發(fā)展沼氣是治理畜禽糞便污染的路徑探索

黃妙珠

摘 要：近年來，畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；?、集約化快速發(fā)展，產(chǎn)生越來越多畜禽糞污，造成了不容忽視的環(huán)境問題。該文對(duì)畜禽糞污沼氣厭氧發(fā)酵處理技術(shù)及影響因素進(jìn)行了綜述，分析了畜禽糞污對(duì)環(huán)境的危害和能源化利用存在的問題，提出了發(fā)展措施，以期為畜禽糞污處理提供參考。

關(guān)鍵詞：畜禽糞便污染;治理措施;沼氣

我國(guó)畜禽養(yǎng)殖量居世界第一，畜禽糞便排放總量大，含能量豐富，不合理肥料化不僅會(huì)導(dǎo)致耕地負(fù)荷超標(biāo)還會(huì)造成環(huán)境污染。畜禽糞便已經(jīng)是世界公認(rèn)的農(nóng)村面源污染的主要來源，我國(guó)畜禽糞便利用率低，農(nóng)村面源污染日益嚴(yán)重，已經(jīng)威脅到廣大農(nóng)村的生態(tài)安全。

一、畜禽糞便污染現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)部官方數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生量約38 億噸，其中家禽糞污年產(chǎn)生量約6 億噸，占總量的16%。目前畜禽廢棄物的有效利用率不足60%， 不僅沒有足夠的土地消納， 而且也缺少對(duì)廢棄物處理受過專業(yè)指導(dǎo)和培訓(xùn)教育的人員。大量畜禽糞便未經(jīng)正常處理施入農(nóng)田，不僅嚴(yán)重影響周圍環(huán)境，還會(huì)產(chǎn)生有毒臭氣和溫室氣體等。糞便中攜帶的各種致病微生物和蟲卵，嚴(yán)重威脅食品生產(chǎn)安全或造成疫病傳播。一些畜禽糞便中還含有大量藥物添加劑和抗生素等，可能對(duì)環(huán)境生物造成極大危害。此外，畜禽糞便富含的氮、磷元素極易流失，從而引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，改變水體的理化環(huán)境，使水發(fā)臭，形成江河湖海的赤潮和水華。如何改善畜禽養(yǎng)殖環(huán)境、妥善處理廢棄物防止污染是亟待解決的問題。

二、畜禽糞污對(duì)環(huán)境的危害

1.大氣污染。眾所周知，糞便本身氣味惡臭難忍，這種惡臭的氣味是在適宜溫度下經(jīng)過發(fā)酵后產(chǎn)生的氨、硫化氫、甲硫醚等有害氣體，會(huì)擠壓空氣中的含氧量，造成空氣污濁，影響人類呼吸。除此之外，糞便中的蛋白質(zhì)和碳水化合物經(jīng)過錯(cuò)誤發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生二甲胺等氣體，不但加重惡臭氣味，還產(chǎn)生有害氣體。

2.水質(zhì)污染。水質(zhì)污染主要包括兩種，一是家禽的尿液，二是沖刷污水。再加上養(yǎng)殖者環(huán)保意識(shí)淡薄，將污水任意排放，造成水質(zhì)污染。大多是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)都建在郊外，離農(nóng)田或者河流比較近，污水中含有的氮、磷等物質(zhì)排入河內(nèi)會(huì)使水質(zhì)惡化，變黑變臭，含氧量少，水中生物會(huì)缺氧致死。被污染的水經(jīng)過流動(dòng)和下滲會(huì)威脅到附近居民健康飲水。另外，青海畜禽養(yǎng)殖地區(qū)多為草原，大量污水排放會(huì)使土壤所含營(yíng)養(yǎng)過剩，出現(xiàn)硬化，不利于植物生長(zhǎng)，對(duì)于大地綠色植物美化也是一種損害。

3.生物污染。畜禽糞便中含有大量寄生蟲和細(xì)菌，不但造成環(huán)境污染，還會(huì)帶來生物污染。這些細(xì)菌是多種疾病的發(fā)病源，通過各種傳播渠道造成傳播性疾病，危害人類身體健康。據(jù)世界衛(wèi)生組織相關(guān)資料報(bào)道，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)人禽患有同種疾病，像眾所周知的禽流感，最先是在家禽身上出現(xiàn)，然后經(jīng)過空氣或間接性接觸傳播致使人類患上同種疾病，而且病發(fā)突然，延期長(zhǎng)，傳染性強(qiáng)。由此可見，畜禽養(yǎng)殖造成的生物污染已經(jīng)直接威脅人類身體健康。

三、沼氣發(fā)酵

家禽糞便沼氣發(fā)酵的關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)是：1.利用分解菌系進(jìn)行原料前處理;2.秸稈-糞便共發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)氣;3.沼液全回流，消滅沼液排放;4.沼渣經(jīng)過進(jìn)一步好氧腐熟，進(jìn)行深加工。通過沼氣燃燒、沼渣沼液綜合利用技術(shù)，形成以沼氣發(fā)酵為核心的生態(tài)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈模式，可因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行優(yōu)化組合，采取適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的生態(tài)養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式構(gòu)建循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，例如果沼畜循環(huán)利用模式等。

