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(重慶市畜牧科學(xué)院,重慶 榮昌 402460)
近十年來(lái),我國(guó)畜禽業(yè)快速發(fā)展,畜禽養(yǎng)殖方式加速向規(guī)?;?、集約化方向轉(zhuǎn)變,逐漸取代了農(nóng)村家庭散養(yǎng)模式,畜禽數(shù)量增長(zhǎng)的同時(shí),畜禽糞污也大量產(chǎn)生。我國(guó)每年產(chǎn)生約38億噸畜禽糞污,然而經(jīng)無(wú)害化處理的僅1億噸左右,比例相差懸殊。畜禽糞污用則利、棄則害。在歐美國(guó)家肥料結(jié)構(gòu)中,有機(jī)肥的地位舉足輕重,美國(guó)有機(jī)肥料占比46%、英國(guó)占57%、德國(guó)占60%、法國(guó)占37%、澳大利亞占55%、加拿大占60%、韓國(guó)占48%、日本更是達(dá)到非常高的76%,而中國(guó)的有機(jī)肥比重只有20%左右。
在當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)向優(yōu)質(zhì)安全、高效生態(tài)轉(zhuǎn)型的歷史關(guān)鍵時(shí)期,畜禽糞污的有效處理成為了黨中央、國(guó)務(wù)院高度關(guān)注的問(wèn)題,我國(guó)于2014年1月施行了《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》,養(yǎng)殖環(huán)保問(wèn)題是目前養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展要解決的頭等大事。在當(dāng)前我國(guó)鄉(xiāng)村振興、綠色發(fā)展的大背景下,畜禽糞污不但要得到高效治理,更是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)不可缺少的寶貴有機(jī)肥資源,畜禽糞污利用大有可為。近年來(lái),我國(guó)政府高度重視養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展,制定了嚴(yán)格的環(huán)保政策,對(duì)于養(yǎng)殖場(chǎng)來(lái)說(shuō),順應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大方向,嚴(yán)格執(zhí)行政策標(biāo)準(zhǔn),才能在這個(gè)行業(yè)繼續(xù)生存下去,如果糞污濫排或處理不達(dá)標(biāo),不但會(huì)被處以巨額罰款,甚至面臨關(guān)、停、拆的命運(yùn)。
在近年來(lái)的畜禽養(yǎng)殖環(huán)保大潮下,養(yǎng)殖環(huán)保壓力倒逼養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展,我國(guó)規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)的糞污處理利用主要形成了以下5種模式,現(xiàn)簡(jiǎn)析如下。
主要是建設(shè)一套包括雨污分離、干濕分離、固液分離和污水凈化的基建和機(jī)械設(shè)備處理系統(tǒng)。
雨污分離是將雨水和養(yǎng)殖場(chǎng)所排污水分開(kāi)收集。雨水的排放可在畜禽舍四周修建明渠,雨水經(jīng)明渠直接流入一級(jí)生態(tài)塘。糞污采用管道輸送,在畜禽養(yǎng)殖房的污水直接排放口或集污池的排放口,鋪設(shè)污水輸送管道,污水收集到厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的進(jìn)料池中進(jìn)行后續(xù)的厭氧發(fā)酵再處理。
將畜禽糞便先收集到圈外防滲、防漏、防溢、防雨的干糞貯糞池中;然后再用水沖洗豬舍,沖洗水收集到糞水池中,再經(jīng)管道輸送到厭氧發(fā)酵系統(tǒng)進(jìn)行厭氧發(fā)酵,這樣使糞便與尿液、沖圏水等養(yǎng)殖廢水分開(kāi)收集。收集起來(lái)的畜禽糞便,經(jīng)過(guò)后續(xù)的固液分離可再次降低其含水率,便于再利用。
