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。往遠處看才發現，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。
“這些水能養白鰱，還能用于大棚蔬菜灌溉。”該養殖公司董事長孫少起告訴《中國科學報》記者，“整套種養一體模式是由中國農業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，由天津市畜牧獸醫局對糞污處理工程的運轉情況進行實時監控。”
科研、政府、企業，是怎么走到一起的？近日，記者走訪中國農業科學院環境保護科研監測所（以下簡稱環保所）養殖業污染防治創新團隊，看首席科學家張克強如何帶領團隊解決養殖業污染防治的迫切需求，維護一方美麗。
與創新工程有緣
“我來環保所26年，應該說一直在科研第一線，近兩年體驗到了創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年環保所所長任天志曾跟自己談起，馬上就有創新工程的支持了，要有一個穩定方向，要把養殖業做深，“讓我們把目標集中，把污染防治研究工作拓展到生產過程，進行全產業鏈條設計，與產業發展緊密結合，以解決產業發展的科技問題為突破口”。
與產業過程有機結合，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，一方面做養殖業污染防治，“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展。”現在張克強說，“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，把養殖業污染，包括更多圍繞COD氮磷的污染、現代養殖業對于環境的影響，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展機遇和時代。”張克強表示。
養殖業污染防治創新團隊在他的帶領下，以掌握污染底數、開展技術創新、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，一是畜禽對于環境影響的監測，二是養殖業源頭控制、過程減量、末端處理，三是種養結合，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：“現在來看是對的，也是非常好的。圍繞農業生產，為行業服務，推動產學研一體化發展，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
到現在說起來，天津市畜牧獸醫局副局長王志華還記得自己是怎么來到環保所，請養殖業污染防治創新團隊這些“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、清潔社區行動和綠化美化行動。
養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家規模化養殖場，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家規模化養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家規模化養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場調研規劃。從建設規范、環境良好的大型養殖企業，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，為天津市眾多規模化養殖場開展了“因地制宜、一場一策”的規劃設計。除了進行工藝方案設計，他們還監測后續指標，看哪個模式更好，而且對養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。”
與企業朋友有緣
“畜禽養殖業產生的糞便和污水是放錯地方的資源，如果好好規劃、妥善利用，不但環境優美，農民自己也會得到實惠。”張克強說。養殖業污染防治創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節和處理環節。收集環節，場區整體實現雨污分流，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。
處理環節，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、大棚蔬菜上發揮重大作用。”張克強表示。
這套“牛—沼—菜”模式引進了現代循環經濟發展理念，在農業廢棄物有效處理的帶動下，形成了循環農業鏈模式。不僅如此，這家實現了種養一體化設計的農場，產出糞污在場內被循環利用，對外零排放。優美的環境也為休閑觀光農業提供了可能。
張克強團隊為不同畜種、不同規模的養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。奶牛養殖企業天津嘉立荷集團還專門向農科院環保所發來了感謝信。
將實驗室搬到田間地頭、搬到豬場牛場里，團隊贏得了企業紛紛點贊。
