經氮磷酵母生物反應器處理后的污水進入第一個沉淀池。高羽潔攝
跨進天津市凱潤淡水養(yǎng)殖有限公司的大門，便可以看到一個不大不小的池塘，上邊點綴著叢叢綠色植物。往遠處看才發(fā)現(xiàn)，這里是公司旗下的一座奶牛場，存欄量850頭。這里不僅沒有臭味，而且“池塘”的水源居然來自牛舍、運動場、車間的污水。
“這些水能養(yǎng)白鰱，還能用于大棚蔬菜灌溉。”該養(yǎng)殖公司董事長孫少起告訴《中國科學報》記者，“整套種養(yǎng)一體模式是由中國農業(yè)科學院張克強研究員團隊設計把關的。您瞧這里還有個攝像頭，由天津市畜牧獸醫(yī)局對糞污處理工程的運轉情況進行實時監(jiān)控。”
科研、政府、企業(yè)，是怎么走到一起的？近日，記者走訪中國農業(yè)科學院環(huán)境保護科研監(jiān)測所（以下簡稱環(huán)保所）養(yǎng)殖業(yè)污染防治創(chuàng)新團隊，看首席科學家張克強如何帶領團隊解決養(yǎng)殖業(yè)污染防治的迫切需求，維護一方美麗。
與創(chuàng)新工程有緣
“我來環(huán)保所26年，應該說一直在科研第一線，近兩年體驗到了創(chuàng)新工程對我們的影響是非常大的。”張克強接受《中國科學報》記者采訪時頗有感觸地說道。
張克強還記得，2013年環(huán)保所所長任天志曾跟自己談起，馬上就有創(chuàng)新工程的支持了，要有一個穩(wěn)定方向，要把養(yǎng)殖業(yè)做深，“讓我們把目標集中，把污染防治研究工作拓展到生產過程，進行全產業(yè)鏈條設計，與產業(yè)發(fā)展緊密結合，以解決產業(yè)發(fā)展的科技問題為突破口”。
與產業(yè)過程有機結合，符合污染防治的科學需求。他思考著，首先要凝練研究方向。2005年，所里成立了資源再生研究室，張克強就重點圍繞農業(yè)廢棄物，包括生活污水處理、秸稈處理、糞便處理做工作，但他總體感覺目標比較龐大，做不出大的成果來。
此前，張克強一方面做農村生活污水處理，一方面做養(yǎng)殖業(yè)污染防治，“跟在豬屁股后邊”。生活污水處理方面他也下了很大的功夫，并取得了一些成績，如果突然放棄當然有點舍不得。“不過，科研方向一定要有特色，不能既做農村研究又做農業(yè)研究。我們不做雜家，做專家。”張克強說。
然后他考慮到重新組建隊伍。“原來團隊方向比較雜，實施創(chuàng)新工程調整了方向，隊伍真正按照崗位來設置、按照崗位需要來找人，按照學科的頂層設計來發(fā)展。”現(xiàn)在張克強說，“我覺得團隊管理也不是那么累了，因為大家知道干什么。原來是安排干什么就干什么，現(xiàn)在是知道我要干、干什么。”
最后他拓展了研究思路。“這幾年我們真正能夠靜下心來，路也越走越寬，把養(yǎng)殖業(yè)污染，包括更多圍繞COD氮磷的污染、現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)對于環(huán)境的影響，還有空氣質量的關系、地下水的關系做研究，針對不同的養(yǎng)殖場提供防治策略。這些都是接地氣的，我們遇到了非常好的發(fā)展機遇和時代。”張克強表示。
養(yǎng)殖業(yè)污染防治創(chuàng)新團隊在他的帶領下，以掌握污染底數(shù)、開展技術創(chuàng)新、進行政策研究為目標開展科研工作。張克強介紹，團隊主要工作重點，一是畜禽對于環(huán)境影響的監(jiān)測，二是養(yǎng)殖業(yè)源頭控制、過程減量、末端處理，三是種養(yǎng)結合，四是管理體系政策機制。
經過這幾年的科研實踐，回想起任所長的話，張克強說道：“現(xiàn)在來看是對的，也是非常好的。圍繞農業(yè)生產，為行業(yè)服務，推動產學研一體化發(fā)展，使團隊科研能真正急生產之所急，需生產之所需。”
與“四清一綠”有緣
到現(xiàn)在說起來，天津市畜牧獸醫(yī)局副局長王志華還記得自己是怎么來到環(huán)保所，請養(yǎng)殖業(yè)污染防治創(chuàng)新團隊這些“外來和尚”在天津市“念經”的。
2013年10月，時任天津市委書記孫春蘭下決心整治霧霾。天津市即刻實施了美麗天津“一號工程”，即“四清一綠”，主要包括清新空氣行動、清水河道行動、清潔村莊行動、清潔社區(qū)行動和綠化美化行動。
