快速無公害處理人畜糞便對環(huán)境的意義

成旭　孟祥棟　鄭里華　陸夢瑤　韓瑞澤　張澤　張立穎　凌克首　呂國才

摘 要：文章分析了目前養(yǎng)殖場、農(nóng)業(yè)用肥、城郊及鄉(xiāng)村的衛(wèi)生狀況，提出使用家庭糞便快速生成有機(jī)肥的技術(shù)（獲得國家專利：ZL 201220109642.1），不用水沖、不通過排水管網(wǎng)、下水道及污水處理廠，快速無公害處理公共廁所、養(yǎng)殖場糞便及農(nóng)村有機(jī)垃圾，進(jìn)而減少抗生素的使用及排放量，減少農(nóng)藥、化肥的使用，不僅能促進(jìn)綠色有機(jī)產(chǎn)品發(fā)展，而且可以徹底改善環(huán)境衛(wèi)生狀況，投入很少，運營成本低，造福人類環(huán)境。

關(guān)鍵詞：人禽畜糞便 抗生素 化肥 除臭劑 農(nóng)藥 零污染排放 動物福利 餐廚垃圾 垃圾收費

中圖分類號：X713.031 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0121-03

1 人禽畜糞便現(xiàn)狀

1980年以來，我國陸續(xù)建造了許多禽畜養(yǎng)殖場，養(yǎng)殖規(guī)模越來越大，逐步發(fā)展成為一個獨立的行業(yè)，禽畜糞便的數(shù)量急劇增加，成為一些城市郊區(qū)最嚴(yán)重、最重要的類似工廠污染的大型污染源[1]。

全國禽畜糞便年排放量已達(dá)18.84億噸，相當(dāng)于工業(yè)廢棄物年排放量的3.4 倍，大量的禽畜糞便，已與工業(yè)廢水、生活污水并列，成為水環(huán)境污染的三大源頭之一并成為阻礙禽畜養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素[2]。

高密度畜禽養(yǎng)殖場，大多數(shù)采用水沖洗清理糞尿，水泥地面每天幾次的沖洗，稀釋了糞肥，制作成肥料或產(chǎn)業(yè)化前，還須固、液分離，這樣會有相當(dāng)部分被直接排放到周邊環(huán)境，造成大范圍的污染。

禽畜糞便含有大量的病原體及其他污染物，影響土壤水體、飲用水源危及人民健康，養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)的日益分離，也使禽畜糞便未作妥善處理和有效利用。采用傳統(tǒng)方法直接還田、由于量大往往難以消化，必須借助于新技術(shù)，對禽畜糞便進(jìn)行無公害處理、轉(zhuǎn)化成有用的資源，是畜禽產(chǎn)業(yè)與環(huán)境持續(xù)發(fā)展的必需。

我國目前畜禽糞尿的利用率不高，大中型養(yǎng)殖場，一般不到 20%，如北京市的畜禽糞便加工處理能力僅有22萬噸，處理率僅為3%[3]。

2010年《全國第一次污染源普查公報》顯示，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染排放已經(jīng)成為我國最重要的農(nóng)業(yè)面源污染源之一，到2020年我國畜禽污染排放將會比2007年增加37%[4]。我國目前農(nóng)村的面源污染中，35%～40 %來源于畜禽糞便，10%～15%來源于化肥，而50%來源于村鎮(zhèn)的生活垃圾與生活污水。

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期使用化肥，造成土壤板結(jié)、沙化、地力下降， 我國土壤平均有機(jī)質(zhì)含量已接近聯(lián)合國公布的最貧瘠的土壤水平，土壤改良迫在眉睫，最直接最根本的途徑是多使用有機(jī)肥和農(nóng)家肥，少用化肥[5]。

我國模仿西方工業(yè)國家經(jīng)歷160多年、才逐步發(fā)展起來的水沖廁 所的污水、糞便合并處理系統(tǒng)，導(dǎo)致城市糞便質(zhì)量變差，城市糞便已逐漸失去傳統(tǒng)的土地處置途徑，相當(dāng)數(shù)量的污水糞便向城郊區(qū)域隨意傾倒，給環(huán)境和健康帶來嚴(yán)重的影響，已成為許多城市急需解決的重大問題。

