摘要：屠宰行業(yè)是總氮排放的重點(diǎn)行業(yè)，但由于缺乏監(jiān)測(cè)，該行業(yè)的總氮排放量尚無(wú)法準(zhǔn)確估算。通過(guò)對(duì)屠宰廢水相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)內(nèi)外對(duì)比、行業(yè)總氮產(chǎn)排污狀況以及水污染防治技術(shù)等的分析，預(yù)測(cè)了中國(guó)“十三五”期間屠宰行業(yè)的總氮排放量，并對(duì)屠宰行業(yè)的總氮減排機(jī)制進(jìn)行了深入探討。

　　“十二五”期間，我國(guó)將COD和氨氮納入排放總量控制指標(biāo)，這對(duì)我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量的改善起到了重要作用。但在太湖、滇池、巢湖等重點(diǎn)流域，總氮和總磷超標(biāo)的問(wèn)題更為突出。其中，總氮是造成我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要控制污染物，直接威脅水環(huán)境質(zhì)量和飲用水安全。而從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和支撐體系等方面綜合考慮，我國(guó)目前仍以控制氨氮排放為主。但面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，我國(guó)也已認(rèn)識(shí)到總氮控制的緊迫性和必要性，在新修訂的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中均增加了嚴(yán)格的總氮排放控制指標(biāo)，并已著手探索重點(diǎn)流域、重點(diǎn)行業(yè)的總氮減排。

　　屠宰行業(yè)是我國(guó)重要的水污染物排放行業(yè)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)屠宰廢水排放量約10.0億ｍ3，COD 排放量約為9.55萬(wàn)ｔ，氨氮排放量約為1.50萬(wàn)ｔ，分別約占農(nóng)副食品加工業(yè)排放總量的62.9％、33.8％、63.8％。與此同時(shí)，屠宰行業(yè)還是總氮排放的重點(diǎn)行業(yè)。但由于缺乏監(jiān)測(cè)，排放量尚無(wú)法準(zhǔn)確估算。因此，本研究通過(guò)對(duì)屠宰廢水相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)內(nèi)外對(duì)比、行業(yè)總氮產(chǎn)排污狀況以及水污染防治技術(shù)等的分析，預(yù)測(cè)了我國(guó)屠宰行業(yè)“十三五”期間的總氮排放量，并提出具體的減排措施，旨在為“十三五”期間的總氮減排提供決策支持。

　　《美國(guó)聯(lián)邦法典》（CFR）第40卷的432部分為“肉類(lèi)加工業(yè)點(diǎn)源控制標(biāo)準(zhǔn)”，該文件于1974年首次發(fā)布，2004年又進(jìn)行了修訂，其適用范圍包括牛、豬、羊、雞、鴨等畜禽的屠宰行業(yè)，規(guī)定了各類(lèi)工藝及產(chǎn)品的污染物最高允許排放限值，其中禽類(lèi)屠宰及肉制品加工的總氮日最大排放限值為147ｍｇ/Ｌ，30ｄ的日平均排放限值為103ｍｇ/L。歐盟的最佳可得技術(shù)（BAT）參考文件（BREF）中的“屠宰及肉類(lèi)加工業(yè)”文件列舉了該行業(yè)通過(guò)實(shí)施BAT所能達(dá)到的總氮排放水平（日平均限值為15～40ｍｇ/L）。世界銀行于2007年4月30日發(fā)布了《環(huán)境、健康與安全指南》（簡(jiǎn)稱(chēng)EHS指南），提出了肉類(lèi)及禽類(lèi)加工的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，其中總氮日平均排放限值為10ｍｇ/L。德國(guó)出臺(tái)了肉類(lèi)加工行業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)及限值，其中包括總氮指標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)抽樣或２ｈ混合抽樣的總氮測(cè)定限值為18～25ｍｇ/L）。

　　綜合主要國(guó)家、地區(qū)及國(guó)際組織的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，大部分發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)屠宰行業(yè)的總氮排放要求均設(shè)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，而包括我國(guó)在內(nèi)的很多發(fā)展中國(guó)家（如印度）均沒(méi)有。1992年我國(guó)出臺(tái)了《肉類(lèi)加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13457-92），其中只規(guī)定了氨氮指標(biāo)，并未對(duì)總氮的排放限值進(jìn)行規(guī)定。

