張書豪 龍東海 張英 張玉良

(長(zhǎng)春市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院，吉林 長(zhǎng)春 130000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖行業(yè)也在蓬勃發(fā)展，由原來(lái)的“散、亂、污”逐漸向“集、潔、凈”的方向轉(zhuǎn)變，行業(yè)發(fā)展前景也被看好。但是不得不面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)就是我國(guó)很多地區(qū)仍存在養(yǎng)殖規(guī)模大且分散養(yǎng)殖戶多的現(xiàn)狀，每年產(chǎn)生的畜禽糞數(shù)量驚人，處理難度較大。養(yǎng)殖戶存在重視畜禽產(chǎn)量忽視糞便處理的思想，一些養(yǎng)殖場(chǎng)的布局很不合理，糞便處理設(shè)備落后，處理工藝不夠先進(jìn)，導(dǎo)致糞污的利用率很低，還田率不高?！掇r(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、生態(tài)環(huán)境部辦公廳關(guān)于促進(jìn)畜禽糞污還田利用依法加強(qiáng)養(yǎng)殖污染治理的指導(dǎo)意見(jiàn)》(農(nóng)辦牧〔2019〕84號(hào))進(jìn)一步明確了畜禽糞污還田利用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)全面推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用提供了政策性指導(dǎo)。因此，要結(jié)合目前我國(guó)畜禽糞污無(wú)公害化處理的具體情況，加快畜禽糞污資源化利用先進(jìn)工藝、技術(shù)和裝備研發(fā)，鼓勵(lì)養(yǎng)殖戶全量收集和利用畜禽糞污，提供畜禽糞污的資源化利用效率。本文結(jié)合我國(guó)畜禽糞污處理現(xiàn)狀，探討畜禽糞污無(wú)害化處理和資源化利用新技術(shù)，希望對(duì)畜禽糞污的處理帶來(lái)幫助。

1 畜禽糞污處理現(xiàn)狀分析

近期，國(guó)務(wù)院農(nóng)業(yè)農(nóng)村部啟動(dòng)畜禽糞污集中處理設(shè)施運(yùn)行問(wèn)題專項(xiàng)整治行動(dòng)，將在全國(guó)范圍內(nèi)排查畜禽糞污處理設(shè)施的運(yùn)行情況，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行集中整改，建立起可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)效運(yùn)行機(jī)制。我國(guó)畜禽糞污的處理現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，豬場(chǎng)糞便污染物進(jìn)入水體的流失率在3.0%～6.2%，而液體排泄物可以達(dá)到50%左右。從不同的年份進(jìn)行對(duì)比，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，畜禽糞便的年排放量在1988年只有18.8億t，到了1998年增長(zhǎng)到35億t，到2020年這個(gè)數(shù)字已經(jīng)漲到了42.44億t，而且數(shù)值還一直在增長(zhǎng)中。

畜禽糞污處理不及時(shí)會(huì)造成很多污染情況，動(dòng)物的糞便中含有較多的細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)等，這些都是致病的病原體，傳染能力很強(qiáng)，會(huì)造成人、畜傳染病的蔓延。由于喂養(yǎng)的飼料中摻雜了一些人工合成飼料，糞便中的BOD、COD以及一些重金屬如果進(jìn)入水體中，會(huì)造成飲用水的污染，導(dǎo)致河水等富營(yíng)養(yǎng)化。糞便處理不及時(shí)，在露天環(huán)境下也會(huì)散發(fā)氨氣甚至是硫化氫，造成大氣污染并影響人的安全，而CH4和CO2等進(jìn)入大氣中會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。同時(shí)，一些沒(méi)有進(jìn)行無(wú)公害化處理的糞便進(jìn)行農(nóng)田的灌溉或者施肥，很容易造成土壤板結(jié)，使土壤的自修復(fù)能力變差，農(nóng)作物產(chǎn)量減少。

2 畜禽糞污無(wú)害化處理技術(shù)

