畜禽糞污生物凈化及資源化利用模式探討

聶小想 郝勝楠 （山東省東營(yíng)市河口區(qū)畜牧局 257200）

畜禽糞污生物凈化及資源化利用模式探討

聶小想 郝勝楠 （山東省東營(yíng)市河口區(qū)畜牧局 257200）

目前我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)正處于一個(gè)由家庭養(yǎng)殖戶向規(guī)?；⒓s化、標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化方向快速發(fā)展的時(shí)期，與養(yǎng)殖數(shù)量和規(guī)模場(chǎng)增加相伴而生的是環(huán)境問(wèn)題。大量畜禽糞便污染物不但不能被充分利用，有些還被隨意排放到自然環(huán)境中，對(duì)生態(tài)環(huán)境形成了巨大的壓力，使得水體、土壤以及大氣等環(huán)境受到了嚴(yán)重的污染。因此對(duì)畜禽糞便進(jìn)行減量化、無(wú)害化和資源化利用，防止和消除畜禽糞便污染，對(duì)于保護(hù)城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。

1 畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染

1.1 畜禽糞便的排放量

據(jù)測(cè)定一個(gè)飼養(yǎng)10萬(wàn)只雞的規(guī)?；B(yǎng)雞場(chǎng)，年產(chǎn)雞糞達(dá)3600多t。豬年產(chǎn)糞尿約2.5t/頭。如采用水沖式清糞，豬日污水排放量約為30kg/頭。一頭成年母牛一晝夜排糞量約30kg/頭，占日糧采食量的70%左右，一晝夜排尿量約20kg，占飲水量的30%左右。

1.2 畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染

1.2.1 氮和磷的污染 畜禽糞便中含有大量的氮和磷的化合物，尤其是在飼料的氨基酸不平衡、可利用養(yǎng)分低的情況下，含量更高，如肉仔雞糞便中含有約50%的食入氮及55%的食入磷。奶牛糞中氮和磷的含量分別為4.37kg/t和1.18kg/t，奶牛尿中氮和磷的含量分別為8.00kg/t和0.40kg/t。糞便中含有的氮，一部分揮發(fā)到大氣中，增加大氣中的氮含量，嚴(yán)重時(shí)構(gòu)成酸雨，危害作物，其余大部分則被氧化成硝酸鹽，滲入地下或隨地表水流入江河，從而造成污染的擴(kuò)散。糞尿中的磷也會(huì)滲入土壤或進(jìn)入水體，造成水質(zhì)污染，引起藻類和浮游生物大量繁殖，產(chǎn)生多種有害物質(zhì)，進(jìn)一步污染環(huán)境。

1.2.2 空氣污染 糞便中因含有硫化氫、糞臭素(甲基吲哚)、脂肪族的醛類、硫醇、胺類和氨氣等，所以臭氣難聞。如果糞便排出后不能及時(shí)處理會(huì)使臭味增加，危害人畜的健康。

1.2.3 生物污染 患病或隱性帶病的畜禽會(huì)排出多種致病菌和寄生蟲(chóng)卵，如大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、雞金黃色葡萄球菌、傳染性支氣管炎病毒、禽流感和馬立克氏病毒、蛔蟲(chóng)卵、毛首線蟲(chóng)卵等。據(jù)化驗(yàn)分析，養(yǎng)殖場(chǎng)所排放的每毫升污水中平均含33萬(wàn)個(gè)大腸桿菌和66萬(wàn)個(gè)腸球菌；沉淀池內(nèi)每升污水中蛔蟲(chóng)卵和毛首線蟲(chóng)卵分別高達(dá)193.3個(gè)和106個(gè)。如不適當(dāng)處理，不僅會(huì)造成大量蚊蟲(chóng)孳生，而且還會(huì)成為傳染源，造成疫病傳播，影響人類和畜禽健康。

1.2.4 金屬元素的污染 當(dāng)今畜牧業(yè)生產(chǎn)中大量使用各種微量元素添加劑，如仔豬生產(chǎn)中使用銅制劑可高達(dá)250mg/kg，鐵制劑100mg/kg。此外，含砷生長(zhǎng)劑也廣泛使用，據(jù)測(cè)算，一個(gè)10萬(wàn)只肉雞場(chǎng)若連續(xù)使用有機(jī)砷生長(zhǎng)劑15年后，周圍土壤中的砷含量會(huì)增加一倍。

