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      大城市近郊畜禽糞便資源化利用問題及對策

      2018-06-11 05:31:36楊琴樊戰(zhàn)輝孫家賓彭朝輝朱順熙
      安徽農(nóng)業(yè)科學 2018年35期
      關鍵詞:資源化存在問題對策

      楊琴 樊戰(zhàn)輝 孫家賓 彭朝輝 朱順熙

      摘要?就新津縣畜禽糞便資源化利用存在的問題做出梳理,并提出相應的解決措施。提出畜禽糞便資源化利用工藝模式推薦:根據(jù)糞便來源不同,提出干清糞能源生態(tài)模式和全進料能源生態(tài)型模式;根據(jù)養(yǎng)殖場規(guī)模不同,提出不同規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場資源化利用技術推薦。

      關鍵詞?畜禽糞便;資源化;存在問題;對策

      中圖分類號?X713文獻標識碼?A文章編號?0517-6611(2018)35-0087-04

      畜禽養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)甚至是整個國民經(jīng)濟的重要組成部分,我國畜禽養(yǎng)殖量居世界第一,畜禽糞便排放總量大,含能量豐富,不合理肥料化不僅會導致耕地負荷超標還會造成環(huán)境污染。畜禽糞便已經(jīng)是世界公認的農(nóng)村面源污染的主要來源,我國畜禽糞便利用率低,農(nóng)村面源污染日益嚴重,已經(jīng)威脅到廣大農(nóng)村的生態(tài)安全。四川又是養(yǎng)殖業(yè)大省,畜禽糞便資源總量居全國第四位[1]。畜禽糞便屬于生物質(zhì)能源,屬于可再生能源的一種,畜禽糞便資源化利用不僅能解決環(huán)境問題,還能解決能源短缺問題,促進資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的發(fā)展,對我國國民經(jīng)濟發(fā)展和21世紀能源戰(zhàn)略意義重大。因此,畜禽糞便資源化利用是其未來利用的主要方向,尋找畜禽糞便資源化的有效途徑迫在眉睫。

      1?畜禽糞便資源化利用存在的問題

      新津按照成都衛(wèi)星城建設的總體部署,大力推進新型城鎮(zhèn)化進程,規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖量擴大,畜禽糞便產(chǎn)生更為集中,畜禽糞便資源化利用存在以下問題。

      1.1?畜禽養(yǎng)殖污染物排放總量大

      2016年新津縣出欄畜禽總數(shù)12 119 205頭(只)。全縣畜禽養(yǎng)殖糞便達569 784 t,其中化學需氧量排放總量22 928 t,氨氮排放總量2 056 t,總磷排放總量2 955 t、總氮排放總量228 088 t,占全縣農(nóng)業(yè)資源總量的份額較大,新津縣畜禽出欄量及養(yǎng)殖污染物質(zhì)產(chǎn)生量如表1所示。

      1.2?資源化利用成本高,對財政資金依賴大

      新津縣十三五規(guī)劃建設內(nèi)容如表2所示,其中需要固液分離設施60套,有機堆肥漚場10 000 m2,沼氣工程20 000 m3,沼液貯存池20 000 m3,沼肥轉(zhuǎn)運合作社25個。新津縣規(guī)劃建設內(nèi)容投資估算如表3所示,僅規(guī)劃建設內(nèi)容,新津縣就需投資5 040萬元。資源化利用成本較高,大多“入不敷出”,其中大部分依賴政府補貼。工程運營者、管理者也不愿提高工程效益,僅僅滿足于財政補貼現(xiàn)狀。政府無法回收前期相應投資,也就是說,大多數(shù)沼氣工程政府只能是無償投資。我國政府為了推動沼氣行業(yè)發(fā)展,已先后施行了國債項目、亞行貸款項目,給予沼氣項目補貼,對沼氣行業(yè)已累計投入300億元[3-4]。

