三種畜禽糞污資源化利用模式對比

陸則基，周 敏，左媛媛，朱 智

（1.昆山市第四動物防疫站，江蘇昆山 215300；2.江蘇省畜牧總站，江蘇南京 210017；3.中國動物衛(wèi)生與流行病學(xué)中心，山東青島 266000）

2013 年11 月，國務(wù)院出臺《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》，規(guī)定了畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)的養(yǎng)殖污染防治要求。2015 年，新《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》開始實施，要求推動農(nóng)村環(huán)境綜合整治，畜禽養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)要合理選址，對畜禽糞便、尸體和污水等廢棄物進(jìn)行科學(xué)處理，防止污染環(huán)境[1]。2017 年以來，國家相繼出臺《關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》《關(guān)于促進(jìn)畜禽糞污還田利用依法加強養(yǎng)殖污染治理的指導(dǎo)意見》《關(guān)于進(jìn)一步明確畜禽糞污還田利用要求強化養(yǎng)殖污染監(jiān)管的通知》等政策文件，進(jìn)一步推進(jìn)全國畜禽養(yǎng)殖污染防治及糞污資源化利用工作。

1 昆山市畜禽養(yǎng)殖基本情況

目前，昆山市共有畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場5 家、畜禽養(yǎng)殖戶15 戶。規(guī)模養(yǎng)殖場治理以農(nóng)牧循環(huán)為主，納管排放為輔。2020 年畜禽養(yǎng)殖類別主要為生豬和家禽，其中生豬年存欄量為12 600 頭，年出欄量為8 230 頭，主要分布在3 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)；家禽年存欄量為2 863 羽，年出欄量為1 796 羽，主要分布在南部水域鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

2 現(xiàn)行三種畜禽糞污資源化利用模式

昆山市畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場采用的糞污收集工藝為干清糞，畜禽養(yǎng)殖戶采取的為水泡糞。養(yǎng)殖場（戶）畜禽糞污主要采用以下三種模式進(jìn)行資源化利用：一是“水泡糞+沼氣型厭氧多級生化凈化池+還田利用”，二是“干清糞+堆糞棚好氧發(fā)酵+厭氧發(fā)酵+還田利用”，三是“干清糞+好氧堆肥+厭氧發(fā)酵+制有機肥基料”。

2.1 水泡糞+沼氣型厭氧多級生化凈化池+還田利用

采用水泡糞糞污收集工藝，利用V 型刮板將糞污集中到集糞池，在集糞池內(nèi)經(jīng)過固液初步分離，沼液通過水泵進(jìn)入發(fā)酵罐發(fā)酵處理，發(fā)酵罐將初步發(fā)酵后的沼液導(dǎo)入沼氣型厭氧多級生化凈化池，進(jìn)行2 個月左右的凈化處理。凈化池由十多個串聯(lián)的地埋式橫壓玻璃纖維增強復(fù)合材料頂水壓式沼氣池和生物載體填料組成。通過橫混多級發(fā)酵、逐段降解、逐級凈化，不斷水解、酸化發(fā)酵，產(chǎn)生乙酸后最終產(chǎn)生甲烷。沼氣通過管道輸送至沼氣發(fā)電站；沼渣經(jīng)收集發(fā)酵后，用于農(nóng)田施肥；凈化后的沼液導(dǎo)入貯存池，最后通過管道噴灌還田；廢氣則通過配備廢氣收集、處理設(shè)施——空氣凈化器，將污染的空氣吸進(jìn)壓力室，經(jīng)壓力室墻壁均勻地進(jìn)入空氣凈化器壓力室，即促進(jìn)了生物的硝化和反硝化作用，除去95%臭氣和95%氨氣，同時過濾了100%的粉塵。本模式通過種養(yǎng)結(jié)合和空氣凈化，在解決養(yǎng)殖過程中固、液、氣污染的同時，逐步形成了有機蔬菜種植、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)休閑的田園小綜合體發(fā)展模式。