根據(jù)國外經(jīng)驗和我國財力狀況，排水管網(wǎng)污水處理系統(tǒng)，要達(dá)到歐美城市較高普及率與配套的水平，至少還需幾十年時間。即使在下水道普及地區(qū)，化糞池糞渣仍有類似旱廁糞便的無害處理問題。

禽畜糞便不作無害處理，不僅對周圍環(huán)境的水源、土壤、空氣、農(nóng)作物造成嚴(yán)重污染，成為公害，甚至成為人、禽畜共（互）患病的污染源。

對養(yǎng)殖場不全面進(jìn)行防疫，僅靠消毒等治標(biāo)措施，不發(fā)生疫情只是僥幸偶然。

在20世紀(jì)上半葉，血吸蟲病泛濫于長江流域，文獻(xiàn)表明糞水污染在引發(fā)和加劇這一泛濫中起著重要作用。糞便是約30種傳染病和寄生蟲病的源頭，這一地區(qū)河流密布，降雨量充沛，疫病傳播快。

2004年發(fā)布的《與健康相關(guān)的水、環(huán)境衛(wèi)生和個人衛(wèi)生事實與數(shù)據(jù)》中，世界衛(wèi)生組織進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，“血吸蟲病與不衛(wèi)生的糞便處理和缺乏安全水源密切相關(guān)；改善基本的環(huán)境衛(wèi)生可使該疾病感染率降低77%以上，人畜糞便無害處理是最基本的和理論上最有效的血吸蟲病控制方法”[6]。

2 現(xiàn)有的解決辦法

我國對禽畜糞便的處理有3種方法：（1）通過高溫滅菌消毒處理制作飼料、肥料等；（2）通過堆肥發(fā)酵做成肥料；（3）隨意排放、堆放，不作什么處理。

高溫干燥機(jī)處理糞便，利用煤、電或燃?xì)獾壬郎刂翈装俣仁怪稍?，此法滅菌、干燥一次完成，生產(chǎn)率高，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，主要問題是設(shè)施初期投資大、能耗高、運行成本高，干燥處理過程中會產(chǎn)生臭氣，污染周邊的空氣環(huán)境，對糞便含水率有一定要求。

大中型畜禽養(yǎng)殖場遠(yuǎn)離居民區(qū)，使沼氣的利用、沼液和沼渣的處理遇到困難，還需要投資，沼氣池發(fā)酵方法，生成的大量污水又會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而且夏天雨季和冬天封凍期不能利用，畜禽糞便的污染更為嚴(yán)重，有些已建的沼氣處理池基本陷入困境、甚至被閑置，如北京葦溝豬場沼氣池。

目前還沒有適合全國各地的新型高效處理技術(shù)。畜禽糞便的資源化、無害化處理和綜合利用是我國今后的發(fā)展方向。

畜禽糞便，是當(dāng)今世界各國的飼養(yǎng)業(yè)所面臨的共同難題。美國、日本、荷蘭等發(fā)達(dá)國家，從1960年代中期就開始解決養(yǎng)殖場的糞便處理問題，開發(fā)了各種處理技術(shù)和設(shè)備，但由于經(jīng)營成本和環(huán)境保護(hù)等原因，糞便處理問題至今尚未得到徹底解決[7]。

日本采用高溫焚燒處理糞便（約800 ℃～850 ℃），運營成本大。

當(dāng)前，世界許多國家日益采用厭氧（甲烷）發(fā)酵方法處理畜禽糞便，至今仍缺少簡單、可靠、準(zhǔn)確和持久的糞便收集和轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，來保證糞便處理成本低，持續(xù)時間長。

傳統(tǒng)發(fā)酵處理糞便方式不僅占場地、時間長、費用高，操作環(huán)境惡劣且有污染，肥料含水量高，仍有惡臭，商品性差，經(jīng)濟(jì)效益也不高。

良好干凈的衛(wèi)生飼養(yǎng)環(huán)境有利于禽畜的生長性能達(dá)到最佳。

3 糞便和垃圾的危害

幾十年來，獸藥抗生素被禽畜養(yǎng)殖業(yè)廣泛用于防病、治病、促進(jìn)動物生長和提高產(chǎn)量，它們的使用給人們帶來了巨大經(jīng)濟(jì)效益，但近年研究表明，獸藥抗生素的過度使用可能對人類生存環(huán)境造成極大威脅，在動物體內(nèi)只有大約12%～20%被吸收，其余均以原藥或代謝物的形式隨畜禽糞便排出。這些殘留抗生素進(jìn)入農(nóng)田土壤環(huán)境，也將污染土壤。如果欄舍衛(wèi)生搞干凈，就可以大幅度降低動物患病，從而大量減少抗生素的使用。

