畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用技術(shù)

劉萬(wàn)喜 張彥春 高鵬

摘 要：隨著農(nóng)村養(yǎng)殖方式的變化，畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，大量的糞污處理不當(dāng)就會(huì)造成環(huán)境污染，本文主要闡述了畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理及利用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：糞污；資源化；利用

中圖分類號(hào)：X713 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180632099

近年來(lái)，隨著農(nóng)村外出務(wù)工人員的增加和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，農(nóng)村畜禽散養(yǎng)戶劇減，養(yǎng)殖方式發(fā)生了明顯變化，畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，已成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)中最活躍的增長(zhǎng)點(diǎn)和支柱產(chǎn)業(yè)，為推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做出了貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，養(yǎng)殖業(yè)污染問(wèn)題也日益突出。隨著2014年1月1日起施行的《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》的進(jìn)一步落實(shí)、環(huán)境治理力度的加大，畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用技術(shù)已成為農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作者最關(guān)心的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，解決環(huán)境污染問(wèn)題已成為一項(xiàng)緊迫而艱巨的任務(wù)。

1 畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境污染現(xiàn)狀

1.1 糞便污染

一般情況下，1頭育肥豬從出生到出欄，排糞量850～1050kg，排尿1200～1300kg。1個(gè)萬(wàn)頭豬場(chǎng)每年排放純糞尿3萬(wàn)t，再加上集約化生產(chǎn)的沖洗水，每年可排放糞尿及污水6～7萬(wàn)t，畜禽糞尿排泄量很大，畜禽糞便中含有大量氮、磷和有機(jī)污染物等，是造成農(nóng)村環(huán)境污染的主要原因。

1.2 水質(zhì)污染

養(yǎng)殖污水不經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理直接排放到溝渠或者開(kāi)放水域里，由于這些污水中氮（N）、磷（P）含量豐富，極易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化污染。高濃度的污水排入河中，造成水質(zhì)不斷惡化。污水對(duì)周邊農(nóng)民的生產(chǎn)生活帶來(lái)極大影響，有些已對(duì)集中飲用水源地構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

1.3 大氣污染

畜禽糞便經(jīng)過(guò)發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生大量的氨氮、硫化氫、糞臭素、甲烷等有害氣體，這些氣體不但會(huì)破壞生態(tài)，而且還會(huì)直接影響人類健康。

1.4 生物污染

糞便含有大量的病原微生物和寄生蟲(chóng)卵，如不及時(shí)處理就會(huì)孳生蚊蠅，使環(huán)境中病原種類增多、菌量增大，使病原菌和寄生蟲(chóng)蔓延，引起人畜共患病的發(fā)生，危害人畜健康。

2 畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用的幾種途徑

2.1 人工堆肥

人工堆肥一般的工藝流程：糞便集中→脫水→消毒→除臭→堆肥→配方攪拌→造?！娓伞^(guò)篩→包裝。

由于畜禽糞便的含水率在80%左右，因此要對(duì)畜禽糞便進(jìn)行脫水處理，也即固液分離，使其含水量達(dá)到20%～30%。把脫過(guò)水的糞便輸送到一個(gè)專門蒸汽消毒房?jī)?nèi)，消毒房的溫度不能太高，一般為80～100℃。溫度太高易使養(yǎng)分分解損失。肥料在消毒房?jī)?nèi)不停運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)20～30min消毒，殺死全部的蟲(chóng)卵、雜草種子及有害的病菌等。消毒房?jī)?nèi)應(yīng)裝有脫臭塔，臭氣通過(guò)塔內(nèi)排出。

堆肥好氧發(fā)酵生產(chǎn)工藝：已處理原料→發(fā)酵（發(fā)酵時(shí)間5～7d，溫度控制在60～65℃）—翻堆（溫度25～30℃），一般需經(jīng)過(guò)反復(fù)3次的發(fā)酵翻堆，整個(gè)過(guò)程需要15～21d，溫度最高不超過(guò)65℃，進(jìn)行腐熟。

然后將腐熟好的糞便，配上必要的天然礦物，如磷礦粉、白云石和云母粉等進(jìn)行造粒，在烘干即成為有機(jī)肥料。通過(guò)有機(jī)肥的無(wú)害化處理，可以達(dá)到降解有機(jī)污染物和生物污染的目的。

