畜禽糞污資源化利用現(xiàn)狀與思考

王存波 朱慈根 嚴(yán)康 路璐 王勇

（1，江蘇省畜牧總站 210017；2，江蘇省灌云縣人民政府侍莊街道辦事處 222207）

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)取得長(zhǎng)足發(fā)展，一家一戶的傳統(tǒng)散養(yǎng)模式逐步縮減，規(guī)模化程度大幅增加，生產(chǎn)水平明顯提高，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障居民消費(fèi)做出重要貢獻(xiàn)。以江蘇省為例，1978～2018 年生豬存欄量分別為2161.05 萬(wàn)頭和1722.69 萬(wàn)頭，減少20.3%，而出欄量分別為1326.12 萬(wàn)頭和3266.44 萬(wàn)頭，增加146.3%。但隨著規(guī)?；胶蜕a(chǎn)效率的提升，畜禽養(yǎng)殖廢棄物對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題日漸凸顯?！笆舜蟆币詠?lái)，生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”總布局，習(xí)近平總書(shū)記“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。畜牧業(yè)也開(kāi)始自我革命，轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，探索新的養(yǎng)殖技術(shù)和模式，從原來(lái)的追求高增長(zhǎng)逐步向高質(zhì)量發(fā)展方向轉(zhuǎn)變。本文總結(jié)分析了當(dāng)前畜牧業(yè)糞污資源化利用的現(xiàn)狀，并提出建議，以期對(duì)畜牧業(yè)綠色發(fā)展及畜牧技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)提供參考。

1 畜禽糞污資源化利用方向

1.1 肥料化利用

畜禽糞污制作的有機(jī)肥富含氮、磷等植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)全面且肥效長(zhǎng)而穩(wěn)定，同時(shí)有利于促進(jìn)土壤固粒結(jié)構(gòu)的形成，增加土壤保水、保溫、透氣、保肥能力，與化肥混合使用可彌補(bǔ)化肥所含養(yǎng)分單一，有效改善長(zhǎng)期單一使用化肥導(dǎo)致土壤板結(jié)，保水、保肥性能減退的缺陷，是生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品必需的投入品。杜少平等[1]研究表明，施用牛糞、雞糞和豬糞有機(jī)肥較單施化肥可促進(jìn)西瓜營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和氮、鉀養(yǎng)分的運(yùn)轉(zhuǎn)，顯著提高西瓜產(chǎn)量和養(yǎng)分的吸收積累量，其中西瓜產(chǎn)量較化肥處理分別顯著提高27.4%、31.6%和30.2%，且西瓜品質(zhì)得到明顯改善，可溶性固形物和VC含量均顯著提升。林瑞等[2]發(fā)現(xiàn)，施用雞糞復(fù)合菌肥、羊糞復(fù)合菌肥和蚯蚓糞復(fù)合菌肥對(duì)楊梅凋萎病有明顯防效，且能促進(jìn)楊梅植株長(zhǎng)勢(shì)恢復(fù)，提升果實(shí)品質(zhì)。王文東等[3]研究表明，有機(jī)肥和秸稈配施可顯著增加中小型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)，提高中小型土壤動(dòng)物類群，明顯改善環(huán)境生物多樣性。

1.2 能源化利用

目前畜禽糞污能源化利用最常見(jiàn)的方式為沼氣發(fā)酵，最終產(chǎn)物為沼氣、沼渣和沼液，沼氣發(fā)酵工程可避免糞污發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體污染大氣，并將沼氣用作燃料或用于發(fā)電、生產(chǎn)生物天然氣等清潔能源。大豐蘇港河順生物科技有限公司日處理雞糞600t，生產(chǎn)天然氣10000m3。畜禽糞污經(jīng)沼氣發(fā)酵后COD 可降低85%以上，并可有效降解糞污中多西環(huán)素、金霉素等殘留抗生素[4]。此外，牧區(qū)牛糞風(fēng)干后作為生活燃料也是能源化利用的一種方式。