不作無害處理的禽畜糞便，有可能成為人、畜禽共（互）患病的污染源。高致病性禽流感病毒 H5N1、豬丹毒、豬瘟、副傷寒、布氏桿菌、鉤端螺旋體、炭疽等大量的病原微生物、寄生蟲及蟲卵，人畜共患疾病的傳播，主要載體，這些疾病如在大中型畜禽養(yǎng)殖場暴發(fā)， 后果不堪設(shè)想。這些病菌可在土壤中保持致病力數(shù)年、甚至數(shù)十年之久。

很多養(yǎng)殖場疫病產(chǎn)生的原因基本都是細(xì)菌和病毒感染，從疫病的角度來考慮，糞便無害化處理必不可少。而且，從動物福利方面，糞便的堆積會產(chǎn)生惡臭的有毒氣體物質(zhì)，達(dá)到一定程度，勢必影響禽畜的生長健康，引起一系列疾病。有些地區(qū)由于沒有專門處理糞便的技術(shù)和場所，再加之糞便不適合長途運輸集中處理， 通常就地處理。

目前已發(fā)現(xiàn)可引起感冒的病毒有12種200余型，人在一種病毒感染治愈后不久，有可能被另一種病毒所感染，可能會反復(fù)患感冒，前次感冒未愈，下次感冒又起，整天咽癢喉痛等。動物也有類似情況。

2005年12月31日頒布了《中共中央國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)的若干意見》，將 “建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重大歷史任務(wù)”具體化，重點推廣廢物綜合利用技術(shù)，“加強(qiáng)村莊規(guī)劃和人居環(huán)境治理。帶動農(nóng)村改圈、改廁、改廚”。

有機(jī)生活垃圾是指能降解、發(fā)酵、分解的所有生活垃圾中有機(jī)質(zhì)物料的廢棄物，它包含剩菜剩飯、瓜皮果殼、菜皮、茶葉渣、魚蝦、過期食品、養(yǎng)殖業(yè)排泄物等。這些常用來養(yǎng)豬等，在市區(qū)存放到夜里運到郊區(qū)養(yǎng)殖場，冬天氣溫低可能不會變質(zhì)，夏天尤其南方溫度高，很多還沒外送就已經(jīng)變質(zhì)，動物福利方面，禽畜吃了變質(zhì)食物，肯定患病，因此，對喂養(yǎng)禽畜的有機(jī)生活廢棄物也應(yīng)作滅菌消毒處理。一是大量減少抗生素的使用，對吃肉的人群、環(huán)境也有益。

養(yǎng)殖場中的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳和甲烷等，這些氣體對禽畜的健康都有嚴(yán)重的影響。

4 可行的解決辦法

堆肥溫度達(dá)到50 ℃～70 ℃，能有效清滅病原微生物、寄生蟲等等，實現(xiàn)無公害化利用的目的。

工廠化養(yǎng)殖場采用漏縫地板，糞便通過地板下面的漏斗漏到容器里，輔以綠色制品除臭劑，既可抑制細(xì)菌，又能除臭，可減少臭氣濃度50%～80%，合理盡可能少地用水清掃欄舍，采用糞便快速生成有機(jī)肥的專利技術(shù)（獲得國家專利：ZL 201220109642.1），定時（如2 h）對收集的糞便（含液體）進(jìn)行熱處理，達(dá)到100 ℃可充分殺滅病菌、蟲卵等，可將處理后的液體糞便通過液體泵或裝運車直接用于土地施肥，脫水后的固體糞便，避免病原微生物再次繁殖，可繼續(xù)熱處理制成顆粒狀肥料或飼料，包裝存放。保持養(yǎng)殖場衛(wèi)生、空氣清潔。

在一些城郊養(yǎng)殖比較集中的地區(qū)，用該專利技術(shù)處理畜禽糞便，可以制成飼料或肥料，在市場上出售，促使養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

采用該技術(shù)減少欄舍及周圍環(huán)境難聞氣體含量，減少了通風(fēng)設(shè)備的使用時間，減少舍內(nèi)禽畜糞便的滯留時間，養(yǎng)殖場的清潔衛(wèi)生能防止疾病傳播，減少了禽畜接觸糞便的機(jī)會，大量減少抗生素等醫(yī)藥費用，也減少了抗生素等向環(huán)境的排放量。

