CN113537835A - 规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，包括以下步骤：a）识别氨气排放关键节点；b）收集规模化畜禽养殖场的活动数据；c）选择和获取排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率、考核年模式变化开始月份、考核年措施开始运行月份；d）分别计算该场因畜禽活动数据改变、养殖模式改变、畜禽日粮饲料规格变化、采用减排技术造成的氨气减排量；e）汇总计算该场畜禽养殖业氨气减排总量。本发明根据规模化畜禽养殖场排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率等因素综合考量氨减排量，计算精度高，为核算全国畜禽养殖氨气减排提供支撑。
Description
技术领域
本发明涉及养殖场减排的技术领域，尤其涉及规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法。
背景技术
氨是大气中细颗粒物PM2.5形成的重要前体物，在雾霾形成中起着关键性作用。据相关研究表明：我国农业源氨排放量占人为源氨排放总量的80％以上，而畜禽养殖氨排放又是农业源氨排放的最主要来源。为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、法规，准确核算规模化畜禽养殖场氨气减排量并评估其治理工程的减排效果，推动农业源氨气排放量削减，需要制定一种规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，以便在实际工作中为核算全国畜禽养殖氨气减排提供基础支撑。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)识别氨气排放关键节点；
b)收集规模化畜禽养殖场的活动数据；
c)选择和获取排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率、考核年模式变化开始月份、考核年措施开始运行月份；
d)分别计算该场因畜禽活动数据改变、养殖模式改变、畜禽日粮饲料规格变化、采用减排技术造成的氨气减排量；
e)汇总计算该场畜禽养殖业氨气减排总量。
本发明的进一步优化方案为：
氨排放节点包括圈舍节点、粪污液态节点和粪污固态节点，圈舍节点选择圈舍出风口处或窗户或半遮蔽围栏外，粪污液态节点和粪污固态节点选择粪、尿存储池。
步骤b)中，规模化畜禽养殖场的活动数据为规模化畜禽养殖场畜禽基准年、考核年动物存、出栏数据。
步骤c)中，排放因子包括圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子，其中，若基准年和考核年养殖模式未改变，则圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子应查询第二次污染源普查畜禽氨排放系数手册来确定；若基准年和考核年养殖模式改变，应根据养殖模式改变计算新排放因子。
步骤c)中，减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率通过查询规模化畜禽养殖场氨减排技术指南确定。
步骤d)氨气减排量的具体计算方法如下：
养殖场考核年氨气减排量ΔP按式(1)计算，
ΔP＝ΔPN+ΔPT+ΔPY+ΔPJ…………………………………(1)
式中：
ΔP——考核年氨气减排总量(千克/年)；
ΔPN——考核年基量变化造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPT——考核年模式变化造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPY——考核年源头减排造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPJ——考核年技术减排造成的的氨气减排量(千克/年)，
养殖场考核年因活动数据变化造成的氨气减排量ΔPN按式(2)计算，
式中：
FHa,k——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FLb,k——第k类畜禽第b种液态粪污基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FSc,k——第k类畜禽第c种固态粪污基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
Nk——养殖场第k类畜禽基准年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)；
N'k——第k类畜禽考核年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)，
养殖场考核年因养殖模式变化造成的氨排放变化量ΔPT按式(3)计算，
式中：
FH′a,k——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FL′b,k——第k类畜禽第b种液态粪污考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FS′c,k——第k类畜禽第c种固态粪污考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
