淺探糞污資源化利用模式

宋文靜，譚佳

（湖南省醴陵市畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局，湖南株洲412200）

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模化、集約化發(fā)展，糞污及畜禽廢棄物排放趨于集中化，對環(huán)境的污染也逐漸增大，其無害化處理和資源化利用越來越受到重視。抓好畜禽糞污資源化利用，關(guān)系人們生活環(huán)境的改善，關(guān)系農(nóng)牧產(chǎn)品的健康安全，關(guān)系小康社會的全面建成，是促進畜牧業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要舉措?；诖耍r(nóng)業(yè)部制定了《畜禽糞污資源化利用行動方案（2017-2020年）》。為了有效地落實該方案，文章針對醴陵市內(nèi)畜禽糞污現(xiàn)狀和處理工藝運行狀況進行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查情況提出針對性污染解決方案，期望實現(xiàn)畜禽糞污的資源化利用，促進養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 醴陵市畜禽種養(yǎng)情況現(xiàn)狀

為了解規(guī)模養(yǎng)殖場畜禽飼養(yǎng)量及其糞污產(chǎn)生量，計算畜禽糞便土地負荷程度，特選取醴陵市內(nèi)畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場（共405家）進行調(diào)查，醴陵市規(guī)模養(yǎng)殖情況見表1，種植規(guī)模情況見表4。表1中調(diào)查養(yǎng)殖場為：生豬年出欄量500頭以上，蛋雞存欄量15 000羽以上，肉雞出欄量30 000羽以上，肉羊出欄量1 500頭以上，肉牛出欄量100頭以上。梅花鹿，黑山羊養(yǎng)殖量較小，故縣內(nèi)所有梅花鹿和黑山羊散戶牛存欄數(shù)全部計入本次統(tǒng)計。綜合多方研究結(jié)果，將畜禽糞便中生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、全氮（TN）、全磷（TP）的含量作為醴陵市畜禽糞尿污染物含量的參考（見表2）。

表1 醴陵市規(guī)模養(yǎng)殖場a畜禽養(yǎng)殖情況匯總表（截止2017年8月）

通過下列公式計算得到醴陵市畜禽糞尿產(chǎn)生量和污染物排放量見表3。

表2 醴陵市畜禽糞尿排泄系數(shù)和污染物含量

表3 醴陵市畜禽糞尿產(chǎn)生量b和污染物排放量c（截止2017年8月）

表4 醴陵市種植情況匯總表（截止2017年8月）

從環(huán)境承載能力來看，我國單位面積耕地的畜禽糞便限量標準為30t/hm2[1]。假設(shè)醴陵市畜禽糞尿全部用作農(nóng)家肥歸于田地，則醴陵市耕地畜禽糞尿負荷為30.8t/hm2，略大于限量標準。畜禽糞便中的N和P的農(nóng)田負荷能很好地反應畜禽糞便對環(huán)境的污染風險，一般而言綜合考慮土壤質(zhì)地、肥力和氣候等自然條件，糞肥年施N量的限量標準為170kg/hm2[2]，土壤糞肥年施P量限量標準為35kg/hm2[3,4]。對截止2017年8月的數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算可知，醴陵市N負荷為144.2kg/hm2小于限量標準，P負荷為56.9kg/hm2略大于限量標準。綜合糞尿負荷量，N負荷量和P負荷量這三個因素可知醴陵市畜禽養(yǎng)殖污染水平已接近甚至達到污染限量上限，因此對畜禽糞污綜合治理已迫在眉睫。

結(jié)合醴陵市的實際情況及《畜禽糞污資源化利用行動方案》要求，建議在全市范圍內(nèi)逐步推行清潔養(yǎng)殖，從養(yǎng)殖的源頭減量、過程控制和末端利用的“三段式”辦法有效消納畜禽糞污，逐步解決養(yǎng)殖污染的難題，實現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)與資源環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

2 通過“三段式”方法實現(xiàn)糞污資源化利用

2.1 源頭減量

源頭減量可以通過平衡日糧營養(yǎng)、提高畜禽對飼料的利用率、采用合適的清糞模式來實現(xiàn)。

2.1.1 平衡日糧營養(yǎng)，提高飼料利用率

畜禽通過不斷消耗飼料產(chǎn)生糞污，因此提高畜禽對飼料的利用率是降低糞污排放量，減輕畜牧業(yè)糞污污染程度的治本治源舉措。

飼料中氨基酸等營養(yǎng)元素不平衡，會導致養(yǎng)分利用率變低，從而導致糞便中氮磷含量增加。針對此問題可以參考畜禽的NRC飼養(yǎng)標準，平衡日糧營養(yǎng)物質(zhì)?？茖W合理的飼料配方，合適的粉碎粒度，飼料顆?；?、飼料膨化或熱噴等技術(shù)處理都可以提高畜禽的飼料利用率，尤其是提高飼料中氮的利用率。

