摘要：屠宰行業(yè)是總氮排放的重點行業(yè)，但由于缺乏監(jiān)測，該行業(yè)的總氮排放量尚無法準確估算。通過對屠宰廢水相關(guān)排放標準的國內(nèi)外對比、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，預測了中國“十三五”期間屠宰行業(yè)的總氮排放量，并對屠宰行業(yè)的總氮減排機制進行了深入探討。

　　“十二五”期間，我國將COD和氨氮納入排放總量控制指標，這對我國水環(huán)境質(zhì)量的改善起到了重要作用。但在太湖、滇池、巢湖等重點流域，總氮和總磷超標的問題更為突出。其中，總氮是造成我國水體富營養(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)濟和支撐體系等方面綜合考慮，我國目前仍以控制氨氮排放為主。但面對日益嚴峻的環(huán)保形勢，我國也已認識到總氮控制的緊迫性和必要性，在新修訂的污染物排放標準中均增加了嚴格的總氮排放控制指標，并已著手探索重點流域、重點行業(yè)的總氮減排。

　　屠宰行業(yè)是我國重要的水污染物排放行業(yè)。據(jù)初步統(tǒng)計，2013年我國屠宰廢水排放量約10.0億ｍ3，COD 排放量約為9.55萬ｔ，氨氮排放量約為1.50萬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，屠宰行業(yè)還是總氮排放的重點行業(yè)。但由于缺乏監(jiān)測，排放量尚無法準確估算。因此，本研究通過對屠宰廢水相關(guān)排放標準的國內(nèi)外對比、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，預測了我國屠宰行業(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。

　　《美國聯(lián)邦法典》（CFR）第40卷的432部分為“肉類加工業(yè)點源控制標準”，該文件于1974年首次發(fā)布，2004年又進行了修訂，其適用范圍包括牛、豬、羊、雞、鴨等畜禽的屠宰行業(yè)，規(guī)定了各類工藝及產(chǎn)品的污染物最高允許排放限值，其中禽類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“屠宰及肉類加工業(yè)”文件列舉了該行業(yè)通過實施BAT所能達到的總氮排放水平（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》（簡稱EHS指南），提出了肉類及禽類加工的污染物排放標準，其中總氮日平均排放限值為10ｍｇ/L。德國出臺了肉類加工行業(yè)污水排放標準及限值，其中包括總氮指標（標準抽樣或２ｈ混合抽樣的總氮測定限值為18～25ｍｇ/L）。

　　綜合主要國家、地區(qū)及國際組織的相關(guān)標準來看，大部分發(fā)達國家對屠宰行業(yè)的總氮排放要求均設(shè)在相關(guān)標準中，而包括我國在內(nèi)的很多發(fā)展中國家（如印度）均沒有。1992年我國出臺了《肉類加工工業(yè)水污染物排放標準》（GB13457-92），其中只規(guī)定了氨氮指標，并未對總氮的排放限值進行規(guī)定。

　　本研究對我國主要畜禽類別（豬、牛、羊、禽類）屠宰廢水的總氮年排放量（2010—2012年）進行了估算，見式（１）。

　?。剑?times;ｍ （１）

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

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

　　2010—2012年我國屠宰行業(yè)的總氮年產(chǎn)生（排放）量估算結(jié)果見表１。由表１可見，３年間屠宰行業(yè)的總氮產(chǎn)生量緩慢上升，由10.51萬ｔ/a上升至11.17萬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，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％?？梢姡i屠宰的總氮減排是我國屠宰行業(yè)總氮減排的關(guān)鍵所在。

 

　　

　　圖１　2012年我國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年我國各地屠宰行業(yè)的總氮排放量見圖2（數(shù)據(jù)不包括港澳臺地區(qū)）。由圖２可見，2012年我國屠宰行業(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個省（市、自治區(qū)）。

　　

　　圖2　2012年我國各地屠宰行業(yè)的總氮排放量

　　

　　圖3　2005—2013年我國肉類產(chǎn)品的產(chǎn)量和年增長率

 

3　屠宰廢水的總氮處理技術(shù)對比

　　屠宰廢水的水質(zhì)受加工對象、生產(chǎn)工藝、用水量、工人勞動素質(zhì)和設(shè)備水平等多方面的影響，變動較大。根據(jù)《手冊》，不同的廢水末端治理技術(shù)所對應的產(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＋好氧生物處理工藝、沉淀分離工藝等。分別假設(shè)2012年我國采用以上３種技術(shù)進行豬屠宰廢水治理，則估算得到豬屠宰的總氮排放量分別為1.02萬、1.05萬、6.10萬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年我國采用以上２種技術(shù)進行羊屠宰廢水治理，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＋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年我國采用以上３種技術(shù)進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ｔ/a。假設(shè)2012年我國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ｔ/a?？梢?，生物處理技術(shù)的總氮去除效果遠遠高于沉淀分離技術(shù)，屠宰行業(yè)的總氮減排應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，2005年以來，我國肉類產(chǎn)品產(chǎn)量的年均增長率在2.5％左右。本研究假設(shè)３種情景（2015—2020年我國肉類產(chǎn)品產(chǎn)量的年均增長率分別為2.0％、2.5％、3.0％）來預測2020年我國屠宰行業(yè)的總氮排放量，結(jié)果見表2。