對(duì)干清糞過(guò)程所收集的畜禽糞便,可使用固液分離機(jī)或格柵、篩網(wǎng)等機(jī)械、物理的方法再次脫水,獲得含水率更低的糞渣,此糞渣可收集于貯糞池中堆漚發(fā)酵,在施肥季節(jié)作有機(jī)肥施于農(nóng)田,也可以賣(mài)給有機(jī)肥廠,或自己生產(chǎn)有機(jī)肥;分離出來(lái)的糞水排往沼氣池的進(jìn)料池,進(jìn)行發(fā)酵處理,這樣經(jīng)過(guò)分離出固體物質(zhì)可進(jìn)一步減輕污水處理壓力。
將所有污水收集輸送到厭氧發(fā)酵系統(tǒng),進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理,即沼氣工程處理。這種利用模式需要養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)写罅客恋貋?lái)消納沼液,一般千頭豬場(chǎng)至少需要6.667 hm2土地消納。
沼液等污水也可以進(jìn)入自然處理系統(tǒng)——氧化塘、土地處理系統(tǒng)或人工濕地等,通過(guò)在生態(tài)凈化塘周邊種植濕生樹(shù)種、塘內(nèi)配置水生植物、藻類(lèi)等。沼液的自然處理模式在冬天受到局限。氧化塘處理后的污水,可用于農(nóng)業(yè)灌溉,也可用于水生蔬菜和水產(chǎn)的養(yǎng)殖。
高溫堆肥技術(shù)是一種為世界各國(guó)普遍采用的畜禽糞便處理方法。好氧高溫堆肥在發(fā)酵的過(guò)程中,通過(guò)好氧微生物的繁殖、分解作用,使堆體產(chǎn)生高溫從而使畜禽糞便降解達(dá)到一種穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)能殺死糞便中的一些病菌和寄生蟲(chóng)卵,從而使糞便無(wú)害化。完整的堆肥發(fā)酵包括升溫期、高溫期、降溫腐熟期三個(gè)階段,經(jīng)過(guò)此過(guò)程的堆肥可以達(dá)到三個(gè)目的,一是無(wú)害化;二是腐殖質(zhì)化;三是大量微生物代謝產(chǎn)物如各種抗生素、蛋白類(lèi)物質(zhì)等。
如果堆肥發(fā)酵時(shí)間過(guò)短,則會(huì)導(dǎo)致糞便未充分腐熟,如高溫期維持時(shí)間較短或未經(jīng)過(guò)降溫期的充分腐熟,未腐熟的堆肥產(chǎn)品對(duì)植物的生長(zhǎng)有抑制作用甚至毒害作用。對(duì)堆肥進(jìn)程影響較大的因素主要有溫度、初始C/N比、堆體含氧量、有機(jī)質(zhì)含量、水分含量,其中最重要的指標(biāo)是C/N比。研究表明,碳氮比為20~30比較適宜。劉超等[1]對(duì)不同碳氮比下牛糞高溫堆肥腐熟進(jìn)程研究,結(jié)果表明:C/N=25時(shí)堆肥效果最佳。王若斐等[2]對(duì)不同碳氮比豬糞堆肥及其產(chǎn)品肥效進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:C/N為25是堆肥適宜的C/N初始設(shè)定值,有利于堆體的快速腐熟和養(yǎng)分保持,其堆肥產(chǎn)品肥效優(yōu)異。由于畜禽糞便的碳氮比一般都低于15,因此在制作堆肥時(shí)要加入稻殼、鋸末、各類(lèi)秸稈等碳氮比高的調(diào)節(jié)劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。堆肥的起始含水率應(yīng)為50%~60%,對(duì)于不同的堆肥系統(tǒng),含水率都不能小于40%,如果水分含量過(guò)低,不利于微生物的生長(zhǎng);水分過(guò)高,阻塞堆料空隙,影響通風(fēng),導(dǎo)致厭氧發(fā)酵,會(huì)延長(zhǎng)堆肥發(fā)酵的時(shí)間。通氣是好氧堆肥成功的重要因素之一,通氣良好才能給微生物供氧,避免微生物厭氧發(fā)酵。堆肥的pH值范圍比較廣,一般堆肥的pH值不會(huì)刻意調(diào)節(jié)。堆肥的溫度是堆肥進(jìn)程一個(gè)宏觀標(biāo)志,不同國(guó)家對(duì)堆肥化溫度的要求與高溫持續(xù)時(shí)間的要求不同。