2 養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理模式探討

要實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理就不能走簡(jiǎn)單治理的道路，必須把無(wú)害化處理和資源綜合利用結(jié)合起來(lái)，不斷提升養(yǎng)殖環(huán)境管理水平，探索糞污處理新技術(shù)，制定綜合解決方案，提高糞污處理能力。

2.1 從源頭上進(jìn)行控制

建養(yǎng)殖場(chǎng)之前，首先要進(jìn)行場(chǎng)址選擇。其建場(chǎng)地點(diǎn)要與國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整相一致，同時(shí)還要注重環(huán)境保護(hù)，因?yàn)轲B(yǎng)殖場(chǎng)周邊的環(huán)境直接影響?zhàn)B殖前端飼料供給和后端糞污處理的方案和難度。場(chǎng)址應(yīng)選擇在遠(yuǎn)離其他污染源，地勢(shì)高燥、水電、交通方便，離開(kāi)城市、鐵路等嘈雜環(huán)境，周邊有足夠的土地或水面消納養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的糞污的地方，使其不對(duì)環(huán)境造成污染。其次考慮從源頭減排糞污。傳統(tǒng)畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)是一種由“飼料—畜牧養(yǎng)殖—污染排放”構(gòu)成的不斷消耗飼料資源的經(jīng)濟(jì)模式，養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污主要來(lái)源于畜禽排泄物，其中含有大量未消化的營(yíng)養(yǎng)成分，可通過(guò)飼喂高效、環(huán)保的飼料，提高飼料的利用率等實(shí)現(xiàn)糞污的減排。

2.2 選擇合適的清糞方式

規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)目前主要有水沖式、水泡糞(自流式)和干清糞三種工藝。

2.2.1 水沖式 清糞工藝流程是糞尿污水混合進(jìn)入縫隙地板下的糞溝，每天數(shù)次從溝端的水噴頭放水沖洗，糞水順糞溝流入糞便主干溝，進(jìn)入地下貯糞池或用泵抽吸到地面貯糞池。此方式耗水量大、運(yùn)行費(fèi)用高，分離出來(lái)的固體糞料利用價(jià)值很低，污水的COD和氨氮等濃度很高，優(yōu)點(diǎn)僅為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.2.2 水泡糞 是在畜舍排糞溝中注入一定量的水，糞尿、沖洗和飼養(yǎng)管理用水一并排放到縫隙地板下的糞溝中，儲(chǔ)存到糞溝裝滿后，打開(kāi)出口的閘門(mén)，將溝中糞水排出。該方法耗水小，勞動(dòng)強(qiáng)度小，但糞便長(zhǎng)時(shí)間在畜舍中停留，發(fā)生厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生大量的有害氣體，如硫化氫、甲烷等，污水的COD和氨氮等的濃度極高，降解難度非常大，達(dá)標(biāo)處理難度極高。

2.2.3 干清糞 工藝分為人工清糞和機(jī)械清糞兩種，現(xiàn)多用機(jī)械清糞，包括鏟式清糞和刮板清糞，畜舍內(nèi)采用智能化清糞系統(tǒng)將糞尿收集至畜舍中間的集糞渠，經(jīng)地下管渠將糞污集中輸送到糞污處理區(qū)進(jìn)行固液分離。該工藝的主要目的是及時(shí)、有效清除畜舍內(nèi)的糞污，保持畜舍環(huán)境衛(wèi)生，減少糞污清理過(guò)程中的用水、用電，自動(dòng)化程度高，污染物濃度在三種方式中最低，且未經(jīng)水大量稀釋，養(yǎng)分損失小，最大限度的保存了肥料價(jià)值。我國(guó)環(huán)保局于2001年12月19日發(fā)布了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》，其中推行干清糞工藝，且機(jī)械清糞節(jié)省人力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，所以成為現(xiàn)代規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)中比較理想的清糞方式。