2.1.2 選擇適合的清糞方式

目前，規(guī)模化養(yǎng)殖場清糞方式主要有水沖式、水泡糞和干清糞三種工藝。

水沖式清糞工藝雖能減輕勞動強度，但是其耗水量大、運行費用高，分離出來的固體糞料肥用價值很低，污水的COD和氨氮等濃度很高，降解難度非常大，達標處理難度極高，因此不適宜推廣。

水泡糞雖然耗水較小，勞動強度小，但糞便長期在畜禽舍內(nèi)堆積，發(fā)生厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生大量的有害氣體，如硫化氫、甲烷等，不僅對畜禽的生長和生產(chǎn)造成不利影響，而且增加環(huán)境污染負擔。

干清糞工藝可通過人工機械兩種形式實現(xiàn)。該工藝的優(yōu)勢是及時、有效清除畜舍內(nèi)的糞污，保持畜舍環(huán)境衛(wèi)生，減少糞污清理過程中的用水、用電，且到的污染物濃度較低，糞污肥料價值最大。尤其是機械清糞自動化程度高，最大限度地節(jié)省了人力，降低了勞動強度，適宜大規(guī)模推廣。

2.2 過程控制

過程控制主要是控制水的用量、控制糞污中有毒有害物質(zhì)，控制有害氣體。

2.2.1 控制水的用量、控制水體污染

控制水的用量主要是通過控制畜禽飲用水的浪費和減少清潔用水兩種方式實現(xiàn)。雞場、豬場宜配套建設(shè)節(jié)水控水設(shè)施，可大幅度降低舍內(nèi)的飲用水量及污物排放量；畜舍清洗用水占畜禽養(yǎng)殖用水的主體，不同的清洗方式對水的需求量不同，要盡量采用干清糞方式，減少養(yǎng)殖場污水排放量。|

控制水體污染要做到盡量減少污水中糞便含量，因此，畜禽糞污要實行嚴格的固液分流、雨污分流、飲水碗內(nèi)剩水與污水分流。污水經(jīng)稻田、菜地、林果園，實現(xiàn)土地消納。需要注意的是經(jīng)過消納后排放出來的水，仍不允許進入大小河流、湖泊，只能用作其它農(nóng)田灌溉。

2.2.2 控制糞污中有毒有害物質(zhì)

控制畜禽糞污中有毒有害物質(zhì)排放可通過營養(yǎng)調(diào)控的方式實現(xiàn)。通過飼喂平衡的氨基酸日糧，可以有效降低糞尿中氮的排出；通過在畜禽飼料或飲水中添加植酸酶，可以有效降低糞尿中磷的排出；通過在畜禽飼料或飲水中添加益生素和非淀粉多糖（NSP）降解酶，可有效降低不可消化營養(yǎng)素的排出；通過在飼料中添加有機微量元素如金屬蛋白鹽、殼聚糖金屬絡(luò)合物等，可以有效降低微量元素的排出。

2.2.3 控制有害氣體

控制畜禽糞便中的有害氣體可通過以下方法實現(xiàn)：一、及時清理糞污，保持畜舍地面清潔，及時通風換氣，利用過氧乙酸、高錳酸鉀等化學除臭劑以減少有害氣體的產(chǎn)生；二、向糞便中投放沸石、蒙脫石、活性炭等物理吸附劑以有效減少氣味的散發(fā)；在畜禽舍周圍種植綠色植物如牧草等，通過植物本身的清香緩解臭味對人體的刺激，并能有效防止氣味擴散。

2.3 末端利用

對畜禽糞污進行固液分離后，分別對固體和液體糞污進行處理和利用。

2.3.1 固體糞污的處理與利用

固體糞污有效處理方式即有機肥加工。建立有機肥生產(chǎn)線實現(xiàn)對糞便的資源化利用是一種較好的污染防治措施，可實現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的多方共贏。有機肥加工工藝是將畜禽糞便與腐植酸、螯合劑、氨基酸等原料按一定比例混合，同時加入益生菌種，進行好氧發(fā)酵、腐熟、脫水成為活性有機肥后，再經(jīng)造粒、干燥、篩分、冷卻即得到成品。該工藝具有堆肥周期短，升溫快、高溫持久，肥效損失小、腐植酸含量高，有效除臭，高效殺滅有病原菌、蟲卵和雜草種子，無害化處理徹底的特點。

2.3.2 污水處理與利用

污水處理方式主要是沼氣發(fā)酵技術(shù)。污水中有機物質(zhì)經(jīng)過微生物發(fā)酵作用而產(chǎn)生沼氣，其成分主要為甲烷，可做燃料、發(fā)電。發(fā)酵過程中，顆粒物得以降解，寄生蟲卵和病原菌被抑制或殺死，得到的殘渣和廢液，營養(yǎng)元素齊全、肥效高可作為農(nóng)林生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)肥，也可用于光伏大棚內(nèi)水藻池塘浮萍養(yǎng)殖[5]。

