豬糞無(wú)害化處理及資源化利用研究*

（四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川成都，郵編 610066）

生豬養(yǎng)殖業(yè)是四川省的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前四川省生豬養(yǎng)殖存欄數(shù)已達(dá)到6 200萬(wàn)頭以上，年生豬出欄數(shù)超過(guò)1億頭，生豬飼養(yǎng)逐步向集約化、規(guī)模化方向發(fā)展，是四川農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)和農(nóng)民增收的有效途徑。但同時(shí)生豬養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境造成的污染也日益嚴(yán)重，豬糞已成為農(nóng)村和城郊面源污染的主要源頭之一。

1 豬糞的危害及利用價(jià)值

豬糞中含有大量對(duì)人畜有害的物質(zhì)，豬糞中的有機(jī)質(zhì)腐爛變質(zhì)后污染空氣、水源、土壤等。如果不對(duì)豬糞進(jìn)行處理，將造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，一頭體重80公斤～180公斤的豬每天排糞量為20公斤～24公斤，養(yǎng)豬場(chǎng)沖洗水量為20公斤～30公斤。

1.1 對(duì)空氣的污染

豬飼料中的蛋白質(zhì)、糖類、脂類物質(zhì)經(jīng)過(guò)豬的消化后在糞便中產(chǎn)生氨氣、硫化氫、吲哚、硫醇、硫醚、甲醛、揮發(fā)性脂肪酸等具有惡臭氣味的物質(zhì)，會(huì)使人頭痛、惡心，其中氨氣和硫化氫對(duì)人畜影響最為嚴(yán)重。

1.2 對(duì)土壤的污染

隨意堆放在地面的豬糞或貯糞池中的豬糞極易滲漏到地表下面，對(duì)土壤造成污染。土壤受到污染后，其化學(xué)成分和物理性狀也相應(yīng)發(fā)生改變，自凈能力下降，為蠅類和寄生蟲等提供了寄生場(chǎng)所。

1.3 對(duì)水的污染

豬糞淋溶性極強(qiáng)，若不及時(shí)處理，便通過(guò)徑流污染地表水，進(jìn)而通過(guò)土壤滲濾污染地下水。豬糞和廢水中含有大量的有機(jī)物、氮、磷、鉀及致病菌等，未經(jīng)處理的高濃度有機(jī)廢水的集中排放，大量消耗水體中的溶解氧，使水體變黑發(fā)臭。

一方面，豬糞對(duì)空氣、土壤環(huán)境和水環(huán)境的污染已嚴(yán)重影響?zhàn)B殖業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，豬糞含有大量有機(jī)質(zhì)、蛋白質(zhì)、氮、磷、鉀及其他微量元素等植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素和各種生物酶（來(lái)自豬消化道、植物性飼料和腸道微生物），將豬糞制成有機(jī)肥，對(duì)提高土壤有機(jī)質(zhì)及其肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)起著化肥不可替代的作用，因此豬糞是一種可再生利用的資源，通過(guò)無(wú)害化處理和資源化利用可制成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥、食用菌基料。

2 豬糞的生化特點(diǎn)及處理要求

2.1 量大、含水率高（一般為80%～85%左右），運(yùn)輸受限，需要解決脫水、發(fā)酵、干燥問(wèn)題并保持營(yíng)養(yǎng)成分。

2.2 氣味惡臭，有一定粘附性，直接排放將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，引起環(huán)境糾紛，必須除臭。

2.3 含有大量的病原微生物和寄生蟲卵，直接排放將導(dǎo)致疾病傳播，必須消毒滅菌。

2.4 豬糞營(yíng)養(yǎng)成分須經(jīng)微生物降解才能被利用，豬糞腐熟分解較慢、堆貯場(chǎng)地大，需要快速腐熟發(fā)酵處理。

3 豬糞污染治理技術(shù)措施

目前國(guó)內(nèi)外主要有以下幾種豬糞的處理方法：（1）堆肥還田，自然堆放或通過(guò)消毒后直接還田，占用場(chǎng)地大、投資小、產(chǎn)生二次污染。（2）沼氣處理，用沼氣來(lái)處理豬糞，占用場(chǎng)地大、沼渣處理較難，沼液可用于農(nóng)田灌溉或果樹的施肥。（3）大棚發(fā)酵，利用大棚的保溫性能進(jìn)行干燥處理，使用封閉的塑料大棚，發(fā)酵周期較長(zhǎng)、占地面積大。（4）直火干燥，利用煙道氣直接干燥后作肥料，投資大、能耗高。（5）發(fā)酵干燥，通過(guò)無(wú)害化處理，生產(chǎn)商品有機(jī)肥或食用菌基料。發(fā)酵干燥法具有脫水能力大、電耗小、煤耗低、環(huán)保效應(yīng)好等特點(diǎn)。

根據(jù)豬糞的生化特點(diǎn)，在分析對(duì)比國(guó)內(nèi)外已有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，筆者認(rèn)為，宜采用固液分離、沼氣處理、堆肥連續(xù)發(fā)酵和火力干燥相結(jié)合的無(wú)害化處理工藝，配備相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，形成流水生產(chǎn)線，對(duì)豬糞進(jìn)行固液分離、除臭、消毒滅菌和脫水干燥處理，并根據(jù)不同的用途進(jìn)行資源化利用。

3.1 工藝流程

通過(guò)固液分離、沼氣處理、水分調(diào)節(jié)、發(fā)酵腐熟、干燥滅菌，消化利用大量豬糞、秸稈和食用菌渣，生產(chǎn)煙肥、商品有機(jī)肥、食用菌基料、干豬糞等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

