集完所有固體糞便，余下的部分主要通過水沖洗后進入污水系統(tǒng)，育肥豬由于每欄的飼養(yǎng)頭數(shù)在10頭左右，欄內(nèi)產(chǎn)生的糞便會由于豬只的活動而使部分隨尿液或飲水器漏水而進入污水系統(tǒng)，而妊娠母豬每欄只飼養(yǎng)12頭，地面是實體地板，固體糞

29、便能夠收集完全。表7 生豬不同生產(chǎn)階段糞便收集率Table 7 Manure collection rate in different feeding stage%階段 保育 育肥 妊娠春夏秋冬平均值SD100.0 87.1 45.5 40.0 68.2 29.9 84.0 78.2 100.0 70.7 83.2 12.4 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 0.0排污系數(shù)定義排出場外的污水就認為是排放，本案例中豬場的污水在經(jīng)過厭氧處理后就排放出場外的污水溝中貯存，污水沒有利用，同時，固體糞便經(jīng)過堆肥和貯存后直接進入農(nóng)田利用，固體糞便流失率為0，根據(jù)以上管理方式，以及

30、排污系數(shù)計算公式和方法，可以獲得不同生長階段的排污系數(shù)，具體結(jié)果如表8所示，對3個階段的排污系數(shù)進行顯著性分析，結(jié)果表明只有保育豬和妊娠母豬的全氮排污系數(shù)存在顯著性差異，其它都無顯著性差異。表8 每頭生豬不同生產(chǎn)階段排污系數(shù)（均值±SD） Table 8 Discharge coefficient in different feeding stage(Mean±SD飼養(yǎng)階段-1保育a育肥a妊娠母豬COD/(g·d 44.9±48.1 64.1±56.5 22.5±14.3a 全氮/(g·d-1 全磷/(g·d-11

31、4.1±5.6a 20.9±6.4ab 36.3±20.7b 1.0±1.1a 1.8±1.3a 0.4±0.3aCu/(mg·d-1 17.0±19.9a 10.9±8.3a 0.2±0.1a Zn/(mg·d-1 24.9±27.9a 31.4±20.8a 4.6±3.6a試驗點的污水主要是通過常溫厭氧發(fā)酵對污染物進行去除，從測試的結(jié)果分析，由于季節(jié)不同、污染物種類不同，去除效率也不相同，COD 、TKN 、TP 、Cu 和Zn 不同季節(jié)的去除效率如圖

32、1所示，由于是常溫厭氧處理，各種污染物的去除效率季節(jié)性影響較大，冬天由于溫度低，COD 的去除效率最低，從圖上也可以分析，在厭氧過程中TKN 無法去除，還有增加的趨勢，COD 、TKN 、TP 、Cu 和Zn 平均去除效率分別為52.6%±23%，-13.2%±11.4%，43.9%±29.4%，62.7%±22%和63.1%±19.6%。 2.5 排污系數(shù)與產(chǎn)污系數(shù)比較分析通過排污系數(shù)與產(chǎn)污系數(shù)比較分析，保育豬和育肥豬各種污染物排放量占產(chǎn)生量的比例相近，COD 、全氮、全磷、Cu 和Zn 的排放量占產(chǎn)生量的比例如圖2所示，從圖上可以看出，通過

33、固體糞便堆肥處理利用和污水厭氧處理后，COD 、全磷、Cu 和Zn 的排放系數(shù)與產(chǎn)生系數(shù)的比例都在30%以下，由于厭氧處理無法去除全氮，全氮的排放量較高，不同階段的排污系數(shù)占產(chǎn)污系數(shù)的比例為63%83%。 圖1 不同季節(jié)厭氧處理污水去除效率Fig.1 Wastewater remove efficiency in different season圖2 排放系數(shù)與產(chǎn)生系數(shù)比例Fig.2 Discharge coefficient and generation coefficient ratio第1期 董紅敏等：畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)計算方法3073 結(jié)論與討論通過分析首次提出了畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)