目前我國(guó)高溫好氧堆肥生產(chǎn)商品有機(jī)肥主要集中在專(zhuān)門(mén)的有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè),一些較大的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)也有自建的有機(jī)肥生產(chǎn)車(chē)間。為了加快發(fā)酵進(jìn)程,會(huì)加入專(zhuān)用微生物菌種和酶制劑,并配備專(zhuān)用設(shè)備,進(jìn)行勻質(zhì)、發(fā)酵、翻拋、干燥,最后包裝出售。我國(guó)有機(jī)肥行業(yè)剛剛邁入成長(zhǎng)期,未來(lái)發(fā)展前景可觀。
最初的生物發(fā)酵床養(yǎng)殖技術(shù)是10多前從日本、韓國(guó)等國(guó)家引進(jìn)的一項(xiàng)養(yǎng)殖技術(shù),是一項(xiàng)可有效控制畜禽飼養(yǎng)環(huán)境、有效處理畜禽糞污、控制養(yǎng)殖環(huán)境污染的新技術(shù),又稱(chēng)“零排放養(yǎng)殖技術(shù)”等。發(fā)酵床養(yǎng)殖的原理是選用鋸木屑、稻殼、米糠等通透性和吸水性較好的原料配以專(zhuān)門(mén)的微生態(tài)制劑(益生菌)作為墊料床來(lái)養(yǎng)殖畜禽。畜禽一直在墊料上生活,畜禽每天排泄出來(lái)的糞尿被墊料里的特殊有益微生物迅速降解,因此,不需要沖洗養(yǎng)殖圈舍,從而沒(méi)有任何糞污排出養(yǎng)殖場(chǎng),養(yǎng)殖場(chǎng)也無(wú)臭味。發(fā)酵床在使用過(guò)程中,需要不定期的補(bǔ)充墊料和微生物菌種,每周翻耙墊料一次。養(yǎng)殖一定批次畜禽出欄后,墊料即可全部清出圈舍成為優(yōu)質(zhì)固態(tài)有機(jī)肥,因此,發(fā)酵床養(yǎng)殖是一種零排放、無(wú)污染、無(wú)臭味的生態(tài)環(huán)保養(yǎng)殖技術(shù)。這是一項(xiàng)集糞污減量化、無(wú)害化和資源化利用為一體的綜合技術(shù)。目前我國(guó)發(fā)酵床生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)主要有3種模式,即接觸式發(fā)酵床、不接觸式發(fā)酵床、異位發(fā)酵床(獨(dú)立發(fā)酵床),這3種模式是一個(gè)技術(shù)不斷改進(jìn)、升級(jí)的發(fā)展過(guò)程。
接觸式發(fā)酵床是最初的發(fā)酵床,是這個(gè)技術(shù)剛剛在我國(guó)起步時(shí)出現(xiàn)的最初形式的發(fā)酵床技術(shù),即畜禽一直生活在發(fā)酵床的墊料上,并需要定期噴灑發(fā)酵菌種和翻耙墊料。由于發(fā)酵床維護(hù)難度大,實(shí)際情況大多使用1~3年。因所養(yǎng)畜禽品種不同,墊料的厚度有所不同,養(yǎng)家禽的墊料厚度在35~40 cm,養(yǎng)豬的墊料厚度在60~80 cm,由于墊料在開(kāi)始使用后都會(huì)被壓實(shí)厚度會(huì)降低,因此施工裝填時(shí)的厚度要提高20%。
墊料選擇的原則:以惰性原料為主,不易被分解;有一定的硬度或剛性,不易板結(jié);要粗細(xì)搭配,不能全部用細(xì)鋸末,也不能全部用谷殼,既要保證透氣性,又要保證吸水性;加入適量的營(yíng)養(yǎng)飼料如玉米粉、麥麩在內(nèi)。
接觸式發(fā)酵床又分為濕式發(fā)酵床、干撒式發(fā)酵床。濕式發(fā)酵床是最早一代也就是最早的Em菌引進(jìn)過(guò)來(lái)的發(fā)酵床,是液體型的菌種,制作發(fā)酵床時(shí)首先需要將菌種擴(kuò)繁,擴(kuò)大菌種數(shù)量后,再將菌種與墊料混合好,調(diào)節(jié)好水分,堆積發(fā)酵好后再使用,使用期限一般1~2年。由于墊料里已經(jīng)提前加了水,所以如果后期動(dòng)物糞便尿液較多,氣候潮濕或者管理不善等情況,容易致使發(fā)酵床濕度過(guò)大,造成死床。在實(shí)際應(yīng)用中失敗的較多。