1.3 飼料化利用

畜禽糞便中含有豐富的粗蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如新鮮的豬糞中蛋白質(zhì)含量為3.5%～4.1%、牛糞為1.7%～2.3%、雞糞為11.2%～15.0%、羊糞為4.1%～4.7%[5]，畜禽糞便經(jīng)滅菌、除臭、干燥等處理后可作為動(dòng)物飼料。據(jù)徐啟明[6]研究發(fā)現(xiàn)，以熱噴雞糞代替部分黃豆餅對(duì)奶牛產(chǎn)奶沒(méi)有影響，飼喂青貯雞糞飼料可有效提高肉羊增重效果。但由于畜禽糞便飼料化利用與人們傳統(tǒng)觀念相悖，目前推廣利用程度不高。

2 當(dāng)前畜禽糞污處理的主要方法

2.1 堆肥發(fā)酵

堆肥發(fā)酵是傳統(tǒng)的糞污處理方式，將畜禽糞污和作物秸稈混合在一起，堆積發(fā)酵后用作肥料進(jìn)行還田，分為自然發(fā)酵法和棚下堆肥發(fā)酵法，自然發(fā)酵法工藝簡(jiǎn)單，原料混合堆積后自然發(fā)酵即可，適合小型養(yǎng)殖場(chǎng)。而棚下堆肥發(fā)酵法則在自然發(fā)酵的基礎(chǔ)上引入固液分離、機(jī)械攪拌、人工接種等工藝，大幅加快發(fā)酵進(jìn)程，適用于中大型養(yǎng)殖場(chǎng)和專業(yè)有機(jī)肥場(chǎng)。具有投資小、操作簡(jiǎn)單、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)具有處理時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，自然發(fā)酵堆肥需要堆放3～5 月才能完成堆肥[7]。

2.2 發(fā)酵床處理

發(fā)酵床處理的原理為糞污通過(guò)接種好氧微生物后進(jìn)行發(fā)酵降解，最終生成有機(jī)肥或直接還田，分為原位發(fā)酵床和異位發(fā)酵床，區(qū)別主要在于畜禽糞污是否就地發(fā)酵處理。一般而言，原位發(fā)酵床適合育肥豬、肉雞等適宜地面平養(yǎng)的畜禽種類，而異位發(fā)酵床適用性更加廣泛。發(fā)酵床處理的優(yōu)點(diǎn)在于，利用時(shí)間長(zhǎng)，利用過(guò)程中只需不斷加入畜禽糞污和墊料便可維持好氧微生物的持續(xù)發(fā)酵，管理得當(dāng)可持續(xù)利用3～5 年；沒(méi)有污水排放，糞污和墊料通過(guò)發(fā)酵后形成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥直接還田或優(yōu)化配比后包裝銷售；可以利用發(fā)酵床產(chǎn)生的熱量為畜禽保溫，褚曉紅等[8]研究結(jié)果表明，發(fā)酵床飼養(yǎng)仔豬在日增重和成活率上顯著優(yōu)于普通水泥地面飼養(yǎng)方式，并可節(jié)水降耗。缺點(diǎn)在于技術(shù)性較強(qiáng)，需了解發(fā)酵原理并定期管理維護(hù)以保持良好的發(fā)酵狀態(tài)，管理不當(dāng)容易造成“死床”和霉變；異位發(fā)酵床需要一定場(chǎng)地，占地面積大；墊料需要量大，高艷兵等[9]推算，每處理1t 糞污需要墊料33m3，部分地區(qū)木屑等墊料采購(gòu)和運(yùn)輸成本高。