2.1 自然養(yǎng)殖法

隨著畜禽養(yǎng)殖技術(shù)的不斷發(fā)展，利用自然養(yǎng)殖法能夠?qū)π笄莸募S便進(jìn)行簡(jiǎn)易化處理，同時(shí)不影響畜禽的正常發(fā)育。該種方法又稱為發(fā)酵床養(yǎng)豬法或生態(tài)養(yǎng)豬法，是在養(yǎng)豬的過(guò)程中通過(guò)發(fā)酵床的作用對(duì)糞污進(jìn)行處理。該種方法是利用植物秸稈、稻殼或者鋸末作為發(fā)酵床的墊層原料，利用微生物處理污染物的特點(diǎn)，在發(fā)酵床墊層上均勻布控一定數(shù)量的微生物，豬糞尿等直接排泄到發(fā)酵床上，利用豬的拱撅習(xí)性，同時(shí)進(jìn)行人工翻耙，豬糞就能與墊層充分混勻，在微生物的發(fā)酵作用下，氨氣、二氧化碳的排放量就會(huì)減少，異味也會(huì)降低，豬的糞便中含有的有機(jī)物也會(huì)得到充分降解和轉(zhuǎn)化，糞便能夠作為農(nóng)田的肥料使用，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)公害處理。

發(fā)酵床養(yǎng)殖充分利用了微生物降解有機(jī)物的原理，在整個(gè)發(fā)酵床內(nèi)，禽畜糞便、墊層、殘余飼料、微生物會(huì)形成一個(gè)微生態(tài)系統(tǒng)，整個(gè)豬圈內(nèi)不再存在廢料和垃圾，整個(gè)發(fā)酵床中心的溫度可以達(dá)到60～70℃，將糞便內(nèi)產(chǎn)生的病菌和蟲(chóng)卵全部殺死，達(dá)到清潔衛(wèi)生的目標(biāo)。對(duì)于其它禽畜的養(yǎng)殖也可以利用發(fā)酵床，畜禽可以不在發(fā)酵床的上方養(yǎng)殖，而是建立一個(gè)專門的發(fā)酵床糞污處理場(chǎng)所，將糞污和飼料等進(jìn)行集中運(yùn)送和處理，利用機(jī)械對(duì)墊料進(jìn)行翻耙，從而處理掉糞污。但是發(fā)酵床養(yǎng)殖也存在一些缺點(diǎn)，如成本高、需精細(xì)化管理等，如果維護(hù)不好很容易出現(xiàn)“死床”，在養(yǎng)殖過(guò)程中需要合理化維護(hù)。

2.2 雨污分離技術(shù)

禽畜糞便是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的寶貴資源，如果不加處理直接排放到周圍環(huán)境中不僅會(huì)造成環(huán)境污染，而且也是資源的巨大浪費(fèi)?！缎笄菀?guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》中明確規(guī)定，從事畜禽養(yǎng)殖活動(dòng)，必須采取有效措施，以避免畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物污染環(huán)境。對(duì)于一些中小型的養(yǎng)殖場(chǎng)來(lái)講，可以建設(shè)一套由雨污分流、干糞發(fā)酵大棚、糞污(沼液)存儲(chǔ)池、還田設(shè)施構(gòu)成的畜禽糞污利用系統(tǒng)，對(duì)于禽畜糞便進(jìn)行集中性的處理，減少環(huán)境污染。雨污分流是養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理的第1步，建設(shè)專門的雨水和污水收集管道(溝)，將雨水和污水進(jìn)行分離。將收集的雨水直接排放到江河中，而污水集中收集和處理。污水收集可以磚砌明溝或鋪設(shè)管道，磚砌明溝是明溝兩側(cè)及底部用水泥粉刷，防止污水外滲；明溝上面加蓋蓋板并將接口封堵，防止雨水和地表水流入；為了減少管道的堵塞，污水管道可以每隔一段距離設(shè)置一塊可以掀蓋的蓋板，管道堵塞時(shí)就能疏通。養(yǎng)殖場(chǎng)采用雨污分流系統(tǒng)，可以降低養(yǎng)殖污水的排放，禽畜糞尿通過(guò)專門的污水管道收集后進(jìn)入到沼氣池，進(jìn)行厭氧發(fā)酵處理，從而“變廢為寶”。目前，我國(guó)很多地區(qū)的養(yǎng)殖場(chǎng)已經(jīng)在雨污分離的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一套系統(tǒng)化的禽畜糞便處理工藝，如“兩分三配套”(干濕分離、雨污分流、配套沼氣池、沼液貯存池、堆糞場(chǎng))、種養(yǎng)結(jié)合循環(huán)利用模式(沼氣池加貯存池露天氧化加還田還土)，均取得了不小的成效。

2.3 沼氣處理技術(shù)

