規(guī)模奶牛場糞污處理技術(shù)研究進(jìn)展

王秀琴陳紅莉吳妍妍

（1.新疆石河子總場國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū),新疆石河子 832000；2.新疆西部牧業(yè)股份有限公司,新疆石河子 832000；3.新疆兵團(tuán)畜牧工程技術(shù)研究中心,新疆石河子 832000）

規(guī)模奶牛場糞污處理技術(shù)研究進(jìn)展

王秀琴1陳紅莉2吳妍妍3*

（1.新疆石河子總場國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū),新疆石河子 832000；2.新疆西部牧業(yè)股份有限公司,新疆石河子 832000；3.新疆兵團(tuán)畜牧工程技術(shù)研究中心,新疆石河子 832000）

近年來，奶牛養(yǎng)殖集約化、專業(yè)化、規(guī)?；某潭炔粩嗵岣?，我國各地陸續(xù)建立起大量的百頭、千頭規(guī)模的奶牛場。為有效緩解牛奶市場的供求矛盾，許多大城市諸如北京、上海、廣州等地已經(jīng)建立起一批萬頭規(guī)模的奶牛場，奶牛業(yè)的規(guī)?；B(yǎng)殖在大中城市及經(jīng)濟(jì)富裕地區(qū)發(fā)展尤為迅速。但是奶牛代謝旺盛，采食量大，因而在奶牛業(yè)飛速發(fā)瑪?shù)耐瑫r也隨之產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢棄物，主要有奶牛糞、尿、牛舍和擠奶廳的沖洗污水及有害氣體等惡臭物質(zhì)，如果不能對其進(jìn)行及時有效地處理，將會成為嚴(yán)重的污染源，對奶牛場周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，并會危及牲畜和人體的健康。

1 奶牛養(yǎng)殖廢棄物產(chǎn)生的危害

1.1 污染土壤和水

奶牛場是用水大戶，同時也是產(chǎn)污大戶，奶牛場對水體污染的主要來源是奶牛糞尿、牛場沖洗及擠奶廳沖洗等所產(chǎn)生的污水。奶牛養(yǎng)殖污水中含有大量的有機(jī)質(zhì)和N、P、K等養(yǎng)分，污水的生化指標(biāo)極高。奶牛糞污中的大量有機(jī)質(zhì)和氮、磷等養(yǎng)分若進(jìn)入到水體中，可為藻類和其他水生生物的生長繁殖提供物質(zhì)條件，極易造成水體的富營養(yǎng)化，進(jìn)而減少地表水中溶解氧的含量，使水中氨、氮含量增加。

奶牛糞便中含有大量的氮、磷和有機(jī)質(zhì)，是一種良好的有機(jī)肥，一般應(yīng)用到農(nóng)田中供作物生長利用。土壤一般對糞便中的養(yǎng)分有較好的吸收和緩慢的釋放能力，但是如果過量施用糞肥就會使土壤的續(xù)存能力迅速減弱，導(dǎo)致殘留在土壤中的氮和磷滲入到地下，促使地下水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽和磷酸鹽濃度升高，造成地下水源的污染。

奶牛糞便、污水中含有大量的鈉鹽、鉀鹽如果直接施用于農(nóng)田，過量的鈉和鉀離子會通過反聚作用造成土壤微孔減少、土壤孔隙阻塞，使土壤因透氣性和透水性下降而造成板結(jié)，破壞土壤的結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重影響土壤質(zhì)量。

1.2 傳播人畜共患疾病，危害人類健康

畜禽排放的類便中含有大量源自動物腸道中的病原微生物、致病寄生蟲卵等，且極易滋生大量蠅蛆、蚊蟲及其他昆蟲，大量增加環(huán)境中病原菌的種類和數(shù)量，促使病原菌和寄生蟲的大量繁殖，造成人和畜禽傳染病的蔓延，甚至引發(fā)公共健康問題。據(jù)《中國環(huán)境報》報道，目前已知全世界約有250多種“人畜共患疾病”，中國有120種，其中由牛傳染的有26種，這些人畜共患疾病主要以患病動物的糞尿、分泌物、養(yǎng)殖廢水、污染的飼料等為載體進(jìn)行傳播。另外由于養(yǎng)牛業(yè)屬于微利行業(yè)，我國絕大多數(shù)規(guī)?；B(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞污排放前均未進(jìn)行妥善處理，排放不達(dá)標(biāo)，不僅對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，還增加了人畜共患疾病發(fā)生的概率，給人畜帶來了災(zāi)難性的危害。