四、發(fā)展措施

沼氣工程技術(shù)通過沼氣厭氧消化過程產(chǎn)生沼氣和有機(jī)肥，集環(huán)保、能源、資源再利用于一體，是規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)處理畜禽糞污的優(yōu)選方式之一。針對(duì)存在的問題，在整體思路上應(yīng)遵循因地制宜、農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)平衡的原則，堅(jiān)持生態(tài)循環(huán)的理念，采用發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用種養(yǎng)結(jié)合的模式，以種定養(yǎng)，科學(xué)布局和合理規(guī)劃養(yǎng)殖業(yè)，鼓勵(lì)通過土地流轉(zhuǎn)等方式擴(kuò)大種植業(yè)規(guī)模，為沼肥大規(guī)模利用提供經(jīng)濟(jì)可行的種植業(yè)基礎(chǔ)。結(jié)合沼氣工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，在工程裝備方面進(jìn)一步提高原料預(yù)處理、沼氣發(fā)酵、氣體凈化、產(chǎn)品利用等環(huán)節(jié)裝備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、成套化水平，進(jìn)一步提高沼氣工程裝備自動(dòng)化水平，降低運(yùn)行成本。在“三沼”綜合利用方面進(jìn)一步加強(qiáng)沼渣沼液中有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)、去除等方面研究，制定沼渣沼液農(nóng)田施用規(guī)范。從畜禽養(yǎng)殖源頭控制攝入品，堅(jiān)持科學(xué)飼養(yǎng)，控制抗生素使用，嚴(yán)控飼料中重金屬上限，降低畜禽糞污經(jīng)處理還田后對(duì)土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)。

五、畜禽糞便綜合利用對(duì)策

1.將糞便能源化處理。能源化處理主要是將畜禽糞便當(dāng)作一種資源，通過化學(xué)和物理手段將其所含能量最大化激發(fā)和利用。能源化主要涉及兩方面，一是沼氣工程，二是微生物燃料電池。沼氣工程大家比較熟悉，許多家庭都按有沼氣池，將糞便經(jīng)過微生物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作為一種清潔能源進(jìn)行照明、做飯等。不但減少了煤炭、天然氣等資源的消耗，還有利于改善空氣污染。對(duì)于畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)來說，引進(jìn)先進(jìn)的沼氣技術(shù)，建造沼氣池，將糞便和污水在厭氧條件下進(jìn)行集中發(fā)酵，按照處理—生產(chǎn)—利用的流程實(shí)施系統(tǒng)性工程。微生物燃料電池技術(shù)在當(dāng)下還處于開發(fā)階段，但是在該技術(shù)原理的支持下有很高的能量轉(zhuǎn)化率，可以直接將有機(jī)物化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，作為一種電池使用。但是目前尚待解決的最大問題是如何提高電池功率，優(yōu)化電池性能。結(jié)合化學(xué)領(lǐng)域電解知識(shí)來看，可以選擇從陰陽(yáng)極材料以及催化劑進(jìn)行考慮，提高廢水電解率盡可能優(yōu)化廢水排放造成的水質(zhì)污染。

2.將糞便肥料化處理。畜禽糞便中含有許多農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，像氮、磷、鉀等。傳統(tǒng)農(nóng)作方式都是將畜禽糞便作為主要肥料，進(jìn)行堆肥還田。當(dāng)下人們對(duì)健康要求越來越高，講究綠色食品，傾向于選擇有機(jī)肥培育出的蔬菜。因此，養(yǎng)殖管理者可以引進(jìn)先進(jìn)的有機(jī)肥技術(shù)，利用生物肥菌種將糞便進(jìn)行發(fā)酵、除臭、加工。利用此種方式產(chǎn)生的有機(jī)肥能夠減少病菌和蟲卵，調(diào)節(jié)土壤性能，增加肥力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)資源再利用。但是由于糞便中重金屬含量無法有效剔除，所以，要控制有機(jī)肥的使用量，避免走向另一極端。

3.將糞便飼料化。畜禽糞便中除了含有大量微量元素，還富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)元素等，是牛羊和家禽所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。管理工作者可以考慮利用相關(guān)技術(shù)將糞便飼料化，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。但是，由于糞便本身是經(jīng)過消化后的產(chǎn)物，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量相對(duì)較少，如果過多投喂此種飼料會(huì)出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良或者添加劑超標(biāo)等現(xiàn)象，危害畜禽身體健康，所以需要慎重考慮。

六、結(jié)語(yǔ)

沼氣工程作為處理畜禽糞污的一種有效手段，集環(huán)保、能源、資源再利用于一體，是規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)處理畜禽糞污的一種有效方法，近年來在工程實(shí)踐中取得了較好的效果。

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