我國是世界上最大的生豬養殖和豬肉消耗國，據農業部2015年統計數據，我國生豬2015年出欄量為70 825萬頭，豬肉產量達5 487萬噸，出欄數和豬肉消費量均約占世界總量的50%左右。雖然取得了如此巨大的進步，但也必須清醒地認識到，當前我國的養豬業，還存在著病死率高、環境汙染嚴重、勞動效率低下等重大問題。特別是養豬場環境汙染問題，更是觸目驚心，已經嚴重製約了我國養豬業的健康發展。雖然相關政府部門在養豬環境汙染問題方麵采取了大量措施，但由於相關的技術方案不完善，並沒有取得理想的效果。一些地區幹脆采取極端手段，一刀切地全麵拆除豬舍。這種方法雖然在局部地區快速地消除豬場汙染問題，但對當地的肉食品供給、農民的致富產生了極大的負麵影響，而且從本質上來說隻是將豬場的汙染問題轉移到了其他地區而已，並沒有從根本上解決問題。“豬糧安天下”，解決豬場的汙染問題絕對不是簡單的禁養限養就能解決的。事實上，通過科學的方法，是完全能夠有效地解決汙染問題。本文就目前豬場汙染問題產生的主要原因及三步法汙水處理技術進行簡要闡述。
筆者認為：造成當前豬場環境汙染問題如此嚴重的主要原因不是技術問題，而是解決養豬汙染的思維方法存在問題，我國養豬業環境汙染問題產生的根本原因在於目前我國豬場汙水處理方案普遍存在的養殖環節與汙水處理環節完全脫節，養豬場僅僅關注養豬技術，對後續的汙水處理難度及後果認識不足，關心不夠，豬場每天的汙水排放量巨大;汙水處理公司則僅僅著眼於汙水處理技術本身，對於汙水的來源及減排等方麵缺乏興趣，對汙水處理設施投資及運行的經濟因素也考量不多。而養殖環節與汙水處理環節的完全脫節，最直接的後果就是已有的汙水處理方案多存在投資特別巨大、運行成本高昂、管理難度大、處理效果不穩定等致命缺陷。很多豬場即使從國家獲得大量的財政補貼建立了汙水處理設施，但由於後續的高昂運行費用無法承受，以及管理複雜等因素，建成的設施也多閑置或廢棄。
解決我國養豬業的環境汙染問題，需要從豬場設計就開始考慮汙水處理問題，全麵考慮養豬過程的汙水排放與後續的汙水處理過程，並據此采取科學合理的方法。三步法豬場環境汙染整體解決方案正是基於這一思路提出的，具體為：汙水源頭減排—糞尿分離—立頁增氧汙水處理係統。
1、汙水源頭減排
豬場汙水是一種高有機物濃度的汙水，處理難度極大。很多豬場在建廠之初，缺乏對後續汙水處理難度的清醒認識，沒有采取節水設計思路，還是沿用傳統的水衝糞設計工藝;還有一些豬場雖然設計成人工幹清糞工藝，但是在日常運行過程中，工人習慣采用水每天衝洗欄舍，造成豬場用水量巨大，汙水產生量多。傳統的一個自繁自養的萬頭豬場，如果豬舍設計不科學，每天產生的汙水量在150噸～200噸之間;而科學節水設計的豬舍，每天產生的汙水量完全可以控製在30噸以內。筆者在湖南瀏陽設計的一個專業育肥豬場，年出欄量約5 000頭肥豬，每天的汙水排放量平均僅為4～6噸;而目前同等規模的育肥豬場排汙量在50～80噸之間。可見通過科學的豬舍設計，可以輕易地減低90%以上的排放量，效果非常驚人，即通過源頭減排來控製養豬環境汙染具有極大的潛力。
2、糞尿即時分離
雖然豬場的固態糞汙和液態糞汙均為養殖汙染源，但是二者的成分與處理方法完全不同。固態糞汙主要為豬的糞便，其主要成分為蛋白質、脂肪、微生物、無機鹽以及未消化完全的纖維素類物質;而液態糞汙則主要由小量溶解於水的糞便、可溶性無機鹽、尿素、尿酸等組成。在處理方法上，固態糞便肥效高，一般采用好氧堆肥處理，非常適宜製作有機肥，固體糞汙運輸方便，能夠遠距離運輸，能夠產生很好的經濟和社會效益，所以豬場的固體糞汙一般不構成汙染源。液態糞汙量大，肥效相對較低，主要以氨-氮為主，運輸不方便，一般不適合遠距離輸送，因此液態糞汙一般是經過適當處理後達標排放或利用豬場周邊土地進行還田消納;一旦處理不當或沒有足夠的土地消納液態糞汙，將造成嚴重的環境汙染。
由於固態糞汙和液態糞汙不同的物理特性，造成了固態糞汙和液態糞汙完全不同的處理方法。有效地將固態糞汙和液態糞汙分離，並最大限度地防止固態糞便進入液態糞汙中，能夠極顯著地降低液態糞汙中的有機物總量，從而為豬場就近進行液態汙水處理提供了方便;相反，如果大量的豬糞進入到液態汙水中，則其後續的處理難度將顯著加大。