2.2 干清糞+堆糞棚好氧發(fā)酵+厭氧發(fā)酵+還田利用

畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場采用干清糞糞污收集工藝，統(tǒng)一收集至堆糞棚。堆糞棚防雨、防滲、防漏，不污染周圍環(huán)境，糞堆積發(fā)酵后，用于周邊農(nóng)田使用。污水處理方面，生產(chǎn)污染主要來自場區(qū)內(nèi)的節(jié)水池，污水排入調(diào)節(jié)池爆氧后進(jìn)入污水處理設(shè)施，經(jīng)厭氧、好氧生化工藝處理，凈化后的水再次泵入場舍水池循環(huán)再利用。具體過程如下：污水排入調(diào)節(jié)池，經(jīng)格柵除去大型懸浮物后充分混合均勻，泵入微濾機去除大顆粒懸浮物，再自流進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵池。污水中的大部分有機污染物，在厭氧條件下經(jīng)微生物降解，轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳等。經(jīng)過一段時間處理后，污水自流進(jìn)入好氧池，從二沉池底部回流的污泥同時進(jìn)入曝氣池。在曝氣作用下，混合液得到足夠的溶解氧，并使活性污泥和污水充分接觸，污水中的可溶有機污染物被活性污泥吸附，并被活性污泥上的微生物群體所分解，使污水得到凈化。在二沉池內(nèi)，活性污泥和已被凈化的污水分離，污泥泵入污泥池，經(jīng)蝶螺機脫水外運。污水從二沉池流入收集過渡池，加入混凝、絮凝劑后經(jīng)過水渣二次分離，渣入渣池脫水處理，水入微氧濕地凈化，凈化后的水自流進(jìn)入生態(tài)塘進(jìn)行二次生態(tài)凈化，凈化后的水再次泵入場舍水池循環(huán)再利用。

2.3 干清糞+好氧堆肥+厭氧發(fā)酵+制有機肥基料

采用“平刮板+固液分離”干清糞工藝，實行糞尿分離。在豬舍內(nèi)的糞溝上方加蓋漏縫板，用于糞尿分離，糞便留在地板上，通過平刮板收集到場舍的一側(cè)，收集的干糞進(jìn)行堆放處理后，轉(zhuǎn)運至發(fā)酵棚進(jìn)行堆肥發(fā)酵，最終用于作物施肥，實現(xiàn)農(nóng)牧循環(huán)。尿液及少量糞便漏入糞尿溝中，產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水進(jìn)入場內(nèi)污水處理站處理，臨時出豬廢水經(jīng)一體化污水處理設(shè)備處理，達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)后與車輛沖洗廢水、生活污水一起接市政污水管網(wǎng)，進(jìn)入污水處理廠處理。厭氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化后用于場區(qū)豬舍發(fā)電使用；固液分離后的豬糞與脫水后的污泥及沼渣運至場內(nèi)發(fā)酵系統(tǒng)制成有機肥基料。綜合處理后的有機基料用作林地苗施肥及各種園藝、果蔬、花卉種植等，實現(xiàn)林牧循環(huán)，最終達(dá)到糞污“減量化、無害化、資源化”利用目標(biāo)。

3 三種畜禽糞污資源化利用模式特點

昆山市總養(yǎng)殖量小，各養(yǎng)殖場規(guī)模有限，周邊的果林、稻田、蔬菜種植等農(nóng)業(yè)大田基本能夠吸納消化產(chǎn)生的畜禽糞污，所以三種模式均能實現(xiàn)糞污的再利用。然而每種模式適用的場景由畜禽類別、養(yǎng)殖規(guī)模、地理位置、周邊環(huán)境等因素共同決定，各場可因地制宜，采用低成本、高效、可持續(xù)的糞污處理方法。

“水泡糞+沼氣型厭氧多級生化凈化池+還田利用”模式是當(dāng)前昆山市種養(yǎng)結(jié)合較為常見的糞污處理模式，主要適用于蔬菜種植企業(yè)、較大的家庭農(nóng)場和中小規(guī)模養(yǎng)殖場。一方面，消耗殘次果蔬飼喂畜禽，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的畜禽產(chǎn)品深受市場歡迎；另一方面，果蔬的種植也迫切需要畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的高品質(zhì)有機肥料，兩者的結(jié)合完美實現(xiàn)了資源循環(huán)。