養(yǎng)殖場是哪個老板有錢、哪個地方有空就建，基本是沿著河道建的，所以污染物基本上往河道排放。“公共水域兩側共有718家規(guī)?；B(yǎng)殖場，急需治理的有160家。但誰來做這個事呢？”王志華向《中國科學報》記者介紹，“一是要由有資質的單位來設計，二是要符合環(huán)保部推薦的10個模式。”
他在天津市里尋摸了一圈，結果并不盡如人意。
王志華忽然想到了中國農科院環(huán)保所。雖然他們不是天津市的單位，但駐地在這里，“喝天津的水，娶天津的媳婦兒”，不妨試一試。他就這樣冒昧地登門拜訪所長任天志，沒想到這事兒真成了。
為配合“四清一綠”的具體工作，針對天津市718家規(guī)模化養(yǎng)殖場糞污處理與資源化利用，張克強帶領團隊承擔了天津市2014年和2015年327家規(guī)?；B(yǎng)殖場的糞污處理實施方案的設計。
從2014年開始，張克強團隊先是開展前期現(xiàn)場調研規(guī)劃。從建設規(guī)范、環(huán)境良好的大型養(yǎng)殖企業(yè)，到氣味較重、地方偏遠的小村小戶，只要有需要，他們就深入一線調研考察。至今，團隊在天津市行程累計3.8萬公里。
“一個場子，團隊里的人要反復去3~4次。他們前往離市區(qū)110公里遠的薊縣，在那里吃住，一待就是10天。他們勇于挑起這份重擔，讓人佩服。”王志華說道。
張克強團隊在解決實際問題時，為天津市眾多規(guī)?；B(yǎng)殖場開展了“因地制宜、一場一策”的規(guī)劃設計。除了進行工藝方案設計，他們還監(jiān)測后續(xù)指標，看哪個模式更好，而且對養(yǎng)殖場人員開展指導培訓。
讓王志華沒想到的是，張克強團隊還額外帶來了好處。“互相學習，互相溝通。我局糞污治理辦公室主任王鴻英研究員成長更快了。”
與企業(yè)朋友有緣
“畜禽養(yǎng)殖業(yè)產生的糞便和污水是放錯地方的資源，如果好好規(guī)劃、妥善利用，不但環(huán)境優(yōu)美，農民自己也會得到實惠。”張克強說。養(yǎng)殖業(yè)污染防治創(chuàng)新團隊堅定了以糞污處理和農牧結合高值利用為核心的科研方向。
凱潤淡水養(yǎng)殖有限公司的牛場污水主要來自大量尿液和牛舍清洗液廢水。據(jù)估算，每日污水產排量達50噸、鮮牛糞30噸。這些混合污水中含有大量有機物、氨氮和病源微生物。其中COD每天可產5噸，SS超標數(shù)10倍。“以前太臭了，鄰居們都搬走了。”孫少起說。
張克強為之設計的工藝流程分為收集環(huán)節(jié)和處理環(huán)節(jié)。收集環(huán)節(jié)，場區(qū)整體實現(xiàn)雨污分流，牛舍清糞模式為干清糞，干清糞由機械清糞車輸送至堆糞棚，深加工成有機肥料后還田或售賣；牛舍、運動場、待擠廳和擠奶車間的污水由暗管—暗溝收集，全部進入格柵池預處理。
處理環(huán)節(jié)，首先由格柵池過濾大塊污泥，出水進入CSTR厭氧反應器進行深度消化處理，處理后的沼液進入特效氮磷酵母生物反應池進行BOD、氮、磷的去除。然后由沉淀池濾去大量懸浮物，上清液進入帶填料的A/0生物池進行反硝化與硝化反應，該階段后的污水進入二沉池并通過紫外線消毒燈殺菌，處理末端有多級潛流濕地并安裝有植物浮床。
“只要給予一定的時間或者簡單的處理，這些暫時的糞便污水污染就會變成肥料和肥水，在大田種植、大棚蔬菜上發(fā)揮重大作用。”張克強表示。
這套“牛—沼—菜”模式引進了現(xiàn)代循環(huán)經濟發(fā)展理念，在農業(yè)廢棄物有效處理的帶動下，形成了循環(huán)農業(yè)鏈模式。不僅如此，這家實現(xiàn)了種養(yǎng)一體化設計的農場，產出糞污在場內被循環(huán)利用，對外零排放。優(yōu)美的環(huán)境也為休閑觀光農業(yè)提供了可能。
張克強團隊為不同畜種、不同規(guī)模的養(yǎng)殖場設計了不同的方案，如沼氣工程模式“豬—沼—小麥/玉米（設施蔬菜）”模式、種養(yǎng)一體模式“豬—沼—稻/蟹”模式、納管排放模式等。
孫少起說，一開始他常與團隊的楊鵬博士“打仗”，因為一個實踐性強、一個理論性強，最后“打”成了好朋友。也有的養(yǎng)殖場主從一開始的不信任到后來主動找上門來邀請。奶牛養(yǎng)殖企業(yè)天津嘉立荷集團還專門向農科院環(huán)保所發(fā)來了感謝信。
將實驗室搬到田間地頭、搬到豬場牛場里，團隊贏得了企業(yè)紛紛點贊。