2.3 發(fā)酵塔

發(fā)酵塔處理工藝是將畜禽糞污接種高效生物發(fā)酵菌種（真菌、酵母菌、放線菌等）混合均勻后置入發(fā)酵塔內(nèi)分層密閉發(fā)酵，適用于含水量較小的家禽糞污處理。此工藝不同于堆肥發(fā)酵或發(fā)酵床之處在于物料在塔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，原料不斷進(jìn)入，發(fā)酵產(chǎn)物不斷產(chǎn)出，一般以6～7d 為一個(gè)循環(huán)周期[10]。此種處理模式優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)酵產(chǎn)生的廢氣可收集凈化處理，基本無(wú)廢氣外排；污水產(chǎn)生量較小，糞便中大部分水分可在發(fā)酵過(guò)程中利用發(fā)酵熱量蒸發(fā)為水蒸氣，王順清[11]研究表明，畜禽糞污經(jīng)發(fā)酵處理后水分由70%下降到30%左右；發(fā)酵條件容易控制，能克服冬季低溫天氣對(duì)發(fā)酵的不利影響；便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)；占地面積小。缺點(diǎn)在于一次性投入大，處理成本高。

2.4 沼氣工程

沼氣工程是指采用厭氧消化技術(shù)處理各類有機(jī)廢棄物（水），通過(guò)發(fā)酵降解有機(jī)物、殺滅病原微生物，并制取沼氣系統(tǒng)工程設(shè)施。適用于各種畜禽糞污的處理。優(yōu)點(diǎn)：糞污資源化利用最充分，沼氣、沼液、沼渣均可資源化利用；發(fā)酵完全；占地面積小。缺點(diǎn)：產(chǎn)氣不穩(wěn)定，處理效率普遍偏低，表現(xiàn)為原料濃度低、產(chǎn)氣率不高、發(fā)酵溫度低。騰昆辰[12]研究表明，目前我國(guó)沼氣工程進(jìn)料濃度普遍在8%以下、發(fā)酵溫度為10～25℃、單位容積產(chǎn)氣率0.3～0.5m3/m3·d，大幅低于發(fā)達(dá)國(guó)家的12%、38℃或53℃、2m3/m3·d；沼液運(yùn)輸儲(chǔ)存困難，需鋪設(shè)管網(wǎng)或配備運(yùn)輸車輛及儲(chǔ)蓄池，還田半徑小，需要周邊有足夠的協(xié)議消納用地；受環(huán)境影響大，北方寒冷地區(qū)冬季難以運(yùn)行；存在滲漏污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)。

3 畜禽糞污處理存在的問(wèn)題與難點(diǎn)

3.1 糞污處理投入產(chǎn)出效益低，養(yǎng)殖場(chǎng)戶積極性不高

糞污作為養(yǎng)殖場(chǎng)的廢棄物，處理需要投入資金和人力，而產(chǎn)出效益相對(duì)較低，不一定能回收成本，小型養(yǎng)殖場(chǎng)及散養(yǎng)戶不愿投入，如果監(jiān)管缺位很容易對(duì)環(huán)境造成污染。

3.2 資金扶持政策仍需完善

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《畜禽糞污資源化利用行動(dòng)方案（2017～2020年）》 主要扶持生豬和牛養(yǎng)殖大縣，缺少對(duì)家禽養(yǎng)殖大縣扶持；畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用中央投資計(jì)劃中企業(yè)自籌資金比例時(shí)有增加，進(jìn)一步加大企業(yè)自籌壓力。

3.3 行業(yè)定位不明確

有機(jī)肥生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類目錄中被列為化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，生產(chǎn)許可申辦門(mén)檻高、難度大。

3.4 施肥方法制約有機(jī)肥的推廣利用

畜禽糞污生產(chǎn)有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)濃度低，肥效作用慢，單位面積施用量大，施肥需要耗費(fèi)大量人力，影響了有機(jī)肥的大面積推廣應(yīng)用。

3.5 存在重金屬、抗生素殘留、抗生素抗性基因增加等風(fēng)險(xiǎn)

動(dòng)物飼料中往往添加各種微量金屬元素，而這些微量元素的消化利用率很低，如Cu、Zn 吸收率僅為5%左右，導(dǎo)致畜禽糞污重金屬含量升高，從而增加了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)[13]。彭晶等[14]利用高通量PCR 技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥的土壤中多種四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類抗性基因相對(duì)豐度有所增加。意味著即使經(jīng)發(fā)酵等工藝處理后畜禽糞污依然存在影響環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)因素。