　　本研究對(duì)我國(guó)主要畜禽類(lèi)別（豬、牛、羊、禽類(lèi)）屠宰廢水的總氮年排放量（2010—2012年）進(jìn)行了估算，見(jiàn)式（１）。

　?。剑?times;ｍ （１）

　　式中：ｙ 為總氮產(chǎn)生（排放）量；ｘ 為單位質(zhì)量肉類(lèi)產(chǎn)品的總氮產(chǎn)生（排放）系數(shù)；ｍ 為肉類(lèi)產(chǎn)品的年產(chǎn)量。式中各變量單位根據(jù)實(shí)際計(jì)算確定。

　　單位質(zhì)量肉類(lèi)產(chǎn)品的總氮產(chǎn)生（排放）系數(shù)來(lái)源于《工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)（第二分冊(cè)）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《手冊(cè)》）。不同屠宰場(chǎng)采用的廢水末端處理工藝不同，其所對(duì)應(yīng)的總氮產(chǎn)生（排放）系數(shù)也不同。但由于缺乏各屠宰場(chǎng)采用的廢水末端治理工藝的具體統(tǒng)計(jì)，本研究假設(shè)所有屠宰廢水至少接受《手冊(cè)》規(guī)定的最低程度的末端治理，各種畜禽單位質(zhì)量肉類(lèi)產(chǎn)品的總氮排放系數(shù)采用各類(lèi)末端處理工藝的平均值。各種畜禽肉類(lèi)產(chǎn)品產(chǎn)量來(lái)源于《中國(guó)畜牧業(yè)年鑒》（2011—2013年）。

　　2010—2012年我國(guó)屠宰行業(yè)的總氮年產(chǎn)生（排放）量估算結(jié)果見(jiàn)表１。由表１可見(jiàn)，３年間屠宰行業(yè)的總氮產(chǎn)生量緩慢上升，由10.51萬(wàn)ｔ/a上升至11.17萬(wàn)ｔ/a，而總氮排放量變化并不顯著，年排放量約占年產(chǎn)生量的１/3。

　　由圖１可見(jiàn)，2012年豬屠宰所排放的總氮（27 194ｔ）占屠宰行業(yè)排放總量的75.55％，禽類(lèi)屠宰的總氮排放量（3 743ｔ）次之，占10.40％；羊和牛屠宰的總氮排放量分別占7.49％、6.56％。可見(jiàn)，豬屠宰的總氮減排是我國(guó)屠宰行業(yè)總氮減排的關(guān)鍵所在。

 

　　

　　圖１　2012年我國(guó)各畜種屠宰的總氮排放量所占比例

　2.3　排放的地區(qū)分布特征

　　2012年我國(guó)各地屠宰行業(yè)的總氮排放量見(jiàn)圖2（數(shù)據(jù)不包括港澳臺(tái)地區(qū)）。由圖２可見(jiàn)，2012年我國(guó)屠宰行業(yè)總氮排放量前５名依次為山東、河南、四川、湖南和廣東，排放量分別占我國(guó)屠宰行業(yè)總氮排放總量的5.72％～9.69％；而西藏、寧夏、青海、上海、北京則為總氮排放量較低的5個(gè)?。ㄊ?、自治區(qū)）。

　　

　　圖2　2012年我國(guó)各地屠宰行業(yè)的總氮排放量

　　

　　圖3　2005—2013年我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)品的產(chǎn)量和年增長(zhǎng)率

 