干撒式發(fā)酵床是從濕式發(fā)酵床改進(jìn)過(guò)來(lái)的發(fā)酵床,相當(dāng)于第二代接觸式發(fā)酵床,在養(yǎng)殖上也應(yīng)用了很多年。首先以金寶貝干撒式發(fā)酵床為首的菌種廠家為主,干撒式發(fā)酵床的原理與濕式發(fā)酵床一樣,只不過(guò)是直接將菌種與墊料混合后即可鋪入圈舍,鋪設(shè)完成后即可立即開(kāi)始養(yǎng)殖,無(wú)需加水,無(wú)需等待,不用擴(kuò)繁,不用提前接種發(fā)酵,所以用起來(lái)比較方便,對(duì)于大部分養(yǎng)殖戶來(lái)說(shuō)容易接受。如果維護(hù)得當(dāng),干撒式發(fā)酵床可以使用2年以上。墊料選擇范圍廣,可以使用鋸末也可以使用稻殼、木屑等多種原料,可以只用一種,也可以使用多種墊料混合使用。
接觸式發(fā)酵床經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)10多年的實(shí)踐應(yīng)用,雖然有許多優(yōu)點(diǎn),比如省去沖圈用水,可以把糞尿發(fā)酵,減少污染,無(wú)臭氣,達(dá)到零排放,但也存在著許多無(wú)法克服的缺點(diǎn)。其缺點(diǎn)是發(fā)酵床不好掌控,容易死床,又不能消毒,定期翻耙也是一大難題。特別是在養(yǎng)豬上,疾病頻發(fā)并不可控制,問(wèn)題太多。主要存在的缺陷如下。
(1)夏季使用此養(yǎng)殖模式易使畜禽特別是豬產(chǎn)生發(fā)熱應(yīng)激,特別是在我國(guó)氣溫較高的南方地區(qū)。熱應(yīng)激易誘發(fā)豬丹毒、濕疹、鏈球菌病、呼吸道疾病等各類(lèi)疾病的發(fā)生,易造成急性死亡,發(fā)病率非常高。豬只生長(zhǎng)速度緩慢、飼料報(bào)酬有所下降。
(2)發(fā)酵床的溫、濕度適宜寄生蟲(chóng)及其卵囊生存,一旦發(fā)生寄生蟲(chóng)病,很難根除。由于發(fā)酵床不能使用化學(xué)消毒藥品和抗生素類(lèi)藥物,一旦畜禽間發(fā)生疾病,則病菌、病毒、寄生蟲(chóng)相互感染,很難控制。
(3)墊料以惰性原料為主,不能用秸稈之類(lèi)有營(yíng)養(yǎng)但容易發(fā)霉的墊料。墊料選擇受到嚴(yán)重限制,長(zhǎng)期使用,墊料用量也非常大,木屑來(lái)源受限,價(jià)格也較高,增加了養(yǎng)殖成本。
(4)墊料定期深翻是個(gè)難題,人工翻耙工作強(qiáng)度大。
因此,接觸式發(fā)酵床養(yǎng)殖法值得探討,目前已在許多地方逐漸被淘汰??陀^地說(shuō),接觸式發(fā)酵床養(yǎng)殖法比較適合我國(guó)北方地區(qū)規(guī)模較小的養(yǎng)殖戶(場(chǎng))應(yīng)用。
不接觸式發(fā)酵床是在接觸式發(fā)酵床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,是吸取了接觸式發(fā)酵床的教訓(xùn)和缺點(diǎn)而加以改進(jìn)發(fā)展而來(lái)的。不接觸式發(fā)酵床采用漏縫地板將畜禽和發(fā)酵床隔離開(kāi),在畜禽舍的漏縫板下方設(shè)置發(fā)酵床墊料區(qū),墊料厚度在40 cm以上,并設(shè)置有自動(dòng)機(jī)械翻耙機(jī),可以翻耙1~2次/d,漏縫板距離地面至少1 m,以方便操作。
3.2.1 不接觸式發(fā)酵床相對(duì)于接觸式發(fā)酵床優(yōu)點(diǎn)
(1)可以直接采用自動(dòng)化的翻耙機(jī)械將糞污與墊料均勻翻耕混合,畜禽排泄物能被均勻分解,由于翻耙機(jī)系統(tǒng)是與動(dòng)物隔開(kāi)的,所以,操作方便并且不會(huì)影響到畜禽,噪音影響也不大,不會(huì)引起畜禽產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。由于實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè),在操作上更省工省力,墊料達(dá)到使用壽命后,出料也非常方便。
