集约化奶牛养殖场粪污管理系统的环境影响生命周期评价

发布时间：2020-06-15 08:31

【摘要】：集约化奶牛场粪污是造成全球暖化、富营养化和环境酸化等多种环境问题的主要来源之一,选择合理的粪污管理系统对奶牛业减少粪污污染,实现可持续发展具有重要意义。鉴于此,本研究运用生命周期评价(LCA)方法,评估了干清粪-好氧堆肥、水冲粪-固液分离和水泡粪三种粪污管理系统的环境影响潜值,分析了主要影响阶段和污染物;综合比较了三种粪污管理系统的环境影响,并对评价结果进行了敏感性分析。研究结果表明:(1)干清粪-好氧堆肥系统处理奶牛场1t粪污的能源消耗、温室效应、酸化、富营养化和颗粒物影响潜值分别为7.526 MJ、5.753 kg CO_2 eq、0.438 kg SO_2 eq、0.133 kg PO_4~(3-)eq和0.019 kg PM_(2.5).5 eq。其中粪便好氧堆肥、田间施用和废水储存是温室效应、酸化、富营养化、颗粒物四种环境影响类别的主要影响阶段,粪污收集是能源消耗的主要影响阶段;系统温室效应的主要污染物为N_2O;环境酸化、富营养化和颗粒物的主要污染物为NH_3。(2)水冲粪-固液分离系统处理奶牛场泌乳牛日产1t粪污的的能源消耗、温室效应、富营养化、酸化和颗粒物的影响潜值分别为9.724 MJ、14.576 kg CO_2 eq、0.571 kg PO_4~(3-)eq、0.184 kg SO_2 eq和0.008 kg PM_(2.5).5 eq;其中废水贮存是温室效应、环境酸化和颗粒物的主要影响阶段,废水排放是富营养化的主要影响阶段,固液分离是能源消耗的主要影响阶段;系统温室效应的主要污染物为CH_4;系统环境酸化、颗粒物的主要污染物都为NH_3,系统富营养化的主要污染物为TN和TP。(3)水泡粪系统处理奶牛场1t粪污的能源消耗、温室效应、酸化、富营养化和颗粒物的影响潜值分别为11.401 MJ、15.794 kg CO_2 eq、0.670 kg SO_2 eq、0.230 kg PO_4~(3-)eq和0.028 kg PM_(2.5).5 eq;其中粪浆贮存和田间施用是温室效应、酸化、富营养化和颗粒物的主要影响阶段,粪浆转移和田间施用是能源消耗的主要影响阶段;系统温室效应的主要污染物为N_2O和CH_4;系统环境酸化、富营养化和颗粒物的主要污染物为NH_3。(4)不同粪污管理系统对五类环境问题的综合影响最小的是干清粪-好氧堆肥系统(0.206);其次是水冲粪-固液分离系统(0.42);最大的是水泡粪系统(0.769)。综合环境影响对NH_3排放系数和权重系数均不敏感。综上所述,三种粪污管理系统中,无任何一种能在解决五类环境问题中均具有优势,但干清粪-好氧堆肥系统除环境酸化和可吸入颗粒物外,对其他三类环境问题的改善程度均优于另外两种粪污系统,其综合环境影响最小,值得在奶牛场广泛推广。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X713
【图文】：

粪污,畜禽养殖场,管理模式,生命周期评价

图 1.1 畜禽养殖场粪污管理模式Figure1.1 Manure management mode in livestock farms 生命周期评价概述.1 生命周期评价的定义生命周期评价（Life Cycle Assessment,简称 LCA）始于 20 世纪 60 年代末、70，开始被称为资源与环境状况分析（ Resources and Environmental Plysis,REPA）、生命周期分析（Life Cycle Analysis）、生命周期方法（Life roach）等。从 LCA 发展历程来看，有许多关于 LCA 的定义，其中 ISO、SETA国环境规划署（United Nations Environment Programme,UNEP）的定义最具有代表性，其总体核心是：LCA 是对产品整个生命周期全过程（从摇篮到坟墓）及其潜在影响的研究（李昌全 2014）。规模化养殖场粪污管理系统的生命周期评价是指通过对养殖场粪污管理系统理过程（从粪污收集、处理加工及施用、排放）中物质、能源输入、输出以及排放物进行识别和量化，评估粪污管理系统中所产生的环境影响，从而选择对

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