      1.3?畜禽養(yǎng)殖規(guī)?;降?/p>

      目前,新津縣納入規(guī)模化養(yǎng)殖的養(yǎng)殖量占養(yǎng)殖總量的比重不高,未達到標準化建設的養(yǎng)殖場占較大比例。雞、鴨、鵪鶉等小家禽的養(yǎng)殖量占養(yǎng)殖總量的比重較大,但雞、鴨、鵪鶉等小家禽的養(yǎng)殖大多沒有建設規(guī)?;B(yǎng)殖場。同時,牛、羊等食草動物仍以散養(yǎng)為主,且散養(yǎng)戶飼養(yǎng)觀念落后,飼養(yǎng)方法不科學,缺乏畜禽糞便治理設施,隨意排放的畜禽糞便極易造成農(nóng)田及土壤的污染,影響環(huán)境衛(wèi)生和居民健康。

      新津縣配套處理畜禽糞便的沼氣工程產(chǎn)業(yè)模式單一,主要以戶用沼氣模式為主,沼氣發(fā)電和氣肥聯(lián)產(chǎn)等模式雖有過試點,但效果不佳,大多已經(jīng)閑置[5-6]。新的規(guī)?;幚砑夹g仍處于研究階段,與規(guī)?;a(chǎn)業(yè)化有一定的距離。

      1.4?污染防治設施不到位

      新津縣部分規(guī)模化養(yǎng)殖場未建設與其規(guī)模相匹配的污染治理設施,或建設污染防治配套設施不合格,未能實現(xiàn)畜禽糞便綜合利用或無害化處理。畜禽糞便資源化利用關鍵在于技術創(chuàng)新,現(xiàn)有的資源化利用技術存在環(huán)境隱患[7]。污染防治設施不到位,在糞便進入資源化利用之前,未將糞便進行除臭處理,臭味氣體向空氣中擴散,老鼠、蟑螂滋生等較為常見。

      1.5?種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)分離,結合不緊密

      種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)在發(fā)展過程中分離,種植業(yè)的增長在很大程度上依賴于資源開發(fā)和化石資源投入的增加,大量使用化肥、農(nóng)藥、生長調(diào)節(jié)劑等化學物品,帶來了環(huán)境污染、生物多樣性減少或消失、土壤板結造成的自然肥力退化、地下水資源污染、食品安全等問題。畜禽養(yǎng)殖不斷向規(guī)模化、集約化轉(zhuǎn)變的同時,畜禽糞污大幅增加,由于還田利用不暢、綜合利用水平不高,既浪費了寶貴的資源,也對環(huán)境造成了污染,局部地區(qū)甚至成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。

      2?對策

      2.1?加快推進畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化和標準化

      新津縣應按照“養(yǎng)殖集約化、生產(chǎn)標準化”的發(fā)展思路,轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,創(chuàng)新發(fā)展途徑,推進全縣散養(yǎng)戶快速向適度規(guī)?;D(zhuǎn)移,促進全縣畜禽養(yǎng)殖健康發(fā)展。深入開展畜禽養(yǎng)殖標準化示范創(chuàng)建活動,加強示范引導,推進標準化生產(chǎn),規(guī)范畜禽養(yǎng)殖行為,整合“小而散”畜禽養(yǎng)殖散戶,扶持發(fā)展標準化適度規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場。

      46卷35期?楊 琴等?大城市近郊畜禽糞便資源化利用問題及對策

      2.2?加快發(fā)展適度規(guī)模經(jīng)營農(nóng)場

      創(chuàng)新農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制機制的重要舉措,是推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革,是推動養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)有機結合的重要抓手,是開展畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用的基礎。畜禽糞便資源化要從依賴政府補貼到市場驅(qū)動,引入社會資本,提升畜禽糞便資源化活力,加快發(fā)展適度規(guī)模經(jīng)營農(nóng)場。

