经氮磷酵母生物反应器处理后的污水进入第一个沉淀池。
跨进天津市凯润淡水养殖有限公司的大门，便可以看到一个不大不小的池塘，上边点缀着丛丛绿色植物。往远处看才发现，这里是公司旗下的一座奶牛场，存栏量850头。这里不仅没有臭味，而且“池塘”的水源居然来自牛舍、运动场、车间的污水。
“这些水能养白鲢，还能用于大棚蔬菜灌溉。”该养殖公司董事长孙少起告诉《中国科学报》记者，“整套种养一体模式是由中国农业科学院张克强研究员团队设计把关的。您瞧这里还有个摄像头，由天津市畜牧兽医局对粪污处理工程的运转情况进行实时监控。”
科研、政府、企业，是怎么走到一起的?近日，记者走访中国农业科学院环境保护科研监测所(以下简称环保所)养殖业污染防治创新团队，看首席科学家张克强如何带领团队解决养殖业污染防治的迫切需求，维护一方美丽。
与创新工程有缘
“我来环保所26年，应该说一直在科研第一线，近两年体验到了创新工程对我们的影响是非常大的。”张克强接受《中国科学报》记者采访时颇有感触地说道。
张克强还记得，2013年环保所所长任天志曾跟自己谈起，马上就有创新工程的支持了，要有一个稳定方向，要把养殖业做深，“让我们把目标集中，把污染防治研究工作拓展到生产过程，进行全产业链条设计，与产业发展紧密结合，以解决产业发展的科技问题为突破口”。
与产业过程有机结合，符合污染防治的科学需求。他思考着，首先要凝练研究方向。2005年，所里成立了资源再生研究室，张克强就重点围绕农业废弃物，包括生活污水处理、秸秆处理、粪便处理做工作，但他总体感觉目标比较庞大，做不出大的成果来。
此前，张克强一方面做农村生活污水处理，一方面做养殖业污染防治，“跟在猪屁股后边”。生活污水处理方面他也下了很大的功夫，并取得了一些成绩，如果突然放弃当然有点舍不得。“不过，科研方向一定要有特色，不能既做农村研究又做农业研究。我们不做杂家，做专家。”张克强说。
然后他考虑到重新组建队伍。“原来团队方向比较杂，实施创新工程调整了方向，队伍真正按照岗位来设置、按照岗位需要来找人，按照学科的顶层设计来发展。”现在张克强说，“我觉得团队管理也不是那么累了，因为大家知道干什么。原来是安排干什么就干什么，现在是知道我要干、干什么。”
最后他拓展了研究思路。“这几年我们真正能够静下心来，路也越走越宽，把养殖业污染，包括更多围绕COD氮磷的污染、现代养殖业对于环境的影响，还有空气质量的关系、地下水的关系做研究，针对不同的养殖场提供防治策略。这些都是接地气的，我们遇到了非常好的发展机遇和时代。”张克强表示。
养殖业污染防治创新团队在他的带领下，以掌握污染底数、开展技术创新、进行政策研究为目标开展科研工作。张克强介绍，团队主要工作重点，一是畜禽对于环境影响的监测，二是养殖业源头控制、过程减量、末端处理，三是种养结合，四是管理体系政策机制。
经过这几年的科研实践，回想起任所长的话，张克强说道：“现在来看是对的，也是非常好的。围绕农业生产，为行业服务，推动产学研一体化发展，使团队科研能真正急生产之所急，需生产之所需。”
与“四清一绿”有缘
到现在说起来，天津市畜牧兽医局副局长王志华还记得自己是怎么来到环保所，请养殖业污染防治创新团队这些“外来和尚”在天津市“念经”的。
2013年10月，时任天津市委书记孙春兰下决心整治雾霾。天津市即刻实施了美丽天津“一号工程”，即“四清一绿”，主要包括清新空气行动、清水河道行动、清洁村庄行动、清洁社区行动和绿化美化行动。