糞尿分離還要考慮到即時性。目前很多豬場采用水泡糞的方式，糞便與尿液及水經過長時間發酵，糞便中的有機肥已經大部分溶解進入到液態汙水中，很難再通過固液分離機進行分離。目前糞尿即時分離最佳的方法就是用糞尿分離的自動清糞係統(圖3)來進行糞便、尿液的自動分離和清理。
3、立頁增氧汙水處理係統
對環境來說，養殖汙水的主要有害成分是氮、磷、鉀類物質，但這些正是種植業所必需的優質營養物質;而工業汙水多是酸、堿、重金屬、有毒化合物等有毒有害的物質，二者有著完全不一樣的化學成分。工業汙水的處理原則是最大限度地去除汙水中的有毒有害物質，經過處理的汙水最終達到環保標準後進行排放。養殖糞汙的處理原則應首要考慮汙水的資源化利用，而不是像處理工業汙水那樣最大限度地去除汙水中的化學物質。過度重視養豬汙水工業化處理的思路是目前我國養豬業汙水治理的一個重大失誤。
一些豬場投資數百萬元，甚至數千萬元建立豬場汙水處理中心。放眼望去，管線密布，設施林立，各種設備轟鳴，頗有高科技的現代感;但這些高科技汙水處理設備往往處理運行電耗大、運行及維護費用高昂、人工成本大，且處理效果不穩定。造成很多豬場的汙水處理係統僅僅成為應付環保部門檢查的“麵子工程”和“交差工程”。降低汙水處理設施的投資費用、運行費用和管理難度對於解決豬場汙染問題具有至關重要的意義。
立頁增氧汙水處理係統(圖4)是湖南農業大學與湖南大湘農環境科技股份有限公司共同開發的新一代汙水處理係統。該係統結合微生物處理和自然蒸發，利用微生物快速消納汙水中的有機物，利用自然蒸發原理來蒸發汙水中的水分，達到零排放的目的。立頁增氧液汙治理係統分為板式立頁增氧液汙治理係統和膜式立頁增氧液汙治理係統二種，結構示意圖分別見圖5、6。
立頁增氧液汙治理係統包括發酵係統、蒸發係統和布液係統。液態糞汙通過水泵和布水管進入蒸發膜，由於蒸發膜具有巨大的表麵積，能夠保證汙水溶氧量顯著增加，有助於膜表麵的益生菌大量增殖，吸附消納汙水中的營養物質;同時蒸發膜巨大的表麵積有助於汙水在蒸發膜表麵蒸發。多餘的汙水沿蒸發膜下流到發酵體內，進一步被發酵體墊料中的微生物快速分解消納，剩餘的汙水則通過發酵體底的縫隙流入儲液池內。儲液池內汙水再通過水泵和布液係統定期噴灑到蒸發布上，如此循環。發酵體內的墊料可以定期更換製備有機肥。該係統無需對墊料進行翻耙，投資及運行費用低，操作簡單，可以做到汙水零排放。
該係統的主要優勢在於極大地提高了發酵體的表麵積，不僅有利於氧氣進入發酵墊料，促進好氧微生物增殖，而且極顯著地提高了蒸發效果。以DXNWS1200係統為例，占地麵積為21 m×2 m=42 m2，其蒸發表麵積達到2 310 m2，比表麵積達到了55倍，是傳統室內/外發酵床比表麵積的55倍，且發酵墊料中的氧氣含量更高，避免了傳統發酵床汙水處理係統蒸發量小、容易缺氧、需要翻耙等諸多缺陷。
目前，在低成本生物處理方麵，除立頁增氧汙水處理係統外，還湧現出一些非常不錯的汙水處理方法，如室外發酵床處理法、室內架空隔離式發酵床處理法等，這些方法都為低成本解決養豬汙染問題提供了新途徑。
筆者在《豬場環境保健關鍵技術》一書中反複強調，我國養殖汙水的處理思路犯的一個最為致命的錯誤就是不重視源頭減排以及采用工業汙水的處理思路來處理養殖汙水，特別是目前新的《中華人民共和國環境保護法》在2015年已經開始實施，在汙水處理思維方式沒有變化、新的汙水處理技術沒有突破的情況下，政府強行推動規模養殖場糞汙處理方案，導致大量資本投入到養殖汙水的處理中，後續的巨大費用，使中國養豬業汙水處理未能走上科學的、可持續發展的道路。
在這新一輪養殖汙水治理過程中，從表麵上看，經過政府的大力整頓，養殖汙染得到了治理，環境得到了改善，但伴隨著巨量的社會資金投入，運行成本劇增，這一問題將在未來幾年內重新爆發，出現養殖戶養豬成本劇增、管理難度增大、設備的維修折舊等無法回避的問題。大量資金投入到養殖汙水處理設施，運行費用的浪費等，我國將不得不為目前的工業化汙水處理思路的錯誤再次買單。
隨著養豬業的快速發展和人們環保意識的增強，環境汙染問題開始凸顯。2015元旦開始施行的新環保法號稱“史上最嚴環保法”，該法將對我國養豬業產生深遠的影響，傳統高消耗、高汙染的粗放式養豬模式將加速退出曆史舞台，“資源節約、環境友好”的新型養豬模式將引領時代的發展潮流。