N′k——第k类畜禽考核年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)；
m——考核年养殖模式投入运行后所在的月份(0≤m≤12)，
养殖场考核年因采用源头减排造成的氨气排放量ΔPY按式(4)计算，
式中：
μk——第k类畜种采用低蛋白日粮或饲料添加剂的减排率(％)；
t——考核年减排措施运行所在的月份(m≤t≤12)，
养殖场考核年因采用减排技术造成的氨气减排量ΔPJ按式(5)计算，
式中：
RH——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)采用源头减排和技术的圈舍对应活动数据与该养殖场总活动数据的比值(％)；
RL——第k类畜禽第b种液态粪污处理设施采用源头减排和技术的液态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值(％)；
RS——第k类畜禽第c种固态粪污处理设施采用源头减排和技术的固态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值(％)；
μH——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)采用减排技术的减排率(％)；
μL——第k类畜禽第b种液态粪污处理设施采用减排技术的减排率(％)；
μS——第k类畜禽第c种固态粪污处理设施采用减排技术的减排率(％)。
本发明具有以下优点：
1、本发明创新性的根据规模化畜禽养殖场排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率等因素综合考量规模化畜禽养殖场的氨减排量，计算精度高，为核算全国畜禽养殖氨气减排提供基础支撑。
2、本发明进一步考虑到考核年模式变化开始月份、考核年措施开始运行月份等因素，在计算规模化畜禽养殖场氨气减排量时，加入了时间因子，进一步提高了畜禽养殖氨气减排的计算精度。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作进一步详细描述。
规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)识别氨气排放关键节点；
b)收集规模化畜禽养殖场的活动数据；
c)选择和获取排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率、考核年模式变化开始月份、考核年措施开始运行月份；
d)分别计算该场因畜禽活动数据改变、养殖模式改变、畜禽日粮饲料规格变化、采用减排技术造成的氨气减排量；
e)汇总计算该场畜禽养殖业氨气减排总量。
氨排放节点包括圈舍节点、粪污液态节点和粪污固态节点，圈舍节点选择圈舍出风口处或窗户或半遮蔽围栏外，粪污液态节点和粪污固态节点选择粪、尿存储池。
步骤b)中，规模化畜禽养殖场的活动数据为规模化畜禽养殖场畜禽基准年、考核年动物存、出栏数据。
步骤c)中，排放因子包括圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子，其中，若基准年和考核年养殖模式未改变，则圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子应查询第二次污染源普查畜禽氨排放系数手册来确定；若基准年和考核年养殖模式改变，应根据养殖模式改变计算新排放因子。
步骤c)中，减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率通过查询规模化畜禽养殖场氨减排技术指南确定。
步骤d)氨气减排量的具体计算方法如下：
养殖场考核年氨气减排量ΔP按式(1)计算，
ΔP＝ΔPN+ΔPT+ΔPY+ΔPJ…………………………………(1)
式中：
ΔP——考核年氨气减排总量(千克/年)；
ΔPN——考核年基量变化造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPT——考核年模式变化造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPY——考核年源头减排造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPJ——考核年技术减排造成的的氨气减排量(千克/年)，
养殖场考核年因活动数据变化造成的氨气减排量ΔPN按式(2)计算，
式中：
FHa,k——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FLb,k——第k类畜禽第b种液态粪污基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
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养殖场考核年因养殖模式变化造成的氨排放变化量ΔPT按式(3)计算，
式中：
FH′a,k——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FL′b,k——第k类畜禽第b种液态粪污考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FS′c,k——第k类畜禽第c种固态粪污考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