养殖场是哪个老板有钱、哪个地方有空就建，基本是沿着河道建的，所以污染物基本上往河道排放。“公共水域两侧共有718家规模化养殖场，急需治理的有160家。但谁来做这个事呢?”王志华向《中国科学报》记者介绍，“一是要由有资质的单位来设计，二是要符合环保部推荐的10个模式。”
他在天津市里寻摸了一圈，结果并不尽如人意。
王志华忽然想到了中国农科院环保所。虽然他们不是天津市的单位，但驻地在这里，“喝天津的水，娶天津的媳妇儿”，不妨试一试。他就这样冒昧地登门拜访所长任天志，没想到这事儿真成了。
为配合“四清一绿”的具体工作，针对天津市718家规模化养殖场粪污处理与资源化利用，张克强带领团队承担了天津市2014年和2015年327家规模化养殖场的粪污处理实施方案的设计。
从2014年开始，张克强团队先是开展前期现场调研规划。从建设规范、环境良好的大型养殖企业，到气味较重、地方偏远的小村小户，只要有需要，他们就深入一线调研考察。至今，团队在天津市行程累计3.8万公里。
“一个场子，团队里的人要反复去3~4次。他们前往离市区110公里远的蓟县，在那里吃住，一待就是10天。他们勇于挑起这份重担，让人佩服。”王志华说道。
张克强团队在解决实际问题时，为天津市众多规模化养殖场开展了“因地制宜、一场一策”的规划设计。除了进行工艺方案设计，他们还监测后续指标，看哪个模式更好，而且对养殖场人员开展指导培训。
让王志华没想到的是，张克强团队还额外带来了好处。“互相学习，互相沟通。我局粪污治理办公室主任王鸿英研究员成长更快了。”
与企业朋友有缘
“畜禽养殖业产生的粪便和污水是放错地方的资源，如果好好规划、妥善利用，不但环境优美，农民自己也会得到实惠。”张克强说。养殖业污染防治创新团队坚定了以粪污处理和农牧结合高值利用为核心的科研方向。
凯润淡水养殖有限公司的牛场污水主要来自大量尿液和牛舍清洗液废水。据估算，每日污水产排量达50吨、鲜牛粪30吨。这些混合污水中含有大量有机物、氨氮和病源微生物。其中COD每天可产5吨，SS超标数10倍。“以前太臭了，邻居们都搬走了。”孙少起说。
张克强为之设计的工艺流程分为收集环节和处理环节。收集环节，场区整体实现雨污分流，牛舍清粪模式为干清粪，干清粪由机械清粪车输送至堆粪棚，深加工成有机肥料后还田或售卖;牛舍、运动场、待挤厅和挤奶车间的污水由暗管—暗沟收集，全部进入格栅池预处理。
处理环节，首先由格栅池过滤大块污泥，出水进入CSTR厌氧反应器进行深度消化处理，处理后的沼液进入特效氮磷酵母生物反应池进行BOD、氮、磷的去除。然后由沉淀池滤去大量悬浮物，上清液进入带填料的A/0生物池进行反硝化与硝化反应，该阶段后的污水进入二沉池并通过紫外线消毒灯杀菌，处理末端有多级潜流湿地并安装有植物浮床。
“只要给予一定的时间或者简单的处理，这些暂时的粪便污水污染就会变成肥料和肥水，在大田种植、大棚蔬菜上发挥重大作用。”张克强表示。
这套“牛—沼—菜”模式引进了现代循环经济发展理念，在农业废弃物有效处理的带动下，形成了循环农业链模式。不仅如此，这家实现了种养一体化设计的农场，产出粪污在场内被循环利用，对外零排放。优美的环境也为休闲观光农业提供了可能。
张克强团队为不同畜种、不同规模的养殖场设计了不同的方案，如沼气工程模式“猪—沼—小麦/玉米(设施蔬菜)”模式、种养一体模式“猪—沼—稻/蟹”模式、纳管排放模式等。
孙少起说，一开始他常与团队的杨鹏博士“打仗”，因为一个实践性强、一个理论性强，最后“打”成了好朋友。也有的养殖场主从一开始的不信任到后来主动找上门来邀请。奶牛养殖企业天津嘉立荷集团还专门向农科院环保所发来了感谢信。
将实验室搬到田间地头、搬到猪场牛场里，团队赢得了企业纷纷点赞。