3　屠宰廢水的總氮處理技術(shù)對(duì)比

　　屠宰廢水的水質(zhì)受加工對(duì)象、生產(chǎn)工藝、用水量、工人勞動(dòng)素質(zhì)和設(shè)備水平等多方面的影響，變動(dòng)較大。根據(jù)《手冊(cè)》，不同的廢水末端治理技術(shù)所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)（排）污系數(shù)不同。豬屠宰廢水的末端治理技術(shù)主要包括物理＋厭氧／好氧生物組合工藝、化學(xué)＋好氧生物處理工藝、沉淀分離工藝等。分別假設(shè)2012年我國(guó)采用以上３種技術(shù)進(jìn)行豬屠宰廢水治理，則估算得到豬屠宰的總氮排放量分別為1.02萬(wàn)、1.05萬(wàn)、6.10萬(wàn)ｔ/a。羊屠宰廢水的末端治理技術(shù)主要包括物理＋厭氧／好氧生物組合工藝、沉淀分離工藝等。分別假設(shè)2012年我國(guó)采用以上２種技術(shù)進(jìn)行羊屠宰廢水治理，則估算得到羊屠宰的總氮排放量分別為702.1、4690.0ｔ/a。家禽屠宰廢水的末端治理技術(shù)主要包括化學(xué)＋厭氧／好氧生物組合工藝、物理＋好氧生物處理工藝、物理＋厭氧／好氧生物組合工藝等。分別假設(shè)2012年我國(guó)采用以上３種技術(shù)進(jìn)行家禽屠宰廢水治理，則估算得到家禽屠宰的總氮排放量分別為3409、4247、3572ｔ/a。假設(shè)2012年我國(guó)的屠宰廢水僅接受最低程度的末端治理（以沉淀分離處理為主），則總氮排放量至少為7.52萬(wàn)ｔ/a。假設(shè)2012年我國(guó)的屠宰廢水均接受物理＋厭氧／好氧生物組合工藝處理，則總氮排放量約為1.51萬(wàn)ｔ/a。可見(jiàn)，生物處理技術(shù)的總氮去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于沉淀分離技術(shù)，屠宰行業(yè)的總氮減排應(yīng)在末端治理上大力推廣生物處理等高效技術(shù)。

　　由圖３可見(jiàn)，2005年以來(lái)，我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)品產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率在2.5％左右。本研究假設(shè)３種情景（2015—2020年我國(guó)肉類(lèi)產(chǎn)品產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率分別為2.0％、2.5％、3.0％）來(lái)預(yù)測(cè)2020年我國(guó)屠宰行業(yè)的總氮排放量，結(jié)果見(jiàn)表2。

　　GB 13457-92只規(guī)定了SS、BOD5、COD、氨氮的排放限值，未對(duì)總氮設(shè)定排放限值，應(yīng)盡快加強(qiáng)該標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，制定合理的總氮控制標(biāo)準(zhǔn)。清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)在環(huán)境影響評(píng)價(jià)、清潔生產(chǎn)審核工作中可起到重要作用。應(yīng)盡快制定屠宰行業(yè)的清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)肉類(lèi)加工企業(yè)從全過(guò)程削減污染物的產(chǎn)生量和排放量，降低末端治理成本。

　　《屠宰與肉類(lèi)加工廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2004-2010）的出臺(tái)進(jìn)一步規(guī)范了屠宰與肉類(lèi)加工廢水治理工程的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和運(yùn)行管理等方面的相關(guān)技術(shù)要求，但該規(guī)范僅考慮了COD、BOD5、SS、氨氮、動(dòng)植物油、pH等指標(biāo)，未考慮總氮的去除要求，也應(yīng)予以適時(shí)修訂。

　　應(yīng)倡導(dǎo)清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排和資源綜合利用的屠宰生產(chǎn)方式。對(duì)污染物排放量大、不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的屠宰企業(yè)，強(qiáng)制開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核工作，要求按照審核要求進(jìn)行技術(shù)改造（如采取干法清糞工藝，清除的糞便在無(wú)害化處理完后可加工成肥料；加大血污的收集力度；采用風(fēng)道輸送技術(shù)；采用豬血制蛋白粉、畜禽骨深加工、牛血深加工等技術(shù)；采用現(xiàn)代化生豬屠宰成套設(shè)備等），逐步提高廢水的重復(fù)利用率，以削減總氮排放量；對(duì)仍不能滿(mǎn)足排放要求的企業(yè)，應(yīng)實(shí)行限產(chǎn)限排；努力提升行業(yè)的技術(shù)管理水平，在定點(diǎn)屠宰場(chǎng)配套實(shí)施沼氣工程，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