      2.3?種養(yǎng)平衡合理布局

      以新津縣推進適度規(guī)模經(jīng)營農(nóng)場為契機,按照科學的耕地載畜量原則,推行以地定產(chǎn)、以產(chǎn)定肥、以肥定畜,鼓勵種植企業(yè)使用畜禽糞便有機肥,改善土壤結構,培肥地力,根據(jù)適度規(guī)模經(jīng)營農(nóng)場的數(shù)量和布局推進規(guī)模養(yǎng)殖場的布局,以期形成適度規(guī)模經(jīng)營農(nóng)場用肥封閉體系的形成。

      2.4?完善配套設施

      畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖散戶應當根據(jù)畜禽糞便資源化利用需要,建設相應的畜禽糞便、污水與雨水分流設施,畜禽糞便、污水的貯存設施,糞污厭氧消化和干糞堆漚、有機肥加工、制取沼氣、沼渣沼液分離和輸送、灌溉管網(wǎng)、畜禽尸體處理等綜合利用和無害化處理設施。

      2.5?推行清潔生產(chǎn)和健康養(yǎng)殖技術

      引入清潔生產(chǎn)和健康養(yǎng)殖的概念,采用清潔生產(chǎn)工藝模式。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的清潔和健康生產(chǎn)是將畜禽養(yǎng)殖污染預防戰(zhàn)略持續(xù)應用于畜牧生產(chǎn)的全過程,通過采用科學合理的飼料配方、先進的清糞工藝以及飼養(yǎng)管理和技術,減少廢棄物的排放,提高資源利用率[8]。

      3?資源化利用工藝模式

      基于存在的問題該研究提出畜禽糞便資源化利用工藝模式,根據(jù)糞便來源分為干清糞能源生態(tài)模式和全進料能源生態(tài)型模式。

      3.1?干清糞能源生態(tài)型模式

      養(yǎng)殖場糞污排泄物經(jīng)干清糞和固液分離后,糞渣固體經(jīng)過堆漚發(fā)酵制成有機肥,集中運輸至糧油作物、菜園、果園等用于基肥、追肥;污水則進入沼氣工程厭氧發(fā)酵,沼液通過專門管道或車輛運輸至果園、菜園、糧油作物等用于基肥、追肥,干清糞能源生態(tài)型模式如圖1所示。

      養(yǎng)殖場采用干清糞工藝,配套固液分離設備日產(chǎn)日清,盡量減少沖水量。分離的干清糞貯于貯糞池。貯糞池建筑要分間設計,有頂棚屋頂,防止雨水進入池內(nèi),池底要防水、防漏。自然發(fā)酵熟化的糞便可加工成有機肥,或定期將肥料運到果(糧油、菜)園,作為基肥或追肥。

      分離后的污水進入沼氣工程厭氧發(fā)酵,沼液進入貯糞池。貯糞池建設的總?cè)萘坎坏玫陀谵r(nóng)林作物生產(chǎn)用肥的最大間隔時間內(nèi)養(yǎng)殖場排放沼液的總量。

      養(yǎng)殖場要在田間、果林等鋪設管網(wǎng)灌溉系統(tǒng),把貯液池的液肥輸送到田間、果林。這種模式將糞污作為有機肥料被農(nóng)作物完全吸收利用,不會對環(huán)境及水源造成污染,強調(diào)的是種養(yǎng)結合,沼氣工程投資成本和運行費用低,有機固肥直接經(jīng)濟效益明顯,且需周邊配套耕地面積較少[9]。

      3.2?全進料能源生態(tài)型模式

      對存欄規(guī)模較少、沒必要固液分離的或存糞時間過長、不易固液分離的養(yǎng)殖場,可將所有養(yǎng)殖廢棄物全部進入沼氣工程進行發(fā)酵,產(chǎn)生沼氣用于發(fā)電或直燃供熱;產(chǎn)生沼液進入沼液貯存池內(nèi)暫時貯存,再用管網(wǎng)或轉(zhuǎn)運車輛送至耕地還田,全進料能源生態(tài)型模式。這種模式省去固液分離以及建設有機肥堆漚設施投資和運行管理,且沼氣工程產(chǎn)生的沼氣量最大,畜禽糞污能源效益最高。