1.3 其他影響

畜禽飼料中含有大量的銅、鐵、鋅、猛、鉛、鉻、鏡、砷等重金屬元素添加劑，這些飼料添加劑并不能完全被動物體吸收利用，有很大部分會隨糞便排出體外進(jìn)而對周邊環(huán)境造成污染。另外，藥物殘留污染也是影響奶牛業(yè)健康發(fā)展的一個重要方面，造成奶牛藥物污染的物質(zhì)主要有抗生素類和激素類兩種，目前我國已知的飼料添加劑藥物中，抗生素、抗氧化劑和激素類藥物共有17種，抗菌劑類藥物共有11種。動物若采食了這些含有抗生素和激素等添加劑的飼料，殘留的藥物一般會積存在肌肉、肝臟和腎臟等器官中，人類若食用這種肉食會對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。此外這些藥物在動物體內(nèi)不能完全被吸收、分解，通過糞尿排入環(huán)境后，會引起生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的變化。

2 規(guī)模奶牛場糞污處理方法

按照《畜禽養(yǎng)殖場污染防治管理辦法》的要求，我國規(guī)?；膛黾S污處理要堅持“減量化收集、無害化處理和資源化利用”的基本原則。規(guī)?；膛龅募S污主要包括固體糞便、尿液和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水（牛舍及擠奶廳沖洗廢水和生活廢水）。奶牛場糞污處理的模式主要包括清糞、預(yù)處理和綜合處理等三部分。

規(guī)?；膛黾S污的產(chǎn)生具有產(chǎn)量高、排量大、處理難度大等特點。奶牛糞便的收集和處理是養(yǎng)牛業(yè)中最繁重的一項勞動過程，占整個養(yǎng)牛全部工作量的50%以上。清糞工藝是整個糞污處理的第一個環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)外奶牛場清糞工藝主要有水沖式清糞和干清糞兩種工藝方式：

2.1 水沖式清糞工藝

20世紀(jì)70年代初，歐美等發(fā)達(dá)國家首先發(fā)展起水沖糞工藝來進(jìn)行規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖的糞污收集和處理。由于歐洲、美洲國家人力成本較高，一般采用自動化程度較高的水沖式清糞工藝。水沖糞工藝主要是通過地設(shè)噴管、高壓噴槍等噴水設(shè)施對牛舍、擠奶廳等區(qū)域進(jìn)行沖洗，沖洗糞水順糞溝或漏縫地板的縫隙排入污池內(nèi)。畜禽糞便采用水沖類工藝的奶牛場需要保證有充足的水量、配套的污水處理系統(tǒng)、水位提升裝置、合適的牛舍坡度以及糞污輸送管道和抽水泵等設(shè)施。該工藝技術(shù)不復(fù)雜，但污水處理部分基建投資及動力消耗很高。

2.2 干清糞工藝

干清糞工藝指動物的糞、尿一經(jīng)排出便進(jìn)行分流，干糞由機(jī)械或人工收集、清掃、運(yùn)走，尿液則從地下排尿溝流出，然后再分別單獨進(jìn)行處理。干清糞工藝具有節(jié)約用水、污水產(chǎn)量少、污染物濃度低且易于后續(xù)處理，同時分離出的干糞養(yǎng)分損失小，肥效高等優(yōu)點，糞尿一經(jīng)排出便進(jìn)行分流處理，可保持畜舍的干凈清潔、無臭味，是目前養(yǎng)殖場比較提倡的一種清糞工藝。

3 規(guī)模奶牛場糞污處理技術(shù)——固體糞便處理技術(shù)

養(yǎng)殖場廢水無論采取什么工藝或綜合措施進(jìn)行處理，前期都要進(jìn)行一定的預(yù)處理措施——固液分離，這是養(yǎng)殖場糞污處理一道必不可少的環(huán)節(jié)。固液分離的重要意義在于兩方面，首先是通過預(yù)處理使廢水污染物負(fù)荷降低，其次，防止大的固體或雜物進(jìn)入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，造成設(shè)備的堵塞或破壞等。 固液分離技術(shù)的原理是利用物理或化學(xué)的方法，把糞污中的固形物與液體分開。分離后的固液部分分別進(jìn)行后續(xù)處理，達(dá)標(biāo)后排放和使用。