2.3 畜牧業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)—能源生態(tài)型模式

畜牧業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)是把畜牧養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)按照自然生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)模式，組成一個(gè)“飼料—畜牧養(yǎng)殖—糞便—資源”的反復(fù)循環(huán)流動(dòng)的畜牧業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)模式，使得整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程基本不產(chǎn)生廢棄物，達(dá)到高效、環(huán)保的目的。2.3.1 沼氣工程 沼氣發(fā)酵技術(shù)即畜禽養(yǎng)殖污水經(jīng)厭氧消化處理后作為農(nóng)田水肥綜合利用的處理工藝，利用對(duì)畜禽糞污采用固液分開(kāi)處理的方式，固體制肥，液體發(fā)酵，在厭氧處理系統(tǒng)污水中顆粒狀的無(wú)機(jī)、有機(jī)物通過(guò)厭氧消化得以降解，寄生蟲(chóng)卵和病原菌也被抑制或殺死。沼氣是有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵作用而產(chǎn)生的一種可燃性氣體，可做燃料；沼肥是有機(jī)物厭氧發(fā)酵后的殘?jiān)蛷U液，具有營(yíng)養(yǎng)元素齊全、肥效高等特點(diǎn)，是農(nóng)林生產(chǎn)的理想優(yōu)質(zhì)用肥。該方法的主要特點(diǎn)是糞污不向自然水體排放，實(shí)現(xiàn)污水“零排放”；采用種養(yǎng)結(jié)合，消化后的沼液沼渣還田，實(shí)現(xiàn)生態(tài)綜合利用；厭氧過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能源綜合利用。若養(yǎng)殖場(chǎng)周邊游足夠的土地或水面消納沼液、沼渣，建議采用此模式實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

2.3.2 生態(tài)循環(huán)型模式 畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污通過(guò)固液分離，固體部分通過(guò)翻拋機(jī)等設(shè)備加工成有機(jī)肥，用于牧草及農(nóng)作物種植；污水進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐處理系統(tǒng)，沼泥用于加工有機(jī)肥，沼液用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖，沼氣用作燃料；污水經(jīng)浮萍養(yǎng)殖池塘(污水處理系統(tǒng))凈化后，出水泵入凈水存儲(chǔ)利用池內(nèi)，用于牧草及農(nóng)作物種植用水，或利用中水處理設(shè)備再凈化，通過(guò)凈水管網(wǎng)用于畜牧養(yǎng)殖。光伏大棚在棚頂安裝薄膜太陽(yáng)能電池板，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)太陽(yáng)能存儲(chǔ)利用系統(tǒng)，可用于有機(jī)肥加工、水藻養(yǎng)殖、畜牧生產(chǎn)等，同時(shí)可以保障浮萍養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境溫濕度的要求。實(shí)現(xiàn)畜牧生產(chǎn)資源的循環(huán)再利用，糞污實(shí)現(xiàn)“零排放”，達(dá)到清潔、安全、高效生產(chǎn)的目標(biāo)，建立一種“畜牧養(yǎng)殖—有機(jī)肥加工—光伏發(fā)電—浮萍養(yǎng)殖—凈水利用—牧草種植”的新型循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

2.4 能源環(huán)保型模式

能源環(huán)保型模式指畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)的污水處理后達(dá)標(biāo)排放或以回用為最終目標(biāo)的處理工藝，本模式是農(nóng)業(yè)部倡導(dǎo)的、以厭氧發(fā)酵制取沼氣為核心并結(jié)合環(huán)保要求的處理和利用方式。首先將分為進(jìn)行固液分離，分離出的糞渣出售或生產(chǎn)有機(jī)肥，然后液體進(jìn)入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)和好氧處理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。其投資額比生態(tài)型沼氣工程高，每年的運(yùn)行成本高于產(chǎn)生收益，不產(chǎn)生利潤(rùn)。優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)好氧處理后，污水水質(zhì)達(dá)到《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，可直接排放，且工藝處理單元效率高、管理及操作自動(dòng)化水平高、適用范圍廣。

當(dāng)前規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污的污染已經(jīng)不容忽視，但是糞便中含有植物所需N、P、K及其它養(yǎng)分，可作為肥料施用于農(nóng)田，因此畜禽糞便在產(chǎn)生污染的同時(shí)，還是寶貴的農(nóng)業(yè)資源，所以不但要控制污染，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行合理利用。按照可持續(xù)發(fā)展的要求，加強(qiáng)源頭控制和養(yǎng)殖過(guò)程控制，減少污染物排放。在糞污的處理方面，盡量實(shí)現(xiàn)因地制宜，選擇能耗低、效率高、效益好，符合當(dāng)?shù)匦竽涟l(fā)展的處理工藝，做好畜禽養(yǎng)殖污染防治工作，使畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)相輔相成。

S851.2+4

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1007-1733(2015)05-0048-02

2015-02-05）