規(guī)?；膛黾S污資源化利用及存在的問題

方婷婷，顧憲紅

中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，北京 100193

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對于乳制品的需求不斷增加，奶牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模也相應地逐漸擴大。然而在提升養(yǎng)殖效率的同時，規(guī)?；膛鲆裁媾R著糞污處理困難、環(huán)境污染等問題。近年來，盡管大部分奶牛場的環(huán)保意識不斷加強，但由于糞污處理難度大、成本高，奶牛場糞污處理還不夠完善，達到零排放、高效率的要求還有待時日。根據(jù)《國務院辦公廳關于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》（國辦發(fā)〔2017〕48號），推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用，是全面建成小康社會的有力支撐[1]，故糞污資源化技術研究儼然成為一個新熱點。因此，本文梳理了規(guī)?；膛黾S污資源化利用的處理現(xiàn)狀，總結了目前存在的問題，旨在為規(guī)?；膛黾S污資源化利用提供參考。

1 規(guī)?；膛黾S污資源化處理

（1）清糞工藝

規(guī)模化奶牛場主要采取水沖糞和干清糞方法收集糞便。水沖糞工藝是指利用噴水設施將糞污混合物沖刷入糞溝的一種清糞工藝。干清糞工藝是指將動物剛排出的糞、尿進行分流，干糞由機械或人工收集處理，尿液及沖刷污水從糞溝中流出，隨后分別進行處理的一種清糞工藝。干清糞具有需水量小、糞污總量少、環(huán)保以及后續(xù)處理容易等優(yōu)點。目前，規(guī)?；膛龈汕寮S工藝主要有漏縫地板工藝、刮糞板工藝、機器人清糞工藝、人工清糞工藝和鏟車清糞工藝五種[2]。

（2）固液分離

固液分離是指規(guī)?；膛隼梦锢矸椒▽⒛膛＜S污中的固形物與液體分離的技術。固液分離主要有3 種方式：①機械篩分離。其原理是利用不同孔隙大小的篩孔對糞便中的固形顆粒進行篩分。大于篩孔尺寸的固形物留在篩板表面，液體和小于篩孔尺寸的固形物透過篩孔流出。篩板中篩孔間隙越小，能通過的固形顆粒直徑越小，固形物的得率越高。該方法成本低、簡易便捷，但篩孔易被糞污堵塞且分離出的固形物含水量較高，易給運輸帶來困難。②螺旋擠壓。螺旋擠壓結合重力作用、擠壓過濾和高壓壓榨對糞污進行固液分離。其優(yōu)勢體現(xiàn)在操作便捷、結構簡單、噪聲小、環(huán)保等方面。③離心脫水。其原理是利用固體懸浮物在高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生離心力進而固液分離。相較于其他處理方式，其運營成本較高，但固液分離效果好，分離出的固形物含水量低。

（3）堆肥發(fā)酵

堆肥發(fā)酵是指利用奶牛的固體糞便在好氧發(fā)酵的作用下獲得有機肥料的過程。其優(yōu)點是可以利用反應產(chǎn)生的高溫殺菌消毒，更為安全環(huán)保。按照工藝的不同，可分為：①條垛式堆肥。此法設備簡單、成本低，但對土地需求量大且堆肥質(zhì)量不好。②通風靜態(tài)垛堆肥。相較于條垛式堆肥，通風靜態(tài)垛的堆肥周期縮短，但存在易受天氣影響的缺點。③槽式堆肥。該方法優(yōu)勢在于堆肥周期短、日處理量大、受天氣影響小等。④密閉容器式堆肥。按照裝置不同又可分為滾筒式、筒倉式、塔式和隧道式等[3]。密閉容器式堆肥對臭氣處理效果好，受環(huán)境因素影響小，但投資成本高、操作難度大以及運營和維護成本大。