(2)由于畜禽不接觸發(fā)酵床、不接觸糞便,所以細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)相互感染的機(jī)率大大降低。
(3)墊料的選擇范圍更加廣泛,墊料只要有吸附性就可以,甚至可以選擇使用更廣泛的玉米秸稈、麥秸稈等農(nóng)作物秸稈粗粉,以及棉籽殼粗粉、木屑、玉米芯粗粉等??梢愿鶕?jù)當(dāng)?shù)夭牧锨闆r靈活選擇,什么料容易收集就用什么料,以降低發(fā)酵床制作成本。
(4)不接觸式發(fā)酵床的養(yǎng)殖密度比接觸式大一倍,生產(chǎn)效益更高。
3.2.2 不接觸式發(fā)酵床的缺點(diǎn)
(1)由于發(fā)酵床在畜禽舍垂直下方,距離仍較近,仍存在通過(guò)空氣、氣溶膠傳播病原體。
(2)熱氣以及當(dāng)發(fā)酵不好時(shí)產(chǎn)生的氨氣臭味仍然影響動(dòng)物健康。
(3)無(wú)法人為掌控糞污進(jìn)入發(fā)酵床的量和發(fā)酵床墊料的濕度、死床仍然會(huì)發(fā)生等諸多問(wèn)題。
(4)成本投入提高。不接觸式發(fā)酵床要架空欄舍,增加了漏糞地板、漏糞板支撐材料、自動(dòng)翻耙機(jī),這些設(shè)施的成本會(huì)比使用第一代接觸式發(fā)酵床高出30%~40%的成本,因此欄舍前期投入偏高。
不接觸式發(fā)酵床使用時(shí)間可達(dá)1~2年,但平時(shí)也要根據(jù)情況經(jīng)常補(bǔ)充新鮮墊料和發(fā)酵床益生菌,避免死床??刂瓢l(fā)酵床的水分很關(guān)鍵,如果濕度太大,開(kāi)始有氨味和臭味產(chǎn)生時(shí),就有可能造成死床,需要及時(shí)補(bǔ)充菌種和新鮮干墊料來(lái)吸附多余的水份。如果水分超過(guò)60%,則基本上就是死床的狀態(tài),管理不到位,會(huì)比傳統(tǒng)豬舍更臭。
近年來(lái),一些有實(shí)力、有財(cái)力的養(yǎng)殖企業(yè)又將第二代不接觸式發(fā)酵床升級(jí)為高床發(fā)酵型生態(tài)養(yǎng)殖模式,即是在不接觸式發(fā)酵床的基礎(chǔ)上,將漏縫地板與下層發(fā)酵墊料之間的高度進(jìn)一步拉高,高度為2.5~2.8 m,即直接建成兩層樓結(jié)構(gòu)。這種高空間更利于空氣流通,減少疾病傳播機(jī)率,同時(shí)更有利于自動(dòng)化機(jī)械對(duì)墊料的翻堆處理。有的養(yǎng)豬場(chǎng)還采用了全自動(dòng)喂料系統(tǒng)、通風(fēng)和溫控系統(tǒng)。主要做法是采用兩層結(jié)構(gòu)的高床豬舍養(yǎng)豬,第二層養(yǎng)豬,采用溫控通風(fēng)設(shè)備,全漏縫地板,養(yǎng)豬生產(chǎn)過(guò)程中不沖水,豬產(chǎn)生的糞尿通過(guò)漏縫板落入第一層墊料中;豬舍第一層高度為2.5~2.8m,為有機(jī)肥發(fā)酵車(chē)間,地面先鋪設(shè)厚度為70~80 cm的墊料,并添加微生物制劑以降解豬糞。采用機(jī)械每天或隔天對(duì)墊料進(jìn)行翻堆處理,通過(guò)翻堆將糞尿與墊料混合均勻,并為發(fā)酵床提供氧氣,保證微生物的好氧發(fā)酵作用,有效降解豬糞尿。經(jīng)過(guò)半年到一年的好氧發(fā)酵腐熟可轉(zhuǎn)變成有機(jī)肥料。
該模式的技術(shù)核心和先進(jìn)性在于高床豬舍上下兩層均安裝通風(fēng)系統(tǒng),上層豬舍采用縱向通風(fēng),安裝濕簾、風(fēng)機(jī)及溫度控制器,保證舍內(nèi)的溫濕度處于最佳范圍;豬舍下層安裝通風(fēng)系統(tǒng)主要是要排除墊料發(fā)酵產(chǎn)生的水汽和氣味,這就有效地避免了發(fā)酵床通過(guò)氣溶膠和空氣傳染病菌。這種高床發(fā)酵床模式既極大地節(jié)約了土地,又避免了病原菌的傳播感染。