我國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場糞便的特點是含水量高、污染物含量高、帶有惡臭氣味、處理過程中NH3易揮發(fā)等。針對這些特點，固體糞便的處理主要包括干燥處理、除臭處理及綜合利用處理等幾方面。

3.1 干燥處理

干燥處理法是利用燃料、太陽能、風(fēng)能等產(chǎn)生的熱量促使畜禽糞便的水分快速減少，直至達(dá)到進(jìn)行堆積發(fā)酵的程度（55%）。不同畜禽糞便的干燥處理方法也各不相同，現(xiàn)有的干燥處理技術(shù)主要有物理法、化學(xué)法和生物法三種。物理法主要是通過沉淀、離心、過濾或過蹄、冷凍、直接烘干與焚燒等手段對糞便進(jìn)行干燥處理；化學(xué)方法主要是在糞便中加入適量化學(xué)藥劑，使糞便發(fā)生絮凝作用，并通過沉淀分離成液體或脫水污泥；生物干燥法是最近興起的一類干燥技術(shù)，其原理是畜禽糞便在堆肥過程中，利用微生物分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的熱量加快糞便中水分的蒸發(fā)，達(dá)到干燥糞便、降低固體糞便含水量的目的。生物干燥法具有操作簡單、投資少、糞便養(yǎng)分在處理過程中損失少且可以與除臭技術(shù)結(jié)合使用等優(yōu)點。

3.2 除臭技術(shù)

養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞便在儲存和堆肥過程中，糞便會發(fā)酵產(chǎn)生大量帶有臭味的氣體，目前我國養(yǎng)殖場主要通過物理除臭、化學(xué)除臭和生物除臭等手段對糞便產(chǎn)生惡臭物質(zhì)進(jìn)行除臭防治。除臭技術(shù)包括吸收法、吸附法、氧化法、掩蔽劑、中和劑、高空擴(kuò)散稀釋及臭氧氧化等。生物除臭法是利用微生物對惡臭氣體成分進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，最終達(dá)到除臭的目的，因此也叫微生物除臭法，是目前應(yīng)用最為廣泛的除臭方法，適合廣大規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場進(jìn)行推廣使用。

3.3 綜合處理法

綜合處理法是以盡可能多地利用畜禽糞便中的養(yǎng)分和能源，降低或消除對環(huán)境造成破壞的污染物的排放量為最終目的。綜合處理的方法一般是多種糞便處理技術(shù)相組合的方式，其中以生物處理技術(shù)為主。生物處理技術(shù)是最近幾年研究較多、應(yīng)用較廣泛的一種畜禽糞便處理方法，主要有發(fā)酵法和低等動物處理法等。發(fā)酵法主要包括厭氣池、曝氣氧化池與堆肥三種方法，與干燥技術(shù)相比，發(fā)酵法具有節(jié)省燃料、投資成本低、發(fā)酵產(chǎn)物生物活性強(qiáng)、肥效強(qiáng)、便于技術(shù)推廣等特點，同時糞便在發(fā)酵過程中還可以達(dá)到除臭、滅菌的目的，但發(fā)酵所需時間一般比較長。熱噴技術(shù)的原理是利用熱效應(yīng)或噴放機(jī)械將畜禽糞便轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩鞍罪暳?，該技術(shù)既可以除臭又能徹底殺滅糞便中的病原菌和寄生蟲卵等，達(dá)到衛(wèi)生防疫標(biāo)準(zhǔn)和商品飼料制作的要求。

無論采用何種處理模式，綜合利用優(yōu)先、減量化、資源化、無害化和運(yùn)行費用低廉應(yīng)是規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖場糞污處理的首要原則。

“十二五”循環(huán)農(nóng)業(yè)科技工程（2012BAD14B0）項目子課題“西北綠洲農(nóng)牧循環(huán)技術(shù)集成與示范（2012BAD14B10）”研究任務(wù)“新疆大型企業(yè)農(nóng)牧循環(huán)關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范2012BAD14B10-2”。

陳紅莉（1979-），女，河北滄州人，高級畜牧師，碩士，主要從事動物營養(yǎng)與飼料資源開發(fā)。

吳妍妍（1987-），女，新疆伊犁人，碩士，主要從事動物營養(yǎng)與飼料資源開發(fā)。