在禽畜糞污處理技術(shù)中，沼氣工程處理技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展較快的綜合處理工藝。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。沼氣法的優(yōu)勢(shì)非常明顯，具有生物多功能性，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)殖戶提供無(wú)害的肥料，降低養(yǎng)殖成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)沼氣工程中厭氧發(fā)酵干物質(zhì)含量的不同，沼氣發(fā)酵又分為干法發(fā)酵和濕法發(fā)酵。濕法技術(shù)是常用的方法，屬于液態(tài)有機(jī)物處理工藝，在處理的時(shí)候?qū)⒐桃哼M(jìn)行混勻調(diào)漿，然后進(jìn)入發(fā)酵裝置。干法技術(shù)的底物干物質(zhì)含量在20%以上，屬于固態(tài)有機(jī)物的處理技術(shù)，在處理糞污的時(shí)候要將固體和液體分離，干物質(zhì)進(jìn)入發(fā)酵裝置，液體進(jìn)行好氧處理。由于干法發(fā)酵水分在裝置中的停留時(shí)間很短，因此其體積約只有濕法發(fā)酵的1/2。目前歐洲的沼氣技術(shù)較先進(jìn)，已經(jīng)完全采用了混合式厭氧反應(yīng)器、推流式反應(yīng)器。如，德國(guó)開(kāi)發(fā)了高濃度廢棄物聯(lián)合消化工藝，在發(fā)酵裝置中配備了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，即便在冬季氣溫較低時(shí)，沼氣池仍然能較好的工作，高溫產(chǎn)氣率可以達(dá)到2.0～3.0m3·d-1，經(jīng)濟(jì)效益比較顯著。隨著我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)的迅速發(fā)展，各種大中型的沼氣工程也在建設(shè)之中，工藝也愈發(fā)成熟。沼氣工程在發(fā)揮作用的過(guò)程中，要對(duì)相應(yīng)的配套設(shè)施做好管理，如可以根據(jù)豬糞、雞糞、牛糞等原料的不同，對(duì)相應(yīng)的預(yù)處理系統(tǒng)、制肥系統(tǒng)等進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)。

2.4 好氧厭氧塘多級(jí)沉淀

在畜禽糞污處理工藝中，好氧厭氧塘多級(jí)沉淀是逐漸發(fā)展起來(lái)的一種新型糞污處理技術(shù)。通過(guò)多級(jí)厭氧塘、兼融塘、好氧塘和水生植物塘等對(duì)糞污進(jìn)行多級(jí)聯(lián)合凈化，可以讓排出的污水達(dá)到相應(yīng)的要求。該無(wú)公害化處理具體過(guò)程：對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的糞污進(jìn)行固液分離，采用一種技術(shù)將糞污中的營(yíng)養(yǎng)物保持，減少污水中有機(jī)物的濃度；先對(duì)分離出的污水進(jìn)行厭氧消化，也就是沼氣發(fā)酵，再通過(guò)氧化塘、人工濕地等自然生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于厭氧消化后的液體進(jìn)行深度處理，而干糞等可以進(jìn)行堆肥處理。厭氧塘在使用中存在的主要問(wèn)題就是產(chǎn)生臭氣，可以利用具有一定回流作用的好氧塘出水布滿厭氧塘的表面，從而防止臭味的溢出。保證穩(wěn)定塘的性能是糞污處理的關(guān)鍵，要設(shè)計(jì)好陽(yáng)光輻射值、溫度、養(yǎng)料及毒物等，以達(dá)到較好的處理過(guò)程。在綜合處理的過(guò)程中，主要可以采用物理法(過(guò)濾、沉淀、固液分離)，處理不到位的時(shí)候也可以采用一定的化學(xué)處理法(消毒劑、沉淀劑)等，將糞污中的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)固液分離和厭氧單位去除，而氮、磷等難以處理的物質(zhì)則可以在之后的兼性塘以及人工濕地等去除，最大化提高處理的速度，降低污染物的濃度。

3 畜禽糞污資源化利用新技術(shù)

3.1 糞污全量收集還田利用

對(duì)于養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的各種污染物不進(jìn)行分離，將糞便、尿液以及污水等集中收集起來(lái)，全部放入到厭氧塘中貯存，經(jīng)過(guò)充分的厭氧發(fā)酵之后，在施肥季節(jié)將其放入農(nóng)田之中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)肥。該種方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于糞污的收集和處理較為集中，減少糞污的來(lái)回運(yùn)輸，貯存設(shè)施的建設(shè)成本較低，處理費(fèi)用不高。存在的主要不足之處就是糞污的貯存周期一般在0.5a以上，在施肥的時(shí)候需要配套專業(yè)的攪拌設(shè)備。主要適用于豬場(chǎng)水泡糞工藝或奶牛場(chǎng)自動(dòng)刮糞回沖工藝。