“干清糞+堆糞棚好氧發(fā)酵+厭氧發(fā)酵+還田利用”模式主要適用于中等規(guī)模以上養(yǎng)殖主體。由于周邊環(huán)境無法承載產(chǎn)生的畜禽糞污，需要將糞污處理成干糞發(fā)酵后，通過再加工手段生產(chǎn)成商品有機肥。污水則需要利用污水處理設(shè)備進(jìn)行脫氮、脫氨處理，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該模式最大的局限在于污水處理成本高，對設(shè)備的要求也比較高，最容易因為成本及設(shè)備故障等因素導(dǎo)致糞污處理失敗。因此，周邊具有能夠大量消納養(yǎng)殖污水的種植面積，是保障這一模式運行的重要因素。

“干清糞+好氧堆肥+厭氧發(fā)酵+制有機肥基料”模式對污水處理設(shè)備的要求高，產(chǎn)生的污水最終要進(jìn)入市政污水處理廠，因此管道鋪設(shè)成本較高，適用于政策支持力度大、養(yǎng)殖規(guī)模比較固定的種畜禽場。這類養(yǎng)殖場在考慮良好經(jīng)濟(jì)效益的同時，也注重社會效益和生態(tài)效益。產(chǎn)生的干糞最終通過發(fā)酵制成有機肥基料，用于林地苗施肥及各種園藝、果蔬、花卉種植。

4 討論

土壤承載力測算結(jié)果顯示，目前昆山市養(yǎng)殖容量十分充裕。從提升種植業(yè)耕地質(zhì)量、滿足綠色產(chǎn)品需求角度出發(fā)，畜牧業(yè)在農(nóng)藥化肥減控、土壤地力改善、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提升等關(guān)鍵目標(biāo)的實現(xiàn)上發(fā)揮著不可替代的作用[2]。但受資源條件、用地空間約束，昆山市在畜禽糞污資源化利用過程中還存在一些不足：養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)空間分布脫節(jié)，增加了種養(yǎng)結(jié)合的難度；糞污資源化利用運轉(zhuǎn)體系尚不健全，養(yǎng)殖企業(yè)與種植單位雖已簽訂協(xié)議，但尚未形成有效、成熟的市場化運營機制；糞肥合理利用及調(diào)配面臨困難，農(nóng)牧結(jié)合的資源利用閉環(huán)模式有待探索等。

推進(jìn)畜禽糞污資源化利用要多措并舉。以綠色化為導(dǎo)向，堅守環(huán)境保護(hù)底線，深化美麗牧場建設(shè)和國家級畜禽養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化示范場建設(shè)，大力推廣綠色養(yǎng)殖技術(shù)，應(yīng)用綠色飼料，鼓勵采用環(huán)境控制和綜合減臭技術(shù)，確保產(chǎn)品綠色、生態(tài)環(huán)境綠色[3]；支持畜禽養(yǎng)殖場（戶）配備畜禽糞污無害化處理和資源化利用設(shè)施，鼓勵采取糞肥還田還林、制取沼氣、生產(chǎn)有機肥等方式進(jìn)行資源化利用，支持商品有機肥的生產(chǎn)和推廣應(yīng)用；繼續(xù)推進(jìn)養(yǎng)殖場（戶）生態(tài)化改造，區(qū)域化布局和制度、模式、科技創(chuàng)新，構(gòu)建生態(tài)高效的現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展新格局[4]；大力發(fā)展地方特色產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)質(zhì)量追溯體系建設(shè)和品牌建設(shè)，促進(jìn)畜禽品種和產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化發(fā)展[5]；拓展畜牧業(yè)新功能，積極開發(fā)新業(yè)態(tài)、新模式，推進(jìn)特色畜牧業(yè)生產(chǎn)、加工、消費、旅游、休閑和文化體驗融合，按照“提升一產(chǎn)、適度延伸二產(chǎn)、深入挖掘三產(chǎn)”的思路，推動產(chǎn)業(yè)縱深融合[6]；鼓勵組建大型合作社或聯(lián)合社，充分發(fā)揮大型龍頭企業(yè)的引領(lǐng)作用，做大做強畜牧業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈。