魏志強，黃群招，周春火 *，倪國榮 ，危群星

（1.江西農業(yè)大學國土與資源環(huán)境學院，江西 南昌 330046；2.尋烏縣農業(yè)局土壤肥料工作站；3.東鄉(xiāng)區(qū)農業(yè)局）

1 我國畜禽廢棄物污染現(xiàn)狀

畜禽養(yǎng)殖在保障畜產品市場供給、增加農民收入、促進農業(yè)和農村發(fā)展等方面起到重要作用[1～3]，目前畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經成為我國農業(yè)和農村經濟的支柱產業(yè)，并形成了集約化、規(guī)?；陌l(fā)展模式[4～6]。但規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展的同時，80%的畜禽糞便得不到有效處理和利用[7～8]，嚴重危害到水體、農田、大氣等環(huán)境安全，并危及人畜健康[9～11]。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）污染水體，畜禽養(yǎng)殖廢水中含有高量的氮磷等有機物，經過降雨、降雪、地表徑流等形式滲入到地表或地下水中，水體中的藻類及其他類生物過度繁殖，大量消耗水體的溶解氧，水質變差，導致水體中的大量生物死亡，使得水體變黑、變臭，難以再使用[10]。（2）污染農田，未經處理的畜禽廢水直接排入農田，將導致土壤中的養(yǎng)分及重金屬富集，將堵塞土壤的孔隙性，使得土壤的透氣性、透水性下降，造成農田質量大幅度下降，不利于農業(yè)生產[10～14]。（3）污染大氣，畜禽養(yǎng)殖中含有NH3、H2S等多種毒性氣體，這些臭而有毒有害的氣體物質未經及時處理，長期散發(fā)到空氣中，將會使養(yǎng)殖場周邊環(huán)境處于惡臭狀態(tài)，不僅影響?zhàn)B殖場及周邊居民的生產生活，并危害他們的健康。此外，畜禽糞便中排放出的大量CH4，是造成全球變暖的罪魁禍首之一，有關研究指出，CH4對溫室效應的貢獻是 CO2的 23 倍[10～12]。（4）傳播病菌，畜禽糞便中含有大量的病原微生物、寄生蟲等，如果未能及時有效處理，適宜條件下會隨蚊蠅大量滋生，導致周邊環(huán)境嚴重惡化，未經有效處理的畜禽糞便是150多種疾病的潛在發(fā)病源，可能引發(fā)人畜感染，危及人畜健康，嚴重的會導致疫情的發(fā)生[13]。未經處理的畜禽糞便直排到環(huán)境中，給環(huán)境帶來了嚴重的污染，遠超過環(huán)境的自凈能力。畜禽廢棄物既是污染源，又是放錯了的資源，尋找合理有效的途徑實現(xiàn)廢棄物循環(huán)再生利用，對于保護和改善環(huán)境、節(jié)約資源具有重大意義[12]。

2 畜禽廢棄物資源化利用技術現(xiàn)狀

2.1 畜禽廢棄物資源化利用技術現(xiàn)狀

2.1.1 肥料化技術。目前，畜禽廢棄物肥料化利用的方式主要有固體圈肥、高溫堆肥、膨化處理、水解處理和直接用作肥料等。在所有利用方式中,高溫堆肥以其無害化程度高、腐熟程度高、堆腐時間短、處理規(guī)模大、成本較低、適于工廠化生產等優(yōu)點而成為首選方式[14]。堆肥化成功的關鍵是使微生物正常繁衍，并保證微生物旺盛生長和優(yōu)勢菌種的合理更替。因此，必須適當調節(jié)堆肥物料的酸堿度、溫度、氧氣及碳氮比等環(huán)境因子，以提高堆肥化效率。現(xiàn)代堆肥法利用發(fā)酵池、發(fā)酵罐等設備,為微生物活動提供必要條件，可提高效率10倍以上。如利用生物發(fā)酵塔工藝優(yōu)化篩選發(fā)酵菌種，物料轉化率高；同時采用密閉式發(fā)酵塔,充分利用發(fā)酵中產生的熱能，節(jié)約大量能源。其工藝為自動化控制連續(xù)生產,生產過程實現(xiàn)畜禽廢棄物的完全處理利用。但是肥料化技術周期較長，不能及時處理糞便，存在造成二次污染風險。