34、污系數(shù)和排污系數(shù)概念和計算方法。該方法針對畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便是可利用資源這一特點，區(qū)分產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)，有利于準確分析和判斷畜禽養(yǎng)殖業(yè)對污染的貢獻。結(jié)合豬場實際，進行了豬場產(chǎn)污系數(shù)和排污系數(shù)的案例研究，在演示產(chǎn)污系數(shù)排污系數(shù)相關(guān)參數(shù)測定方法的同時，得出該典型場的產(chǎn)排污系數(shù)，其中：保育、育肥和妊娠母豬3個階段的COD 產(chǎn)污系數(shù)分別為每頭252.8、479.6、493.4 g/d，全氮分別為每頭20.4、33.2、43.7 g/d和全磷分別為每頭3.48、6.06、9.93 g/d，在該豬場廢棄物處理系統(tǒng)的運行情況下，計算得出了該場保育、育肥和妊娠母豬三個階段的COD 排污系數(shù)分別為每頭44.9、6

35、4.1、22.5 g/d，全氮分別為每頭14.1、20.9、36.3 g/d和全磷分別為每頭1.0、1.8、0.4 g/d。北京典型豬場產(chǎn)排污系數(shù)結(jié)果表明，COD 、全磷、Cu 和Zn 排放系數(shù)占產(chǎn)污系數(shù)比例都低于30%，全氮排污系數(shù)占產(chǎn)污系數(shù)的比例為63%83%，說明豬場氮污染應(yīng)引起重視。研究給出的產(chǎn)排污系數(shù)計算方法主要是針對固體廢棄物和污水，沒有考慮氣體排放。隨著氣候變化等全球環(huán)境問題的重視，建議盡快開展氣體尤其是畜禽養(yǎng)殖業(yè)排出的CH 4、N 2O 等溫室氣體和氨氣的產(chǎn)生和排放系數(shù)研究與測定。參 考 文 獻1 ASAE Standards, 51th ed. 2004. D384.1: M

36、anure Productionand CharacteristicsM. 2004: 666669.St. Joseph, Mich.: ASABE.2 農(nóng)文協(xié). 畜產(chǎn)環(huán)境對策大事典M，1995，日本：東京農(nóng)山漁村文化協(xié)會出版社.3 Hanne Damgarrd Poulsen, Verner Friis Kristensen. StandardValues for Farm Manure-A Revaluation of the Danish Standard Values Concerning the Nitrogen, Phosphorous and Potassium content

37、 of manure M, DIAS report. No7. Animal Husbandry, 1998.12, pp167. 4 國家環(huán)境保護局科技標準司工業(yè)污染物產(chǎn)生和排放系數(shù)手冊M1996，北京：中國環(huán)境科學出版社.5 吳義千. 加權(quán)法計算有色金屬工業(yè)主要產(chǎn)品的產(chǎn)污和排污系數(shù)的研究J. 礦冶，1995，4(4：101107.Wu Yiqian. Study on calculation of factors of production anddischarge of pollutants with weighted method for mainproducts produced i

38、n nonferrous metals industryJ. Mining and metallurgy, 1995, 4(4: 101107. (in Chinese with English abstract6 藏曙光，龐坤，馬振珠，等. 國內(nèi)平板玻璃行業(yè)產(chǎn)排污染系數(shù)核算及與國外產(chǎn)排污系數(shù)比較J. 建筑玻璃與工業(yè)玻璃，2009(10：1013.7 任敘合，程建軍，張海娟，等. 海洋石油開發(fā)工業(yè)污染物產(chǎn)生系數(shù)和排放系數(shù)研究J. 中國海上油氣，2006，18(2：141144.Ren Xuhe, Cheng Jianjun, Zhang Haijuan, et al. Study on the

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43、nt and discharge coefficient in animal production Dong Hongmin , Zhu Zhiping, Huang Hongkun, Chen Yongxin, Shang Bin, Tao Xiuping, Zhou Zhongkai (Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences; Animal Environmental Facility Surveillance, Inspection and Te