規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞污資源化高效利用技術(shù)

畜禽糞污資源化利用

隨著規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的飛速發(fā)展，畜禽糞污等養(yǎng)殖行業(yè)污染問(wèn)題依然不容忽視，養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)如何實(shí)現(xiàn)綠色、健康發(fā)展成為每一名從業(yè)者需要考慮與解決的問(wèn)題。就規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)而言，傳統(tǒng)的糞便堆積、直接排放或是進(jìn)行上地施肥，對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境均會(huì)造成一定程度的損害，既容易導(dǎo)致地下水資源被污染，又會(huì)使土壤元素含量失衡。畜禽糞污是較大的污染源，但是通過(guò)有效處理也會(huì)變成好的資源。因此，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)該積極引入和應(yīng)用糞污資源化利用技術(shù)，合理處理糞便，在減少對(duì)周?chē)h(huán)境污染的基礎(chǔ)上，又能夠降低養(yǎng)殖成本，增加養(yǎng)殖戶(hù)收益，推動(dòng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

一、畜禽糞污主要成分及危害

畜禽糞便主要指養(yǎng)殖行業(yè)中產(chǎn)生的一類(lèi)固體廢棄物，包括生豬、牛、羊以及禽類(lèi)等動(dòng)物糞便。養(yǎng)殖廢水指畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的尿液、沖洗水、工人生活用水及生產(chǎn)中產(chǎn)生的其他廢水。

1.畜禽糞污的主要成分。畜禽糞污的主要成分有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)及其分解成分、脂肪、有機(jī)酸、酶和各種無(wú)機(jī)鹽類(lèi),還有來(lái)源于畜禽進(jìn)食飼料、飲水、獸藥等攝入的各種微量元素、抗生素及其他殘留物，還含有部分寄生蟲(chóng)與蟲(chóng)卵等病原微生物。其中包含有農(nóng)業(yè)肥料的養(yǎng)分、動(dòng)物性有機(jī)質(zhì)，還有部分有害物質(zhì)。畜禽糞污的處理就是通過(guò)技術(shù)手段，對(duì)產(chǎn)生的糞污進(jìn)行初步或深度處理，減少其污染，并將其轉(zhuǎn)化成有用資源的過(guò)程。

2.畜禽糞污的危害。截至目前，畜禽糞便主要危害是對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境進(jìn)行的破壞，甚至進(jìn)一步危及人體健康。天氣炎熱時(shí)，畜禽糞通過(guò)發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生惡臭、有毒氣體，若對(duì)用水沖等方式產(chǎn)生的畜禽糞污不加以控制，甚至肆意排放到周?chē)?，?huì)嚴(yán)重污染水資源和周邊土壤。

二、畜禽糞污資源化利用的價(jià)值與優(yōu)勢(shì)

在傳統(tǒng)的畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中，常見(jiàn)的是將畜禽糞污在養(yǎng)殖場(chǎng)地隨意堆放，經(jīng)風(fēng)干、晾曬后賣(mài)出，或用作肥料施于農(nóng)作物，部分管理觀念較為落后的養(yǎng)殖場(chǎng)戶(hù)，無(wú)法進(jìn)一步利用畜禽糞污。目前，畜牧業(yè)管理部門(mén)以更加規(guī)范化、制度化的政策指導(dǎo)畜牧業(yè)養(yǎng)殖戶(hù)采用科學(xué)的方式，大力推進(jìn)畜禽糞污資源化利用，不僅能夠繼續(xù)發(fā)揮畜禽糞污在肥料方面的作用，還能拓寬其在能源、飼料、生態(tài)等方面的利用路徑，從而實(shí)現(xiàn)資源高效利用。

三、畜禽糞污資源化利用地區(qū)現(xiàn)狀

以西安市閻良區(qū)為例，閻良區(qū)按照“一場(chǎng)（戶(hù)）一策”的提升改造思路，督促指導(dǎo)全區(qū)規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)通過(guò)建設(shè)和提升堆糞場(chǎng)、污水沉淀池、開(kāi)展雨污分流等舉措，開(kāi)展畜禽糞污資源化利用工作。全區(qū)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)57家，生豬、家禽圈舍均采用封閉管理模式，生豬養(yǎng)殖場(chǎng)全部配備監(jiān)控設(shè)施，各規(guī)模場(chǎng)均建有與其養(yǎng)殖規(guī)模相配套的糞污處理設(shè)施且運(yùn)行正常，糞污設(shè)施配套率達(dá)100%；95%的養(yǎng)殖場(chǎng)建有糞污利用工作臺(tái)賬和年度糞污利用計(jì)劃，糞污資源化利用率達(dá)到91%以上，位居西安市前列。其中，三賢畜牧養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)合作社積極開(kāi)展畜禽糞污資源化利用工作，建設(shè)有年可加工15000噸畜禽糞便、秸稈、瓜蔓及殘菜的有機(jī)液肥加工生產(chǎn)線(xiàn)，將日常畜禽糞污、殘菜葉及瓜蔓、秸稈等，通過(guò)粉碎、有機(jī)物制漿預(yù)處理，再通過(guò)復(fù)合微生物混合發(fā)酵，便可生產(chǎn)出適用有機(jī)農(nóng)業(yè)和園林綠化的有機(jī)液體肥料，不僅合理處理了養(yǎng)殖場(chǎng)日常產(chǎn)出的畜禽糞污，還進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效益。