2.2 沼氣工程處理

沼氣工程是利用畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)糞污為原料，通過(guò)厭氧發(fā)酵過(guò)程，對(duì)原料進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生沼氣及沼渣、沼液等有用物質(zhì)的過(guò)程。沼氣工程集供能、產(chǎn)肥、防污三大功能于一體，能有效地解決區(qū)域養(yǎng)殖畜禽糞污對(duì)周圍環(huán)境的污染問(wèn)題，改善養(yǎng)殖區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活環(huán)境質(zhì)量，是目前我國(guó)廣泛采用的一種形式。

沼氣工程的容積要與養(yǎng)殖規(guī)模相配套，同時(shí)需配套相應(yīng)的沼液安全消納的種植面積，確保種植、養(yǎng)殖、沼氣工程的有機(jī)聯(lián)系，一般年出欄5000頭豬的小型養(yǎng)殖場(chǎng)，應(yīng)建設(shè)沼氣工程厭氧發(fā)酵的總?cè)莘e為500m?。其它畜禽折算：30只蛋雞折算成1頭豬，60只肉雞折算成1頭豬，1頭奶牛折算成10頭豬，1頭肉牛折算成5頭豬。沼氣工程設(shè)計(jì)要以技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和安全實(shí)用為原則，選擇投資省、占地少、工期短、運(yùn)行穩(wěn)定和操作簡(jiǎn)單的工藝路線。要充分利用附近的農(nóng)田資源和消納工程排放的廢水；要與臨近區(qū)域的給排水系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。處理畜禽糞污的沼氣工程應(yīng)以減量化、無(wú)害化和資源化為目標(biāo)，在條件允許的情況下，可首選“能源生態(tài)”模式，實(shí)現(xiàn)糞污零排放。能源生態(tài)模式的優(yōu)點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有效，沼液以還田利用為主，能最大限度地實(shí)現(xiàn)資源化利用。在自然條件允許的狀況下，應(yīng)該是首選方案。但其缺點(diǎn)是需要有大量土地消納沼液。土地消納沼液的承載力（歐盟標(biāo)準(zhǔn)）為：1頭牛糞/0.33～0.4hm2·年，8～10頭豬糞/0.33～0.4hm2·年，200～250只雞糞/0.33～0.4hm2·年。此項(xiàng)技術(shù)比較成熟，系統(tǒng)不復(fù)雜，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。

2.2.1 沼氣工程

包括原料收集、預(yù)處理和沼氣的生產(chǎn)、凈化、儲(chǔ)存、輸配和沼渣沼液的綜合利用或后處理等。配套系統(tǒng)：發(fā)酵原料的預(yù)處理系統(tǒng)（收集、沉淀、水解、除沙、粉碎、調(diào)節(jié)、計(jì)量、加熱等）；厭氧消化系統(tǒng)（進(jìn)出料系統(tǒng)、回流、攪拌系統(tǒng)）；沼氣儲(chǔ)存和輸配系統(tǒng)（凈化、儲(chǔ)存、輸配和利用系統(tǒng)）；沼液、沼渣綜合利用或后處理系統(tǒng)；安全保護(hù)系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2.2 沼氣工程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

包括工藝技術(shù)流程的選擇、確定和設(shè)計(jì)；各個(gè)處理單元工藝技術(shù)參數(shù)的選擇和確定；整個(gè)系統(tǒng)的物料和能量平衡計(jì)算；各工藝階段所需構(gòu)筑物、建筑物、設(shè)施和設(shè)備的圖紙繪制。

2.2.3 沼氣工程工藝類型

按發(fā)酵溫度分：常溫（變溫）發(fā)酵型、中溫（35℃）發(fā)酵型、高溫（54℃）發(fā)酵型；按工程目的分：能源生態(tài)型、能源環(huán)保型；按處理原料分：處理食品工業(yè)有機(jī)廢水工程型、處理畜禽糞污工程型、處理其他工業(yè)有機(jī)廢水工程型。畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程常選常溫、能源生態(tài)型、處理畜禽糞污工程型。

2.2.4 沼渣、沼液后處理技術(shù)

畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程最終產(chǎn)出是沼氣、沼渣、沼液。

沼氣主要用于養(yǎng)殖場(chǎng)生活用能、發(fā)電、沼氣噴槍對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)消毒等利用方式。沼氣溫室效應(yīng)高，且輕于空氣不好處理，所生產(chǎn)的沼氣嚴(yán)禁排空。