采用該專利技術(shù)快速無害化處理人畜糞便，制成高效有機(jī)肥， 處理時間短（不用水沖，一次排泄量不到1 h）、效率高，除臭、滅菌徹底，無“三廢”排放，肥料中的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分不受損失，可以大量減少化肥用量。設(shè)施簡單、投資少、運行成本低，而且可殺滅蟲卵，達(dá)到衛(wèi)生防疫和生產(chǎn)商品飼料的要求。CCTV-7曾經(jīng)報道，云南等多個地方，農(nóng)田用有機(jī)肥、不用化肥，田里農(nóng)作物不起蟲，不用打農(nóng)藥[8]。

我國農(nóng)村有著幾千年的“零排放”傳統(tǒng)，尋求一種與城市根本不同的垃圾處置模式。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，垃圾幾乎可以全量循環(huán)，有機(jī)物，用這項專利技術(shù)，將有機(jī)物垃圾（如農(nóng)作物殘留和廚余等）和糞便等以直接還田的形式進(jìn)入自然循環(huán)系統(tǒng)，雖然不存在絕對“零污染”垃圾處理方式，但這種有機(jī)垃圾循環(huán)模式可以大大減少環(huán)境污染，有利于可持續(xù)性農(nóng)業(yè)的發(fā)展。這些農(nóng)業(yè)附產(chǎn)物可以用做肥料、燃料、飼料等，形成一種良好的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

有機(jī)生活垃圾處理時，必須控制餐飲企業(yè)和食堂的餐廚垃圾總量，以控制有機(jī)肥料的含鹽量。

5 展望

實行收取垃圾處理費制度，按照國際慣例，垃圾處理項目由國家投入建成后，將靠收取垃圾處理費以保證營運。垃圾回收獎勵制度、污染者負(fù)擔(dān)制度、循環(huán)經(jīng)濟(jì)法、垃圾回收法等，用經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、政策鼓勵與支持減少生活垃圾的產(chǎn)生量和綜合回收利用[9]。

人禽畜糞便資源化利用的好處：一是增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，有利于土壤的保護(hù)；二是減少污染物的排放及處理成本，有利于環(huán)境保護(hù)，提高經(jīng)濟(jì)效益；三是養(yǎng)殖企業(yè)可以變廢為寶，增加收入；四是國家推行人禽畜糞便資源化利用政策，可以發(fā)展一個新的產(chǎn)業(yè)，培育一個新的經(jīng)濟(jì)增長點。

這項專利技術(shù)同樣適用于廁所糞便無公害處理。不通過下水道、不用水沖，能夠取代廁所，使污染不出各戶。廁所是衡量人類社會文明的重要標(biāo)志，改善廁所衛(wèi)生狀況直接關(guān)系到人民的健康和環(huán)境狀況。這項專利技術(shù)將為人類文明進(jìn)步、環(huán)境健康及發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊朝飛.加強(qiáng)禽畜糞便污染防治迫在眉睫[J].生態(tài)與自然保護(hù)，2001（2）：32-35.

[2] 肖永慶.現(xiàn)代化養(yǎng)豬的糞便處理與資源化途徑[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1998，17（6）：281-283.

[3] 黃鴻翔，李書田，李向林，等.我國有機(jī)肥的現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析[J].土壤肥料，2006（1）：3-8.

[4] 莫海霞，仇煥廣，王金霞，等.我國畜禽排泄物處理方式及其影響因素[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2011（6）：59-64.

[5] 孫明湖，何洪，閃紅光，等.禽畜糞便處理設(shè)備與有機(jī)肥生產(chǎn)[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2002（5）：33-35.

[6] 李建.糞便處理和農(nóng)業(yè)利用與血吸蟲病在長江流域的流行：1905～1949[J].長沙電力學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2006（4）：140-143.

[7] 封俊，沈雪民，劉春和.我國畜禽糞便處理設(shè)備的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1993（S1）：134-138.

[8] 成旭，徐浚洋，韓瑞澤.家庭生產(chǎn)有機(jī)肥—傳統(tǒng)廁所的革命[J].科技風(fēng)，2016（15）：189.

[9] 劉永鋒，王兆禮.廣州市生活垃圾處理問題初探[J].云南地理環(huán)境研究，2003（4）：72-77.