由于高床發(fā)酵型養(yǎng)殖是采用雙層豬舍,建筑成本相當(dāng)高,包括自動(dòng)喂料設(shè)備、溫控設(shè)備等,造價(jià)接近2 400元/m2。該養(yǎng)殖模式高規(guī)格、高起點(diǎn),適用于有實(shí)力的大型養(yǎng)殖企業(yè),廣東省的世行項(xiàng)目即農(nóng)業(yè)面源污染治理項(xiàng)目之牲畜廢棄物管理示范工程就是采用這種先進(jìn)的高裝備高床養(yǎng)殖模式。呂曉春等[3]報(bào)道縉云縣在新建的養(yǎng)豬場(chǎng)推廣使用“樓式非接觸發(fā)酵床養(yǎng)豬模式”。也有一些中小規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)采用高床發(fā)酵型養(yǎng)殖,只是上下兩層沒(méi)有安裝溫控系統(tǒng)和全自動(dòng)喂料系統(tǒng),建造相對(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)也就低很多,每年將下層的發(fā)酵床墊料進(jìn)行兩三次大清理即可。發(fā)酵床養(yǎng)護(hù)較好的可在使用2年后全部更換。
異位發(fā)酵床又稱(chēng)獨(dú)立發(fā)酵床,也是在不接觸式發(fā)酵床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,屬于最新一代發(fā)酵床處理技術(shù),是一種最新的生態(tài)環(huán)保型養(yǎng)殖糞污處理工藝,是起步不久的新技術(shù)。該技術(shù)將養(yǎng)殖糞污處理與發(fā)酵床堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥結(jié)合為一體,其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)有機(jī)肥生產(chǎn)車(chē)間,也適合于傳統(tǒng)豬舍的糞尿處理。技術(shù)核心就是將糞污發(fā)酵場(chǎng)所與養(yǎng)殖舍分開(kāi)設(shè)立,發(fā)酵床單獨(dú)建造于離養(yǎng)殖場(chǎng)不遠(yuǎn)的大棚中。這種模式下,豬場(chǎng)不用改建,只是在距離豬舍不遠(yuǎn)處設(shè)定糞污發(fā)酵區(qū),也就是建造一個(gè)又一個(gè)的發(fā)酵槽,將糞污均勻噴灑在這些發(fā)酵槽中的墊料上,不僅能通過(guò)微生物發(fā)酵降解糞污,實(shí)現(xiàn)糞尿的零排放,并且最終還能獲得有機(jī)肥,如此,豬場(chǎng)的糞污污染問(wèn)題不僅得到解決,而且還能將有機(jī)肥出售,降低養(yǎng)殖成本,一舉兩得。
該模式需要在養(yǎng)豬場(chǎng)的旁邊建設(shè)一個(gè)大棚和集污池,通過(guò)管道將糞污收集在集污池中,然后再輸送到噴淋池,由污泥泵將糞污打入自動(dòng)噴淋裝置,該裝置將糞污均勻地噴灑在預(yù)先鋪設(shè)好墊料(混有發(fā)酵菌種)的發(fā)酵槽中,槽中安裝有反復(fù)式自動(dòng)翻耙機(jī),通過(guò)翻堆,增加好氧菌的活性,加速堆肥腐熟時(shí)間。糞污與發(fā)酵墊料混合后的含水量以45%~50%為宜。異位發(fā)酵床墊料原料選擇與不接觸式發(fā)酵床相同,選擇面非常的廣泛。
發(fā)酵床墊料厚度要求在1.2~1.5 m,在北方越厚越好,有自我保溫性能。使用過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充墊料和發(fā)酵菌種,當(dāng)發(fā)酵池內(nèi)發(fā)酵墊料的高度沉降至1.2 m以下時(shí),應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充,以維持池內(nèi)發(fā)酵墊料的總量。
異位發(fā)酵床解決了前面兩代發(fā)酵床存在的所有問(wèn)題,不僅解決了接觸式發(fā)酵床面臨的夏季高溫產(chǎn)熱致圈舍過(guò)高、消毒和養(yǎng)殖密度低等難題,還節(jié)省勞動(dòng)力,并解決了通過(guò)氣溶膠、空氣傳播病原菌的問(wèn)題,特別是可以人為掌控進(jìn)入墊料中的糞污量,更規(guī)范,更自動(dòng)化。通過(guò)良好的管理,死床的現(xiàn)象不會(huì)出現(xiàn)。目前已經(jīng)被大量的大型養(yǎng)殖公司使用,消納地緊張的規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)(戶)均可采用該模式。異位發(fā)酵床模式特別適合南方較熱地區(qū)(云南、貴州、重慶、廣東、廣西、福建等)。