3 以問題為導向，加快推進糞污資源化利用

醴陵市在畜禽糞污資源化利用上做了一些調(diào)研和探索，初步總結(jié)了一些經(jīng)驗模式，但從整體上推進糞污資源化利用工作還面臨著一些困難與問題。

3.1 有機肥加工與利用問題

通過走訪，我們發(fā)現(xiàn)：對于農(nóng)戶而言，有機肥雖然能夠使土壤肥沃、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量提高，但其與化肥相比施用勞動強度較大、見效緩慢、成本較高、無使用補貼，這些都加大了有機肥利用的推廣難度；對于養(yǎng)殖戶而言，有機肥生產(chǎn)設(shè)備購置費用高，需要掌握一定技術(shù)，生產(chǎn)的有機肥無相關(guān)部門對質(zhì)量等方面把關(guān)，因此大部分養(yǎng)殖戶不愿意生產(chǎn)有機肥；對于有機肥生產(chǎn)企業(yè)而言，由于產(chǎn)能低，部分企業(yè)產(chǎn)生虧損現(xiàn)象。

解決方案：針對上述問題，我認為可以給予有機肥加工業(yè)大力的支持（包括社會輿論支持和資金支持），鼓勵社會相關(guān)的專業(yè)組織與養(yǎng)殖業(yè)主在畜禽養(yǎng)殖密集的區(qū)域?qū)π笄菁S便進行統(tǒng)一收集和集中處理，加工生產(chǎn)成為有機肥料。

3.2 種養(yǎng)結(jié)合不緊密問題

3.2.1 種養(yǎng)結(jié)合不緊密主要體現(xiàn)在三個方面：（1）規(guī)模養(yǎng)殖與種植的分散。規(guī)模養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生的集中、大量與種植業(yè)分散、結(jié)構(gòu)多樣，統(tǒng)一管理、土地流轉(zhuǎn)難度大、限制多、成本高不相匹配；（2）糞污的不斷產(chǎn)生與農(nóng)作物季節(jié)性施肥的錯時；（3）養(yǎng)殖場污水的長途運輸問題。

3.2.2 解決方案：針對上面三個問題可以采取以下解決方案：（1）擁有較大面積種植土地的養(yǎng)殖場，可采取種養(yǎng)結(jié)合模式，利用自有或流轉(zhuǎn)的土地自產(chǎn)自消本場糞污；（2）針對自有土地不足、產(chǎn)大于消的大規(guī)模養(yǎng)殖場，可與周邊的種植基地和農(nóng)戶對接，根據(jù)糞污產(chǎn)生量和種植基地的消納能力建立消納協(xié)議；（3）在種植基地和農(nóng)戶田間地頭，建設(shè)相應容量的沼液/糞污儲存池，通過管網(wǎng)或?qū)ｉT運輸車輛將沼液輸送到池中隨時取用，從而解決種植業(yè)季節(jié)性施肥的問題；（4）對于分散的中小規(guī)模養(yǎng)殖場，政府可進行適度補貼，投資建設(shè)糞污資源化利用設(shè)施，采取定期清理、集中處理模式。

3.3 糞污資源化利用后勁不足問題

糞污處理配套設(shè)施安置后，使用頻率低，某些處理設(shè)施如干濕分離機等使用過程中用電，維護成本較大導致部分養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施僅用于應付檢查使用；冬季，沼氣濃度降低、產(chǎn)氣量不足，用作燃料和發(fā)電效果較差，運行費用較高，這都嚴重影響沼氣的可持續(xù)化利用。

針對上述問題可采取以下措施：（1）加強執(zhí)法監(jiān)管，提高養(yǎng)殖戶主體責任意識；（2）強化輿論宣傳，讓養(yǎng)殖者知曉糞污對環(huán)境及健康的危害，營造糞污無害化利用的良好氛圍；（3）冬季可通過增加增溫劑、沼氣池外保溫、調(diào)節(jié)發(fā)酵濃度、定期攪拌池料等措施提高沼氣產(chǎn)生量[6]?！?/p>

[1] 張國印,茹淑華,孫世友,等.河北省畜禽糞尿產(chǎn)污量估算以及污染風險評估[J].河北農(nóng)業(yè)科學,2016,20(4)：66-71.

[2] MAFF.CodeofGoodAgriculturalPracticeforthe Protection of Water[J].1996.

[3] 彭新宇.畜禽養(yǎng)殖污染防治的沼氣技術(shù)采納行為及綠色補貼政策研究[D].北京中國農(nóng)業(yè)科學院,2007.

[4] Oenema O,Van L L,Plette S,et al.Environmental effects of manure policy options in The Netherlands.[J].Water Science&Technology,2004,49(3)：101-108.

[5] 聶小想,郝勝楠.畜禽糞污生物凈化及資源化利用模式探討[J].山東畜牧獸醫(yī),2015,(5)：48-49.

[6] 邢威法.冬季沼氣的生產(chǎn)與太陽能利用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù).新能源產(chǎn)業(yè),2014，(11)：32-33.