　　GB 13457-92只規(guī)定了SS、BOD5、COD、氨氮的排放限值，未對總氮設(shè)定排放限值，應盡快加強該標準的修訂工作，制定合理的總氮控制標準。清潔生產(chǎn)標準在環(huán)境影響評價、清潔生產(chǎn)審核工作中可起到重要作用。應盡快制定屠宰行業(yè)的清潔生產(chǎn)標準，引導肉類加工企業(yè)從全過程削減污染物的產(chǎn)生量和排放量，降低末端治理成本。

　　《屠宰與肉類加工廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2004-2010）的出臺進一步規(guī)范了屠宰與肉類加工廢水治理工程的設(shè)計、施工、驗收和運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、動植物油、pH等指標，未考慮總氮的去除要求，也應予以適時修訂。

　　應倡導清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排和資源綜合利用的屠宰生產(chǎn)方式。對污染物排放量大、不能穩(wěn)定達標的屠宰企業(yè)，強制開展清潔生產(chǎn)審核工作，要求按照審核要求進行技術(shù)改造（如采取干法清糞工藝，清除的糞便在無害化處理完后可加工成肥料；加大血污的收集力度；采用風道輸送技術(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利用率，以削減總氮排放量；對仍不能滿足排放要求的企業(yè)，應實行限產(chǎn)限排；努力提升行業(yè)的技術(shù)管理水平，在定點屠宰場配套實施沼氣工程，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。

　　屠宰廢水含有大量的有機物，且往往含有過量的氮、磷等導致水體富營養(yǎng)化的元素，加之水質(zhì)、水量波動大，經(jīng)單一的治理工藝處理很難達標排放。而多種工藝的聯(lián)合使用可以達到更好的去污效果。目前，國內(nèi)外常用的屠宰廢水組合處理工藝有：折板厭氧反應器（ABR）—循環(huán)活性污泥系統(tǒng)（CASS）、厭氧流化床和膨脹床反應器（AFBR）—厭氧遷移式污泥床反應器（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)合使用可以彌補相互的缺點，從而提高整體的去污效果。在具體的工藝選擇上，各屠宰場可根據(jù)屠宰和加工的種類，水量、水質(zhì)特點，受納水體的環(huán)境功能，當?shù)氐呐欧乓蟮葋磉x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、適當集中、方便消費”的原則，指導各地按禽畜養(yǎng)殖規(guī)模、交通運輸條件、環(huán)境承載能力、市場消費需求等來制訂和修訂屠宰行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃。屠宰場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。

　　鼓勵大型屠宰企業(yè)向產(chǎn)業(yè)鏈兩頭延伸發(fā)展，引導企業(yè)向養(yǎng)殖、銷售終端兩頭延伸。目前，我國還存在一些小型的屠宰企業(yè)，有些甚至沒有經(jīng)過審核登記，生產(chǎn)工藝及設(shè)備落后，沒有配套屠宰廢水處理設(shè)施。建議相關(guān)部門加大監(jiān)管、審核力度，對達不到相應要求的，責令限期整改或取消定點屠宰資格。

　　在“十三五”期間，應運用中央和地方財政資金，引導屠宰企業(yè)加大環(huán)境保護投資，支持企業(yè)進行技術(shù)升級改造。對一些自愿進行技術(shù)升級的企業(yè)，可以通過資金補助、低息貸款等方式進行資助；加強檢驗檢疫能力建設(shè)，新建或改造廢水處理和無害化處理設(shè)施；對優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局關(guān)閉的屠宰企業(yè)予以適當補償。

　　加強對現(xiàn)有定點屠宰場的環(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)；對新建項目必須執(zhí)行環(huán)境影響評估和項目竣工環(huán)境保護驗收。同時，完善有關(guān)標準、制度，并督促屠宰企業(yè)嚴格落實執(zhí)行，保證屠宰廢水的達標排放；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、縣三級貫通的屠宰監(jiān)管技術(shù)支撐系統(tǒng)，實現(xiàn)對屠宰企業(yè)的遠程實時監(jiān)控和行業(yè)管理工作的信息化。

　　加強對企業(yè)的環(huán)境保護宣傳教育，激發(fā)企業(yè)自身的責任感，建立企業(yè)自愿執(zhí)行環(huán)境政策、法規(guī)的自我管理機制，發(fā)揮行業(yè)協(xié)會及有關(guān)中介組織的橋梁紐帶作用。加強國際交流、推廣先進技術(shù)、組織專業(yè)培訓，使企業(yè)認識到環(huán)境保護的重要性。