四、畜禽糞污資源化利用技術(shù)要點(diǎn)

1.肥料化處理技術(shù)。畜禽糞污肥料化處理一般采用堆肥的方式，是養(yǎng)殖場(chǎng)普遍采用的方法，投資少、可操作性強(qiáng)，是一種簡(jiǎn)單、直接、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，以畜禽糞便廢棄物為原料，因其本身含有豐富的氨、氮、磷等元素，更容易制成有機(jī)肥，滿(mǎn)足植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

整個(gè)堆肥過(guò)程一共分為3個(gè)階段。一是中溫階段，在畜禽糞便堆積過(guò)程中持續(xù)1～3天，畜禽糞便中的中溫細(xì)菌和真菌開(kāi)始發(fā)揮作用，將糞便中含有的部分糖、氨基酸、蛋白質(zhì)等進(jìn)行降解，過(guò)程中會(huì)釋放熱量，導(dǎo)致糞便溫度迅速升高；二是嗜熱階段，中溫階段之后因畜禽糞便溫度升高，嗜熱微生物會(huì)開(kāi)始降解糞便中的脂肪、纖維素、半纖維素和一些木質(zhì)素等物質(zhì)；三是冷卻階段，待中溫階段、嗜熱階段過(guò)后，堆肥中可降解的有機(jī)物大部分已經(jīng)被分解完畢，導(dǎo)致微生物活性降低，堆垛溫度會(huì)進(jìn)一步降低。

成功的堆肥一般來(lái)說(shuō)需要控制一些因素，例如：碳氮比例、pH值、堆肥的粒度與孔隙率和含水量等，這些因素直接影響了畜禽糞污中微生物發(fā)育的條件及有機(jī)物降解的最佳環(huán)境。其中碳氮比為25∶35時(shí)最為合適。因高碳氮比會(huì)使底物過(guò)量、微生物降解緩慢；低碳氮比使無(wú)機(jī)氮過(guò)多，并以氨、氮形式揮發(fā)或蒸發(fā)掉。最佳pH值為5.5～8，既符合微生物生存要求，又可進(jìn)一步保證微生物對(duì)畜禽糞污有機(jī)物的分解。粒度、孔隙度對(duì)于平衡微生物生長(zhǎng)的表面積和保持足夠的氣孔率至關(guān)重要：粒徑越大，表面積與質(zhì)量比越低，微生物難以進(jìn)入大顆粒內(nèi)部，無(wú)法使其充分分解；過(guò)小的顆粒會(huì)壓實(shí)質(zhì)量，減少孔隙率。對(duì)于強(qiáng)制曝氣，50毫米粒徑就足夠了?？紫堵蚀笥?0%，堆肥保持在低溫狀態(tài)，能量損失過(guò)大；孔隙率過(guò)低，又會(huì)導(dǎo)致形成厭氧環(huán)境，堆垛充氣孔隙率應(yīng)該為35%～50%。

畜禽糞污中加入有益活菌制劑，在多種微生物的作用下進(jìn)行生物發(fā)酵，微生物進(jìn)一步分解糞污中的有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，既可以消除異味，同時(shí)發(fā)酵過(guò)程中病菌、蟲(chóng)卵、寄生蟲(chóng)等有害物質(zhì)又被殺死，生產(chǎn)出生物有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)元素齊全且安全，具有改良土壤、增加土壤有機(jī)質(zhì)、提高土壤抗風(fēng)化和水侵蝕的能力，有利于提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，能改善作物根際微生物菌群結(jié)構(gòu)，提高植物的抗病蟲(chóng)能力。以甜瓜為例，在生長(zhǎng)過(guò)程中定期進(jìn)行富含氮、鉀元素的畜禽糞污發(fā)酵有機(jī)肥灌溉，能進(jìn)一步提高甜瓜品質(zhì)，降低發(fā)病率。

2.沼氣化處理技術(shù)。在規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)中，一般會(huì)將畜禽糞便沼氣處理作為首選，建造簡(jiǎn)單的情況下，也充分實(shí)現(xiàn)了畜禽糞便的資源化利用。其原理是通過(guò)厭氧細(xì)菌的分解作用，將有機(jī)物 ( 碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪) 通過(guò)厭氧消化而轉(zhuǎn)化為沼氣和二氧化碳。而在沼氣化處理過(guò)程中，因?yàn)樾笄菁S污中有機(jī)化合物會(huì)被轉(zhuǎn)化成可揮發(fā)性的脂肪酸，會(huì)大幅降低糞污的pH值，抑制微生物生長(zhǎng)。產(chǎn)生的沼氣會(huì)同時(shí)產(chǎn)生水分、灰塵和硫化氫等物質(zhì)會(huì)影響沼氣的直接使用，因此沼氣在利用之前需要作進(jìn)一步的凈化處理。