2.2.2 飼料化技術。畜禽廢棄物中含有大量的蛋白質、B族維生素、礦物質元素、粗脂肪和一定碳水化合物，并且氨基酸數(shù)量豐富，種類齊全，是制作飼料的好原料[16]。使用畜禽廢棄物作飼料就是充分利用飼料中剩余的各種養(yǎng)分和飼養(yǎng)過程中產生的有用成分。目前常采用的直接喂養(yǎng)法、青貯法、熱噴法、干燥法[12]。直接喂養(yǎng)法主要適用于雞糞，因雞腸道短，吸收不完全，所食用的飼料中70%左右的營養(yǎng)物質未被消化吸收而排出體外。所以，可利用雞糞替代部分精料來養(yǎng)牛、喂豬。青貯法是將畜禽廢棄物與作物秸稈、飼草或其它粗飼料一起青貯，它可以提高適口性、飼料利用率、蛋白轉化效率。熱噴法是畜禽廢棄物通過熱蒸與噴放處理，改變其結構和某些化學成分，經消毒、除臭后，變?yōu)楦袃r值的飼料。干燥法是經過人工干燥達到消毒、殺菌、除臭的效果。由于飼料化存在適口性差、能量低、含有致病性微生物等弊端，規(guī)模性利用可行性不高，因此一般不提倡飼料化利用。

2.2.3 沼氣化利用技術。畜禽廢棄物沼氣化技術主要是進行厭氧消化生產沼氣。厭氧消化法具有低成本、低能耗、占地少、負荷高等優(yōu)點,是一種有效處理畜禽糞便和資源回收利用的技術[17]。它不但能產生清潔能源（沼氣），還可以消除臭氣、殺死致病菌和致病蟲卵,解決畜禽糞便污染問題[18]。其輸出沼氣、沼液、沼渣按食物鏈關系可作為下一級生產活動的原料、肥料、添加劑和能源等，實現(xiàn)物質多層次多循環(huán)地利用。因此沼氣化利用技術是實現(xiàn)我國集約化糞便和規(guī)模養(yǎng)殖場廢水處理與資源化利用的的主要方法[3～7,18]。目前，這種工藝已經相當成熟,很多地方都已建立了畜禽廢棄物沼氣化利用技術。有關沼氣化利用的研究主要集中在規(guī)模與工藝，沼氣、沼液、沼渣的利用方式，以及效益分析。

2.2 沼氣化利用關鍵問題

2.2.1 工藝的選擇。畜禽廢棄物處理與利用，需要選擇合適的工藝，最大限度地滿足環(huán)境的可接受性，以實現(xiàn)其無害化、減量化、資源化。實際中，目前的養(yǎng)殖場糞污處理技術和工藝大多參考或照搬工業(yè)廢棄物和生活廢棄物處理技術，處理工藝種類繁多，技術效率和經濟效益差別很大。很多養(yǎng)殖場為應付環(huán)保檢查的需要，盲目引進和投資，沒有全面地進行技術經濟和環(huán)境效果評價，導致投資和運營成本過高或者處理效果不理想。

2.2.2 沼氣轉化。在沼氣實際生產過程中，由于厭氧發(fā)酵條件、底物、發(fā)酵工藝等的影響，沼氣生產中普遍出現(xiàn)夏季產氣過盛，冬季產氣少的現(xiàn)象，產氣效率不理想。主要原因有以下幾個方面：（1）缺乏嚴格的技術指導及管理維護，使得有機物的沼氣轉化率降低，池容產氣率并不高，僅有德國的1/3～1/2。（2）發(fā)酵原料單一，造成產氣效率低下。（3）缺乏厭氧發(fā)酵過程的動態(tài)監(jiān)測，沒有及時掌握沼氣轉化情況，導致產氣效率逐漸降低。

2.2.3 沼氣綜合利用問題。目前，我國的沼氣利用方式仍以替代薪柴和原煤直接燃燒為主，降低了沼氣的經濟價值，大大影響了養(yǎng)殖場實現(xiàn)廢棄物沼氣化利用的積極性。此外，當前我國的沼氣發(fā)電上網(wǎng)的基礎設施尚不完善，沒有相關政策支持小規(guī)模沼氣發(fā)電上網(wǎng)等。目前，我國大中型沼氣化項目產生的沼氣，僅占沼氣總量2.53%用于發(fā)電，沼電多為自用（炊事、照明和取暖等），并且多是間斷性發(fā)電，不能滿負荷地運行，使得沼氣發(fā)電的經濟效益不能完全體現(xiàn)出來。

2.2.4 沼渣綜合利用問題。目前，相當數(shù)量的沼氣項目過度關注沼氣，而忽視運行過程中產生的沼渣。既沒有足夠的沼渣儲存設施，也沒有先進的堆肥工藝。加之由于技術、生活習慣、認識等原因，農民普遍更愿意施用固體顆粒化肥，造成種養(yǎng)脫節(jié)，使得沼渣的綜合利用率比較低，綜合效益未能完全體現(xiàn)，沼渣的還田利用也僅僅是一個概念而己。沼渣處理利用粗放簡單，還田利用缺乏必要的指導。

（收稿日期：2018-09-30）