3.6 污水成為治理畜禽糞污的難點(diǎn)

部分養(yǎng)殖場(chǎng)存在用水量大，雨水和污水沒(méi)能有效分離，導(dǎo)致污水量大幅提升，增加了治理難度。

4 對(duì)策建議

4.1 因地制宜建立糞污集中處理模式

在小型養(yǎng)殖場(chǎng)及散戶集中區(qū)域引入糞污集中處理機(jī)構(gòu)，探索建立“市場(chǎng)主導(dǎo)、循環(huán)利用、行政推動(dòng)、有償服務(wù)”的可持續(xù)運(yùn)行模式，形成政府、企業(yè)、社會(huì)共同參與畜禽糞污處理的社會(huì)化服務(wù)機(jī)制。

4.2 優(yōu)化畜禽糞污治理扶持政策

加強(qiáng)頂層政策設(shè)計(jì)，擴(kuò)大資金扶持范圍，根據(jù)各省畜禽實(shí)際養(yǎng)殖量，資金切塊下達(dá)給各省各地區(qū)，由各地農(nóng)業(yè)主管部門(mén)根據(jù)飼養(yǎng)結(jié)構(gòu)和地區(qū)分布實(shí)際情況統(tǒng)籌抓好落實(shí)。

4.3 鼓勵(lì)建立糞污處理機(jī)構(gòu)

明確有機(jī)肥生產(chǎn)是糞污資源化利用單位，而不是污染排放單位，工商、環(huán)保等部門(mén)對(duì)有機(jī)肥廠立項(xiàng)審批等環(huán)節(jié)應(yīng)予以區(qū)別對(duì)待。各地區(qū)規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域布局時(shí)要綜合考慮畜禽糞污處理能力，在養(yǎng)殖場(chǎng)集中區(qū)域引入有機(jī)肥生產(chǎn)廠等糞污集中處理機(jī)構(gòu)。

4.4 研究和推廣利用有機(jī)肥撒播機(jī)械

加強(qiáng)施肥機(jī)械的研究與推廣利用，研發(fā)適合不同地形、作物的有機(jī)肥撒播機(jī)械，完善落實(shí)農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼機(jī)制。

4.5 強(qiáng)化源頭控制，開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

加強(qiáng)飼料行業(yè)監(jiān)管，優(yōu)化飼料配方，提高蛋白質(zhì)及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率，從源頭上減少重金屬、抗生素等用量，提升養(yǎng)殖管理水平，提倡綠色健康養(yǎng)殖，減少養(yǎng)殖過(guò)程用藥量，結(jié)合農(nóng)業(yè)測(cè)土配方施肥，開(kāi)展土地對(duì)畜禽糞污承載力的研究，優(yōu)化糞污處理工藝，加強(qiáng)重金屬等有害物質(zhì)的檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

4.6 提升養(yǎng)殖管理水平

畜禽養(yǎng)殖業(yè)提高內(nèi)部管理水平，推廣應(yīng)用“兩節(jié)一增”新技術(shù)、新設(shè)備、新模式，杜絕浪費(fèi)水資源，嚴(yán)格實(shí)行雨污分流，減少污水產(chǎn)生。

5 小結(jié)

目前，綠色發(fā)展理念已成為社會(huì)共識(shí)，畜禽糞污能否得到有效治理成為制約畜牧業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的瓶頸，就目前來(lái)看，資源化利用成為畜禽糞污治理的主導(dǎo)思想，種養(yǎng)結(jié)合，循環(huán)農(nóng)業(yè)作為畜禽糞污治理的主要模式擁有廣闊的應(yīng)用前景，需要進(jìn)一步加大投入力度、強(qiáng)化扶持政策、完善監(jiān)管制度、優(yōu)化運(yùn)行機(jī)制。通過(guò)各種措施的不斷完善，畜禽糞污一定能得到有效治理。