　　屠宰廢水含有大量的有機(jī)物，且往往含有過(guò)量的氮、磷等導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的元素，加之水質(zhì)、水量波動(dòng)大，經(jīng)單一的治理工藝處理很難達(dá)標(biāo)排放。而多種工藝的聯(lián)合使用可以達(dá)到更好的去污效果。目前，國(guó)內(nèi)外常用的屠宰廢水組合處理工藝有：折板厭氧反應(yīng)器（ABR）—循環(huán)活性污泥系統(tǒng)（CASS）、厭氧流化床和膨脹床反應(yīng)器（AFBR）—厭氧遷移式污泥床反應(yīng)器（AMBR）、溶解氣體浮選法（DAF）—升流式厭氧污泥床（UASB）、序批式活性污泥法（SBR）—DAF—UV、UASB—SBR、UASB—A/O、水解酸化—接觸氧化、水解酸化—A/O工藝等。工藝的聯(lián)合使用可以彌補(bǔ)相互的缺點(diǎn)，從而提高整體的去污效果。在具體的工藝選擇上，各屠宰場(chǎng)可根據(jù)屠宰和加工的種類(lèi)，水量、水質(zhì)特點(diǎn)，受納水體的環(huán)境功能，當(dāng)?shù)氐呐欧乓蟮葋?lái)選擇適用的屠宰廢水深度治理工藝。

　　按照“合理布局、控制總量、保證質(zhì)量、適當(dāng)集中、方便消費(fèi)”的原則，指導(dǎo)各地按禽畜養(yǎng)殖規(guī)模、交通運(yùn)輸條件、環(huán)境承載能力、市場(chǎng)消費(fèi)需求等來(lái)制訂和修訂屠宰行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。屠宰場(chǎng)的合理布局有利于屠宰廢水的集中處理和回收利用，還可有效降低治理成本。

　　鼓勵(lì)大型屠宰企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈兩頭延伸發(fā)展，引導(dǎo)企業(yè)向養(yǎng)殖、銷(xiāo)售終端兩頭延伸。目前，我國(guó)還存在一些小型的屠宰企業(yè)，有些甚至沒(méi)有經(jīng)過(guò)審核登記，生產(chǎn)工藝及設(shè)備落后，沒(méi)有配套屠宰廢水處理設(shè)施。建議相關(guān)部門(mén)加大監(jiān)管、審核力度，對(duì)達(dá)不到相應(yīng)要求的，責(zé)令限期整改或取消定點(diǎn)屠宰資格。

　　在“十三五”期間，應(yīng)運(yùn)用中央和地方財(cái)政資金，引導(dǎo)屠宰企業(yè)加大環(huán)境保護(hù)投資，支持企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。對(duì)一些自愿進(jìn)行技術(shù)升級(jí)的企業(yè)，可以通過(guò)資金補(bǔ)助、低息貸款等方式進(jìn)行資助；加強(qiáng)檢驗(yàn)檢疫能力建設(shè)，新建或改造廢水處理和無(wú)害化處理設(shè)施；對(duì)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局關(guān)閉的屠宰企業(yè)予以適當(dāng)補(bǔ)償。

　　加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有定點(diǎn)屠宰場(chǎng)的環(huán)境治理，依法關(guān)閉或遷出位于飲用水源地、密集居住區(qū)等環(huán)境敏感地帶的屠宰企業(yè)；對(duì)新建項(xiàng)目必須執(zhí)行環(huán)境影響評(píng)估和項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收。同時(shí)，完善有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、制度，并督促屠宰企業(yè)嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)行，保證屠宰廢水的達(dá)標(biāo)排放；創(chuàng)新監(jiān)管手段，提高監(jiān)管效率；利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建設(shè)省、市、縣三級(jí)貫通的屠宰監(jiān)管技術(shù)支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)屠宰企業(yè)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和行業(yè)管理工作的信息化。

　　加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的環(huán)境保護(hù)宣傳教育，激發(fā)企業(yè)自身的責(zé)任感，建立企業(yè)自愿執(zhí)行環(huán)境政策、法規(guī)的自我管理機(jī)制，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)及有關(guān)中介組織的橋梁紐帶作用。加強(qiáng)國(guó)際交流、推廣先進(jìn)技術(shù)、組織專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，使企業(yè)認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。