3.2 干清糞加堆肥發(fā)酵加沼氣處理加農(nóng)田利用

該種糞污資源化利用技術(shù)可以將糞污與污水進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)糞污的綜合利用。對(duì)豬舍等的糞便進(jìn)行處理，采用自然干化、堆肥發(fā)酵、高溫爆氣等工藝，利用糞污的自然學(xué)特征和機(jī)械處理技術(shù)，在微生物的作用下能將糞污進(jìn)行完全腐化，從而生產(chǎn)出有機(jī)肥。污水經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，沼液經(jīng)過(guò)短暫的貯存凈化后用于農(nóng)田灌溉。在糞便堆積中，經(jīng)過(guò)1～3d的自然發(fā)酵干化，肥料就可以利用。積肥棚的大小一般按照10頭豬1m2的規(guī)模建設(shè)，四周設(shè)1m高的圍墻，留下出口。發(fā)酵前要進(jìn)行預(yù)處理，將糞污、輔料(木屑、谷殼)、發(fā)酵菌種等按照一定比例混合，一般為糞便85%～90%、輔料10%～15%、菌種0.01%，將物料的水分控制在60%左右。該種模式一般適用于較大的養(yǎng)殖場(chǎng)，可以根據(jù)實(shí)際情況，按照一定的比例參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.3 尿泡糞加沼氣處理加農(nóng)田利用

將養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽的糞污全部收集，放入沼氣池進(jìn)行處理，將產(chǎn)生的沼液和沼渣當(dāng)作肥料放入農(nóng)田之中。可以根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)的具體情況，采用漏縫地板工藝，不需要養(yǎng)殖人員進(jìn)行清糞，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也不需要進(jìn)行干濕分離，糞尿全部進(jìn)行了沼氣處理，產(chǎn)氣量較大。糞污收集可以在豬舍下方鋪設(shè)漏縫地板，下面設(shè)置排糞溝，糞尿通過(guò)縫隙進(jìn)入糞溝中，貯存15～30d后將糞水排走。糞溝排出的糞污進(jìn)入沼氣池厭氧發(fā)酵至少30d，期間產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電，沼液存放3個(gè)月后就可以作為肥料使用。產(chǎn)生的沼渣用作肥料，沼液可以灌溉農(nóng)田。該種工藝也適用于比較大的養(yǎng)殖廠，養(yǎng)殖戶要注意豬舍衛(wèi)生的控制，避免糞污停留時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致有害氣體污染舍內(nèi)環(huán)境。

3.4 尿泡糞加干濕分離加農(nóng)田利用

該種工藝類似于“干清糞加堆肥發(fā)酵加農(nóng)田利用”工藝，利用漏縫地板收集糞尿，進(jìn)行干濕分離，將分離出來(lái)的糞便進(jìn)行堆積發(fā)酵，液體進(jìn)入相應(yīng)的貯存池中。該工藝強(qiáng)調(diào)糞污的干濕分離，分開(kāi)收集和處理，將從糞溝排出的糞污放入調(diào)節(jié)池中攪拌均勻，利用一定的管道將其送入干濕分離機(jī)進(jìn)行分離，分離出來(lái)的固體含水量在50%左右。堆積發(fā)酵得到的肥料可以作為農(nóng)田的積肥，而液體直接用于灌溉，效果較為理想。該種工藝適用于中型養(yǎng)殖場(chǎng)，工藝的關(guān)鍵在于干濕分離，要做到糞污中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不流失。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)禽畜養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)畜禽糞污進(jìn)行無(wú)害化處理和資源化利用的重視度越來(lái)越高。在傳統(tǒng)的養(yǎng)殖技術(shù)中，養(yǎng)殖戶忽視畜禽糞污的處理和資源化利用，不僅造成周圍環(huán)境的污染，而且浪費(fèi)可利用資源，不能滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要。下一步，要研究畜禽糞污無(wú)公害化處理和資源利用的新工藝，讓糞污變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)化利用，讓生態(tài)畜牧業(yè)得到健康發(fā)展。