沼渣沼液是混合在一起的，通過(guò)沼渣沼液分離機(jī)將其分離。分離后的沼渣含水率降低，應(yīng)進(jìn)行無(wú)害化處理后作為肥料或基質(zhì)利用

2.2.4.1 沼渣后處理技術(shù)

沼渣制取有機(jī)肥料工藝技術(shù)：沼渣→調(diào)質(zhì)→堆漚→腐熟→干燥→粉碎→篩分→有機(jī)肥。調(diào)質(zhì)宜采用稻草、木屑、粉煤灰、菇渣及益生菌劑等作為調(diào)質(zhì)劑，需要進(jìn)行腐熟，一般為25～35d，pH值為6～8，水分一般為50%～60%，孔隙度為60%～90%；堆漚溫度在55℃條件下保持3d或50℃以上保持5～7d；腐熟后C/N一般為15，pH值5～8；在70～80℃條件下保持約25min進(jìn)一步干燥。沼渣其他利用方式如制作土壤改良劑、保水抗旱劑、栽培基質(zhì)等，處理工藝需滿足產(chǎn)品的規(guī)定。

2.2.4.2 沼液后處理技術(shù)

以資源化利用為目的的沼液主要用于灌溉、制作水溶肥料和濃縮肥。

沼液用于農(nóng)田灌溉后處理技術(shù)工藝：沼液→沉淀→消毒→儲(chǔ)存→配水→大田灌溉。沼液用于大田使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)作物需肥量和需水量等因素進(jìn)行調(diào)配，才能作為灌溉水。

沼液用作水溶性肥料后處理技術(shù)工藝：沼液→沉淀/過(guò)濾→消毒→調(diào)質(zhì)→水溶肥料。調(diào)質(zhì)針對(duì)不同施用對(duì)象，按照不同用途產(chǎn)品配方摻入適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)成分、增效劑或催化劑，并調(diào)整增效劑原液的pH值，經(jīng)過(guò)攪拌，混合均勻后施用。

沼液濃縮后處理技術(shù)：針對(duì)我國(guó)沼氣工程沼液產(chǎn)量大，沼液還田無(wú)法廣泛實(shí)施，一般采用濃縮高值化并回收沼液中的營(yíng)養(yǎng)物，使其液體體積減量化。通過(guò)沼液濃縮后，土地消納沼液的承載力可以增加3～20倍。其工藝流程一般為：沼液→好氧發(fā)酵池（15d、曝光）→沉降池→粗濾（或濃縮）→高溫處理系統(tǒng)（70℃、1h以上）→過(guò)濾→儲(chǔ)液罐→中微量元素→活性劑→絡(luò)合→混配→成品罐。采用沼液濃縮高值化利用后處理技術(shù)，提高了液肥中有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，體積大大降低。

沼液達(dá)標(biāo)排放技術(shù)：沼液排放必須進(jìn)行凈化處理，凈化工藝應(yīng)根據(jù)沼液的成分、數(shù)量以及當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件、生產(chǎn)生活條件和排放標(biāo)準(zhǔn)，因地制宜地選擇凈化處理工藝和技術(shù)路線，推薦采用生物處理或膜生物反應(yīng)器等處理技術(shù)。沼液進(jìn)入達(dá)標(biāo)處理系統(tǒng)前，應(yīng)進(jìn)行沉淀預(yù)處理或機(jī)械分離，以減輕后續(xù)處理的有機(jī)負(fù)荷分離的清液進(jìn)入后處理系統(tǒng)，處理后達(dá)標(biāo)排放。沼液達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)工藝：沼液→沉淀→曝氣池→穩(wěn)定塘→膜生物反應(yīng)器→消毒→達(dá)標(biāo)排放。

畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程是目前國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的糞污資源化利用技術(shù)，但應(yīng)提高沼氣、沼渣、沼液的綜合利用效益，切實(shí)避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。沼氣工程處理畜禽小型養(yǎng)殖場(chǎng)糞污應(yīng)堅(jiān)持“種養(yǎng)平衡”的原則，經(jīng)無(wú)害化處理后應(yīng)堅(jiān)持回用到農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的原則，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

作者簡(jiǎn)介：劉萬(wàn)喜（1973-），男，農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)村能源及農(nóng)業(yè)環(huán)保。