豬糞無(wú)害化處理及資源化利用工藝流程

3.2 固液分離

濕豬糞含水率高，不能直接進(jìn)行發(fā)酵處理，需要將水分降到合適的含水量，選用高效固液分離機(jī)，除去濕豬糞中的部分廢液，將濕豬糞的含水率降到72%左右，固液分離機(jī)采用重力脫水和擠壓脫水相結(jié)合，分離濕豬糞中的水分和干物質(zhì)，以便分別處理廢液和干物質(zhì)。濕豬糞從固液分離機(jī)的上部經(jīng)過(guò)篩板流下，廢液通過(guò)篩板的篩縫流出，干物質(zhì)經(jīng)過(guò)螺旋擠干，進(jìn)一步除去水分。

3.3 沼氣處理

從固液分離機(jī)分離出的廢液含有大量的有機(jī)質(zhì)，如果直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，采用沼氣發(fā)酵處理，可將廢液中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成沼氣，作為生活生產(chǎn)的能源使用，使廢物得到綜合利用，同時(shí)解決廢液的環(huán)境污染問(wèn)題。

3.4 水分調(diào)節(jié)

含水率太高會(huì)使發(fā)酵周期過(guò)長(zhǎng)，在經(jīng)過(guò)固液分離后的豬糞中混入干料，使含水率降到60%以下，以利發(fā)酵。根據(jù)用途不同，所摻干料可以是干豬糞、秸稈粉、粗糠、食用菌渣、泥碳等。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，采用各種攪拌機(jī)進(jìn)行混料，主要有臥式水泥攪拌機(jī)、立式攪拌機(jī)、高濕物料自卸式攪拌機(jī)等。前兩種共同的缺點(diǎn)是密封性差，高濕物料自卸式攪拌機(jī)是一種專利產(chǎn)品（專利號(hào)：ZL200520035142.8），采用全密封結(jié)構(gòu)，避免臭氣散發(fā)，自動(dòng)上料和卸料，操作方便。

3.5 連續(xù)好氧發(fā)酵

發(fā)酵系統(tǒng)由大棚、發(fā)酵槽、移動(dòng)式翻拋機(jī)、進(jìn)出料輸送機(jī)等組成，發(fā)酵槽采用磚混結(jié)構(gòu),由長(zhǎng)方形的池子構(gòu)成。發(fā)酵系統(tǒng)采用塑料溫室大棚結(jié)構(gòu)，充分利用日光，節(jié)約能源，提高發(fā)酵速度，四周密封，兩端設(shè)進(jìn)出口。翻拋采用升降式移動(dòng)翻拋機(jī)（專利產(chǎn)品，專利號(hào)：ZL200620035264.1），該機(jī)由行走機(jī)構(gòu)、翻拋轉(zhuǎn)子、升降機(jī)構(gòu)組成。這種翻拋機(jī)安裝在發(fā)酵槽的導(dǎo)軌上，行走速度可調(diào)。豬糞在發(fā)酵大棚內(nèi)進(jìn)行好氧發(fā)酵，通過(guò)機(jī)械翻拋，補(bǔ)充足夠的空氣。在微生物作用下通過(guò)高溫發(fā)酵使有機(jī)物腐殖化和無(wú)害化而變成腐熟肥料。微生物分解有機(jī)物的過(guò)程中，生成大量可被植物利用的有效態(tài)氮、磷、鉀化合物，它是構(gòu)成土壤肥力的重要活性物質(zhì)。發(fā)酵槽、大棚的規(guī)格尺寸及翻拋機(jī)的規(guī)格型號(hào)根據(jù)養(yǎng)豬的規(guī)模來(lái)定，如表1所示。

3.6 氣流干燥系統(tǒng)

干燥系統(tǒng)由直火爐、破碎機(jī)、干燥塔、分離器、除塵除臭裝置、風(fēng)機(jī)等組成。豬糞在干燥過(guò)程中被快速攪拌、破碎，與熱氣流進(jìn)行快速充分熱交換，迅速脫去水分。干燥尾氣在除塵除臭裝置內(nèi)進(jìn)行除塵、除臭處理，達(dá)到凈化的目的，氣流干燥機(jī)的規(guī)格型號(hào)如表2。

3.7 消毒滅菌

通過(guò)高溫發(fā)酵和干燥加熱方式進(jìn)行消毒滅菌，生產(chǎn)過(guò)程既要保證滅菌效果和干燥效率，又要保證營(yíng)養(yǎng)成分損失小，干燥介質(zhì)溫度不能太高，宜采用快速氣流干燥法。

表1

表2

4 豬糞的資源化利用

經(jīng)過(guò)發(fā)酵后的豬糞中含有氮、磷、鉀及其他微量元素，混合其他原材料可制成高效有機(jī)復(fù)合肥。烘干后的豬糞可長(zhǎng)期貯存，作為原料配制食用菌基料，也可作為配制煙肥、花卉肥等專用特色肥料的原料。豬糞經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后，消除了對(duì)環(huán)境的污染，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用；消除了豬糞對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)舍環(huán)境和周圍農(nóng)田、土壤及水資源的污染，有利于改善和保護(hù)農(nóng)村及市郊生態(tài)環(huán)境，維護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡。

〔1〕王風(fēng)勤，王建彬.畜牧業(yè)中的環(huán)境污染及治理措施[J].河南畜牧獸醫(yī)，2009，（9）：6～8.

〔2〕陳素華,孫鐵珩,耿春女.我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)引致的環(huán)境問(wèn)題及主要對(duì)策[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003，4（5）：5～8.