      4?不同規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場資源化利用技術

      畜禽養(yǎng)殖場糞污處理模式的選擇與養(yǎng)殖規(guī)模、環(huán)境、管理水平等因素有關,根據(jù)研究,提出以下幾種主要技術推薦。

      4.1?小型規(guī)模養(yǎng)殖場

      對于年出欄生豬500頭(存欄300頭)左右的規(guī)模養(yǎng)殖場,其糞污資源化利用技術。

      該技術主要以糞、尿沖洗水為發(fā)酵原料,沼氣工程宜采用200 m3地埋推流式(PFR)工藝,因產(chǎn)氣量較大,應考慮建50 m3濕式氣柜,沼氣自用和就近供氣相結合。若養(yǎng)殖場周邊有6.67 hm2的種植業(yè)耕地,可建沼液還田利用管網(wǎng),實施就地還田;若周邊無耕地或耕地不足,應采用沼肥轉(zhuǎn)運合作社機械轉(zhuǎn)運異地還田。

      4.2?中型規(guī)模養(yǎng)殖場

      對于年出欄500~1 000頭(存欄300~600頭),其糞污資源化利用技術。

      該技術要求干清糞和固液分離,干糞和糞渣通過堆漚制有機肥,場內(nèi)要建堆肥車間,宜建地埋推流式(PFR)沼氣工程400~800 m3、建濕式氣柜50~100 m3、場內(nèi)貯液池200~400 m3,配置30~80 kW沼氣發(fā)電機,沼氣利用主要通過發(fā)電機發(fā)電利用,若該養(yǎng)殖場配套有13.33~26.67 hm2耕地,可通過沼液灌溉系統(tǒng)直接還田;若無配套種植業(yè)耕地,應通過沼液轉(zhuǎn)運專業(yè)合作社轉(zhuǎn)運異地還田。

      4.3?大型規(guī)模養(yǎng)殖場

      對于年出欄1 000頭(存欄600頭)以上的較大規(guī)模養(yǎng)殖場,其糞污的資源化利用技術。該技術主要是建地上常溫完全混合式裝置型(CSTR)沼氣工程200 m3,配建50 m3濕式氣柜和400 m3場內(nèi)沼液貯存池,并配置80 kW的沼氣發(fā)電機組,沼氣工程產(chǎn)生的沼液一般通過沼肥轉(zhuǎn)運合作社異地還田。

      4.4?干糞加工有機肥技術

      雞糞、牛糞、兔糞主要是干糞,對于年出欄500頭以上規(guī)模的養(yǎng)殖場,可獨立建設干糞堆漚發(fā)酵制有機車間,也可聯(lián)合若干家規(guī)模養(yǎng)殖場單獨選址建設。干糞加工有機肥技術。

      在生產(chǎn)過程中按一定比例加入原料(鮮干清糞、粉碎秸稈、谷殼)、水(沼液)、生物降解菌(EM菌)進行配比混合,混合好的混合物料輸送到發(fā)酵降解槽內(nèi)進行發(fā)酵降解,由于混合物料中含有發(fā)酵降解適宜的水分(含水率達65%左右)、生物降解菌(EM菌)和溫度(發(fā)酵初期溫度在55~65 ℃,隨后逐步下降),經(jīng)過18~20 d的堆漚發(fā)酵、曝氣、翻拌,使物料腐熟降解,殺滅物料中的有害病菌和蟲卵,去除臭味和水分(高溫蒸發(fā));經(jīng)發(fā)酵腐熟降解后的物料(含水率在30%左右)進入陳化工段,經(jīng)過約15 d陳化后的物料(含水率在30%以下)進入加工包裝工段,經(jīng)過加工包裝的物料即為發(fā)酵生物有機質(zhì)肥成品,可進庫發(fā)售,該技術可提高養(yǎng)殖場直接經(jīng)濟效益。

      參考文獻

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