N′k——第k类畜禽考核年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)；
m——考核年养殖模式投入运行后所在的月份(0≤m≤12)，
养殖场考核年因采用源头减排造成的氨气排放量ΔPY按式(4)计算，
式中：
μk——第k类畜种采用低蛋白日粮或饲料添加剂的减排率(％)；
t——考核年减排措施运行所在的月份(m≤t≤12)，
养殖场考核年因采用减排技术造成的氨气减排量ΔPJ按式(5)计算，
式中：
RH——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)采用源头减排和技术的圈舍对应活动数据与该养殖场总活动数据的比值(％)；
RL——第k类畜禽第b种液态粪污处理设施采用源头减排和技术的液态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值(％)；
RS——第k类畜禽第c种固态粪污处理设施采用源头减排和技术的固态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值(％)；
μH——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)采用减排技术的减排率(％)；
μL——第k类畜禽第b种液态粪污处理设施采用减排技术的减排率(％)；
μS——第k类畜禽第c种固态粪污处理设施采用减排技术的减排率(％)。
本发明的规模化养殖场指活动数据满足生猪≥500头(出栏)、奶牛≥100头(存栏)、肉牛≥50头(出栏)、蛋鸡≥2000羽(存栏)、肉鸡≥10000羽(出栏)的畜禽养殖场。
圈舍氨气排放指圈舍内畜禽肠胃、粪便及尿液产生的氨气排放。
液态粪污设施氨气排放指液态粪污贮存和处理过程中的氨气排放。
固态粪污设施氨气排放指固态粪污贮存和处理过程中的氨气排放。
模式减排指通过改变畜禽养殖模式减少氨气排放。
源头减排指通过调整日粮配方和利用饲料添加剂等减少氨气排放。
技术减排指通过在圈舍、固态和液态粪污贮存处理环节中运用减排技术减少氨气排放。
排放因子指单位活动水平的氨气(NH3)排放量的系数。
减排率指采用源头减排或技术减少的氨气排放量与采用前氨排放量的比值，以百分数表示。
圈舍减排技术采用率指采用某减排技术的圈舍对应活动数据与该养殖场总活动数据的比值，以百分数表示。
液态粪污减排技术采用率指采用某减排技术的液态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值，以百分数表示。
固态粪污减排技术采用率指采用某减排技术的固态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值，以百分数表示。
活动数据指规模化畜禽养殖场饲养数量，生猪、肉牛、肉鸡取年度总的出栏量，奶牛、蛋鸡取年度平均存栏量。
基准年指考核年前一个自然年内养殖模式未发生改变且未增设氨气减排措施的年份。
养殖场畜禽基准年、考核年活动数据应查询企业动物存(出)栏数据统计报表来确定。
排放因子获取：
若养殖模式未改变，则圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子应查询第二次污染源普查畜禽氨排放系数手册来确定；若养殖模式改变，应根据新模式重新计算新排放因子，该新排放因子以历年不同养殖模式下氨排放系数加权得到。以蛋鸡为例，本发明推荐的减排模式与其排放因子获取方法见下表：
注：表中T表示温度段；a表示封闭式/开放式；b1表示肥水储存；b2表示厌氧发酵；b3表示固液分离/好氧处理/有机肥生产/氧化塘处理/人工湿地/膜处理/无处理/其它；c1表示堆肥发酵/有机肥生产；c2表示生产沼气/生产垫料/生产基质/其它；D表示蛋鸡。
畜禽采用源头减排的减排率、圈舍采用减排技术的减排率、固态粪污设施采用减排技术的减排率、液态粪污设施采用减排技术的减排率应查询畜禽养殖场氨减排技术指南来确定。本发明推荐的减排率见下表：
氨减排技术推荐减排率
注：表中H-1表示日粮添加剂技术；H-2表示低蛋白日粮技术；H-1表示粪尿分离快速清粪技术；H-2表示舍内喷淋技术；H-3表示发酵床/垫料混合固态吸附剂技术；H-4表示发酵床/垫料添加生物除臭菌技术；H-5表示发酵床/垫料添加脲酶抑制剂技术；H-6表示排风口吸附过滤技术；L/S-1表示局部覆盖储存技术(覆盖材料为秸秆/轻质粘土颗粒/高密度高密度聚乙烯遮阳球)；L/S-2表示局部覆盖储存技术(覆盖材料为塑料薄膜)；L/S-3表示全覆盖储存技术(覆盖材料为混凝土、玻璃纤维面板、聚酯板材等非弹性材料)；L/S-4表示全覆盖储存技术(覆盖材料为土工膜、聚乙烯等柔性材料)；L-5表示添加脲酶抑制剂技术；L-6表示全覆盖储存+尾气处理技术；L-7规模化沼气工程；S-7密闭仓式堆肥技术；Z表示生猪；N表示奶牛/肉牛；J表示蛋鸡/肉鸡。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：包括以下步骤：
a)识别氨气排放关键节点；
b)收集规模化畜禽养殖场的活动数据；