異位發(fā)酵床也存在局限和缺點(diǎn),其最大的弊端就在于需要更多的土地來(lái)建糞污發(fā)酵車(chē)間。
除了發(fā)酵床養(yǎng)殖模式外,其他的不論是采用水沖糞、水泡糞還是干清糞的養(yǎng)殖場(chǎng),都面臨著養(yǎng)殖污水的處理問(wèn)題,特別是采用水沖糞、水泡糞的養(yǎng)豬場(chǎng),糞污壓力巨大。為了使這些畜禽糞污使用更安全,我國(guó)一般采用厭氧消化產(chǎn)沼氣后再還田利用,產(chǎn)生的沼氣,可作為能源用于發(fā)電、照明或燃料。
現(xiàn)有的資料表明,在我國(guó)采用水沖式和水泡式清糞工藝的萬(wàn)頭豬糞污水處理工程的投資和運(yùn)行費(fèi)用比采用干清糞工藝的多一倍[4],而且污水消納壓力也非常大。因此我國(guó)現(xiàn)在的養(yǎng)殖場(chǎng)大多采用干清糞、雨污分流、干濕分離,然后將污水排入?yún)捬醢l(fā)酵系統(tǒng),進(jìn)行發(fā)酵處理,處理后的沼渣、沼液用于還田。
沼氣工程處理糞污模式不足之處:一是如果大中型養(yǎng)殖場(chǎng)附近沒(méi)有足夠量的消納地,就會(huì)造成沼液蓄積過(guò)量出現(xiàn)泄漏,造成對(duì)農(nóng)田及周?chē)h(huán)境的污染。據(jù)筆者了解,在實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)中,就有養(yǎng)豬企業(yè)因?yàn)檎右盒罘e過(guò)量出現(xiàn)泄漏,造成對(duì)農(nóng)田的污染,在當(dāng)前環(huán)保高壓政策下,最后又逼迫改用異位發(fā)酵床來(lái)處理。
種養(yǎng)結(jié)合是實(shí)行畜禽糞便“資源化、生態(tài)化”利用的最佳模式,成本最小化,利益最大化。
目前我國(guó)種養(yǎng)結(jié)合主要有以下兩種模式。
這種處理方式成本最低,沒(méi)有什么投資,只需修一個(gè)夠大的貯糞池即可。
目前加拿大和美國(guó)多數(shù)大型農(nóng)場(chǎng)均采用這種模式,這些農(nóng)場(chǎng)均為農(nóng)牧結(jié)合型農(nóng)場(chǎng),政府要求合理協(xié)調(diào)種植與養(yǎng)殖的比例關(guān)系。由于這些國(guó)家土地遼闊,養(yǎng)殖場(chǎng)遠(yuǎn)離民居,為節(jié)約成本,養(yǎng)殖場(chǎng)沒(méi)有對(duì)豬糞進(jìn)行處理,糞便會(huì)在貯糞池存放很長(zhǎng)時(shí)間,但養(yǎng)殖場(chǎng)就會(huì)面臨處理豬糞臭味的壓力,這迫使他們想辦法采取措施以減少臭味的揮發(fā)與擴(kuò)散。
我國(guó)一些規(guī)模不大的養(yǎng)殖戶也仍然采用這種最原始的貯糞池堆漚發(fā)酵方式,貯存一定時(shí)間后用于施肥。這種處理方式需要有相當(dāng)面積的農(nóng)田來(lái)消納糞污。
實(shí)例[5]:江蘇宿遷市魚(yú)樵生態(tài)農(nóng)業(yè)合作社有一個(gè)年出欄5 000頭的育肥豬場(chǎng),沒(méi)有昂貴的治污設(shè)備,卻用水生蔬菜解決了畜禽糞污。該合作社采用安徽省安慶市山泉水生蔬菜研究所的水生蔬菜技術(shù)用于糞污處理,僅一年時(shí)間就解決了年出欄5 000頭豬的糞水排放難題,又創(chuàng)造40余萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)收入。
該養(yǎng)豬場(chǎng)采用水沖糞,將糞污導(dǎo)入收集池,然后通過(guò)加壓泵,將糞污水抽到田邊2個(gè)貯糞發(fā)酵池。通過(guò)耗肥量大的水生蔬菜來(lái)消耗糞水。合作社擁有20畝(1畝≈667 m2)菱角,10余畝的重瓣子蓮,30余畝蓮藕,還有面積最大的無(wú)土水芹浮床種植區(qū)。這樣規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng),按照常規(guī)糞污處理思路,至少需要投資150萬(wàn)元左右,而目前采用水生蔬菜方法治理,竟將污水處理于無(wú)形、無(wú)聲之中。