一般來(lái)說(shuō)，畜禽糞污經(jīng)過(guò)沼氣化處理后能夠產(chǎn)生的沼氣較低，如豬糞和牛糞分別為10～15立方米/噸 和 22～27立方米/噸；而一些有機(jī)工業(yè)廢棄物的沼氣產(chǎn)量較高，如濃縮乳清為100～130立方米/噸。若要進(jìn)行沼氣化處理，可在將畜禽糞污中加入某些工業(yè)有機(jī)廢棄物混合進(jìn)行沼氣化處理，使沼氣生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)。沼氣可以通過(guò)直接燃燒產(chǎn)生熱量從而進(jìn)行資源化，或在 CHP（熱電聯(lián)產(chǎn)）裝置中燃燒產(chǎn)生電能和熱能。1立方米沼氣可產(chǎn)生 1.8～2千瓦時(shí)電能和720萬(wàn)～1080萬(wàn)焦耳熱能，這取決于熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的功率。為使用沼氣作為生物燃料或用于天然氣電網(wǎng)注入，甲烷含量需要進(jìn)一步提純至 95%～98%。

沼氣化處理產(chǎn)生的沼氣作為清潔能源，可用于發(fā)電、供暖、照明、炊事等，沼渣處理后生產(chǎn)沼肥還田，用于生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品。沼氣化處理的優(yōu)勢(shì)非常明顯，具有多功能性，既可以營(yíng)造良好的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)又能將禽畜糞便綜合利用，將其開(kāi)發(fā)成可利用的再生能源，為養(yǎng)殖戶(hù)提供無(wú)害的肥料，降低養(yǎng)殖成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.燃料化處理技術(shù)。部分畜禽糞便極易燃燒，例如干牛糞、干雞糞等，北方地區(qū)鄉(xiāng)村一直就有撿拾收集干牛糞用于生火、炊事等。干牛糞中因?yàn)楹写罅康奈幢幌睦w維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，可以輕易被點(diǎn)燃，但該方法前期投資大，運(yùn)行成本高，易產(chǎn)生煙塵等有毒有害氣體，不宜作為規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞污資源化利用的首選方法。

五、畜禽糞污資源開(kāi)發(fā)利用建議

1.做好養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)劃。各地相關(guān)部門(mén)要重視養(yǎng)殖場(chǎng)糞污的處理問(wèn)題，要從實(shí)際出發(fā)，讓養(yǎng)殖場(chǎng)能夠意識(shí)到糞污資源化利用的重要性，加強(qiáng)資源轉(zhuǎn)化。在具體管理過(guò)程中，特別要針對(duì)一些山區(qū)農(nóng)村選址較為偏遠(yuǎn)的養(yǎng)殖場(chǎng)，指導(dǎo)其應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，在養(yǎng)殖場(chǎng)附近建立自動(dòng)化清理系統(tǒng)，對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生處理，減少水沖行為。此外，還要充分考慮到在養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)展過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量污水，應(yīng)專(zhuān)門(mén)鋪設(shè)排污管道，并且根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)的具體情況建設(shè)糞污暫存池，然后統(tǒng)一處理。

2.加強(qiáng)宣傳工作。部分養(yǎng)殖場(chǎng)戶(hù)對(duì)于糞污資源化利用工作與相關(guān)技術(shù)存在懷疑和不了解的情況，只清楚建設(shè)和購(gòu)買(mǎi)畜禽糞污資源化利用設(shè)施設(shè)備需要大量資金投入，場(chǎng)地設(shè)備需要人工維護(hù)等，地方政府應(yīng)加強(qiáng)糞污資源化利用宣傳教育工作，積極利用高素質(zhì)職業(yè)農(nóng)民培育、鄉(xiāng)村振興學(xué)院、技術(shù)指導(dǎo)培訓(xùn)等，對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)戶(hù)進(jìn)行系統(tǒng)性宣傳，讓其最大限度地了解糞污資源化利用的好處。

3.加大資金扶持力度。畜禽糞污治理難度大，需要資金投入多。盡管?chē)?guó)家與地方政府投入了一定資金，但數(shù)量有限，應(yīng)在資金方面加大補(bǔ)貼支持力度。明確補(bǔ)償范圍、補(bǔ)償對(duì)象、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)等。將畜禽養(yǎng)殖污染治理需要的機(jī)械設(shè)備，如有機(jī)肥生產(chǎn)設(shè)備、拋撒設(shè)備、生物質(zhì)燃料塊生產(chǎn)設(shè)備等納入農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼目錄。支持鼓勵(lì)農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)民使用有機(jī)肥，對(duì)有機(jī)肥給予價(jià)格補(bǔ)貼。