c)选择和获取排放因子、减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率、考核年模式变化开始月份、考核年措施开始运行月份；
d)分别计算该场因畜禽活动数据改变、养殖模式改变、畜禽日粮饲料规格变化、采用减排技术造成的氨气减排量；
e)汇总计算该场畜禽养殖业氨气减排总量。
2.根据权利要求1所述的规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：氨排放节点包括圈舍节点、粪污液态节点和粪污固态节点，圈舍节点选择圈舍出风口处或窗户或半遮蔽围栏外，粪污液态节点和粪污固态节点选择粪、尿存储池。
3.根据权利要求1所述的规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：步骤b)中，规模化畜禽养殖场的活动数据为规模化畜禽养殖场畜禽基准年、考核年动物存、出栏数据。
4.根据权利要求1所述的规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：步骤c)中，排放因子包括圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子，其中，若基准年和考核年养殖模式未改变，则圈舍、液体粪污、固态粪污氨气排放因子应查询第二次污染源普查畜禽氨排放系数手册来确定；若基准年和考核年养殖模式改变，应根据养殖模式改变计算新排放因子。
5.根据权利要求1所述的规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：步骤c)中，减排率、圈舍减排技术采用率、固态粪污减排技术采用率、液态粪污减排技术采用率通过查询规模化畜禽养殖场氨减排技术指南确定。
6.根据权利要求1所述的规模化畜禽养殖场氨气减排量核算方法，其特征在于：步骤d)氨气减排量的具体计算方法如下：
养殖场考核年氨气减排量ΔP按式(1)计算，
ΔP＝ΔPN+ΔPT+ΔPY+ΔPJ…………………………………(1)
式中：
ΔP——考核年氨气减排总量(千克/年)；
ΔPN——考核年基量变化造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPT——考核年模式变化造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPY——考核年源头减排造成的氨气减排量(千克/年)；
ΔPJ——考核年技术减排造成的的氨气减排量(千克/年)，
养殖场考核年因活动数据变化造成的氨气减排量ΔPN按式(2)计算，
式中：
FHa,k——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FLb,k——第k类畜禽第b种液态粪污基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FSc,k——第k类畜禽第c种固态粪污基准年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
Nk——养殖场第k类畜禽基准年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)；
N'k——第k类畜禽考核年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)，
养殖场考核年因养殖模式变化造成的氨排放变化量ΔPT按式(3)计算，
式中：
FH'a,k——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FL'b,k——第k类畜禽第b种液态粪污考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
FS'c,k——第k类畜禽第c种固态粪污考核年氨气排放因子(生猪、肉牛、肉鸡为千克/头(羽)，奶牛、蛋鸡为千克/头(羽)·年)；
N'k——第k类畜禽考核年存(出)栏量，生猪、肉牛、肉鸡为头(羽)/年，奶牛、蛋鸡为头(羽)；
m——考核年养殖模式投入运行后所在的月份(0≤m≤12)，
养殖场考核年因采用源头减排造成的氨气排放量ΔPY按式(4)计算，
式中：
μk——第k类畜种采用低蛋白日粮或饲料添加剂的减排率(％)；
t——考核年减排措施运行所在的月份(m≤t≤12)，
养殖场考核年因采用减排技术造成的氨气减排量ΔPJ按式(5)计算，
式中：
RH——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)采用源头减排和技术的圈舍对应活动数据与该养殖场总活动数据的比值(％)；
RL——第k类畜禽第b种液态粪污处理设施采用源头减排和技术的液态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值(％)；
RS——第k类畜禽第c种固态粪污处理设施采用源头减排和技术的固态粪污处理设施对应粪污处理量与该粪污处理设施粪污处理总量的比值(％)；
μH——第k类畜禽第a种圈舍(清粪)采用减排技术的减排率(％)；
μL——第k类畜禽第b种液态粪污处理设施采用减排技术的减排率(％)；
μS——第k类畜禽第c种固态粪污处理设施采用减排技术的减排率(％)。
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