我國(guó)規(guī)?;姆N養(yǎng)結(jié)合的養(yǎng)殖場(chǎng)大多采用此模式。
實(shí)例[6]:河南康龍實(shí)業(yè)集團(tuán)就是一家集養(yǎng)殖、種植、飼料加工、農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售為一體的典型的生態(tài)循環(huán)型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè),該集團(tuán)依托康龍生豬養(yǎng)殖基地,發(fā)展種養(yǎng)結(jié)合的現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè),主要采用“養(yǎng)殖—沼氣—種植”的生態(tài)循環(huán)生產(chǎn)模式。集團(tuán)獨(dú)創(chuàng)了“百畝單元千頭生豬生產(chǎn)線”,所謂千頭線就是建在麥田邊的兩座大棚式豬圈,每座大棚容納500只育肥豬,以兩座大棚為一個(gè)單元,成為一條飼養(yǎng)1000頭生豬育肥生產(chǎn)線。即是在100畝地里,利用2~3畝建設(shè)1000頭生豬的豬舍,在養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)N植農(nóng)作物,以沼氣工程為紐帶,將養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污無(wú)害化處理后的沼渣作為底肥,沼液作為追肥,通過(guò)管道輸送到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,用于萬(wàn)畝示范區(qū)綠色糧菜的種植。
綜上所述,無(wú)論采用哪種糞污處理模式,糞污的最終產(chǎn)品大都是要作為有機(jī)肥料還田。因此,我國(guó)要以種植業(yè)為依托,以有機(jī)肥、沼氣為紐帶,以實(shí)施生態(tài)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目為契機(jī),積極引導(dǎo)畜禽養(yǎng)殖業(yè)主和種植戶建立緊密結(jié)合、互惠互利的合作方式,或通過(guò)土地流轉(zhuǎn)的方式建立“種植+養(yǎng)殖+加工”一體化的農(nóng)業(yè)綜合實(shí)體,推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)模式,以全面推廣有機(jī)肥加工、“干清糞+污水沼氣池發(fā)酵處理+還田利用”、生物發(fā)酵床零排放等糞污資源化利用模式和“豬(牛、羊、禽)-沼-菜(蔬、果、糧、藥材)”等種養(yǎng)結(jié)合模式[13]。這樣通過(guò)種養(yǎng)結(jié)合、綜合利用,一方面可徹底處理畜禽糞污,解決畜禽糞污造成的面源污染問(wèn)題,另一方面可有效解決我國(guó)農(nóng)業(yè)化肥過(guò)量施用造成土壤板結(jié)、土地肥力下降等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。另外,值得重視的是,由于我國(guó)畜牧業(yè)規(guī)模化發(fā)展日益迅速,畜禽糞便中的有害物質(zhì)(重金屬和抗生素)含量過(guò)高問(wèn)題普遍存在,因此,國(guó)家應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)飼料添加劑的標(biāo)準(zhǔn),并規(guī)范有機(jī)肥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管,這是打造綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要前提。否則又會(huì)造成土壤環(huán)境的二次污染。