（4）沼氣工程

沼氣工程是一項以畜禽糞污為對象，以保護環(huán)境和獲取能源為目的的工程，包括沼氣發(fā)酵和配套技術。沼氣發(fā)酵主要是指在高濃度的厭氧發(fā)酵處理下，將集中收集的奶牛排泄物轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛟俅卫玫目稍偕茉础託獾倪^程。沼氣工程的關鍵技術是沼氣厭氧發(fā)酵技術，包括常規(guī)和高效發(fā)酵工藝技術，如上流式厭氧污泥床（UASB）、上流式厭氧固體反應器（USR）和全混式厭氧反應器（CSTR）等[4]。

（5）污水自凈

氧化塘處理污水的過程實質(zhì)上是一個污水自凈的過程。按照氧化塘的生物性質(zhì)區(qū)分，可分為3 種類型：需氧塘、厭氧塘和兼性塘。其原理是利用水塘中的微生物和藻類對污水進行處理。在好氧條件下，好氧細菌利用污水中的有機污染物分解為二氧化碳、胺等產(chǎn)物，藻類可利用產(chǎn)物進行光合作用，產(chǎn)生氧氣供好氧細菌生存與繼續(xù)降解有機物，形成一個不斷循環(huán)的污水自凈系統(tǒng)。

規(guī)?；膛龀３Ｊ褂靡陨隙喾N糞污處理方式，做到糞污處理多元化、高效化，提高環(huán)保效果。

2 規(guī)模化奶牛場糞污資源化利用

（1）有機肥

奶牛場的有機肥主要是以奶牛糞便為主要原料，通過菌群發(fā)酵產(chǎn)生的高溫徹底殺滅糞便中的病蟲卵，消除惡臭，利用微生物分解腐熟甚至經(jīng)過脫水、干燥加工而成[2]。奶牛糞污發(fā)酵產(chǎn)生沼氣后的剩余固形物——沼渣，含有大量有機質(zhì)，加之不含硝酸鹽，也是一種優(yōu)質(zhì)有機肥。生物有機肥能夠改善土壤條件、增肥土地以及防止養(yǎng)分流失。大田作物、蔬菜、果樹、牧草等的種植均可施用有機肥。

（2）沼氣

沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的氣體燃料，可直接或發(fā)電用于牛場或周邊農(nóng)戶生產(chǎn)或生活所需，也可產(chǎn)生天然氣等[5]，解決能源短缺問題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，一方面可用于溫室的保溫增溫；另一方面可利用沼氣燃燒產(chǎn)生的二氧化碳作為蔬菜的氣體肥料，促進蔬菜增長[6]。

（3）墊料

經(jīng)過牛床墊料再生系統(tǒng)嚴格加工產(chǎn)出的牛糞作為牛床墊料既衛(wèi)生又安全，可將牛腹部與地面隔開，提高奶牛的體感溫度，提高奶牛臥床舒適度，減少蹄部疾病的發(fā)生率，延長奶牛趴臥時間，有效提高奶牛產(chǎn)奶量。與其他材料的墊料相比，以牛糞為原料再生的墊料具有成本低、松軟舒適、安全性好等優(yōu)點。

（4）飼料

奶牛糞便中含有大量未消化的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和礦物質(zhì)等，氨基酸含量豐富，利用牛糞和青綠飼料為原料，按照一定的比例進行青貯，可提高飼料的適口性，減少粗蛋白損失，同時起到殺菌的效果。

（5）培養(yǎng)基

奶牛糞便價格低廉，且富含氮、磷等元素，可利用牛糞、秸稈等培育食用菌，在做到無害化要求的同時，培育出營養(yǎng)價值豐富的食用菌[7]。另外，奶牛糞便中含有大量有機質(zhì)和腐殖質(zhì)，按照4∶1∶3∶2的標準混合奶牛糞便、蛭石、珍珠巖、草炭等材料，經(jīng)發(fā)酵處理后填埋至土壤下方，可實施蔬菜育苗工作[8]。

（6）沼液及處理達標的糞水

采用沼液浸種可促進細胞分裂，提高種子代謝率和發(fā)芽率。另外，沼液中含丁酸、菌絲體等活性物質(zhì)，對病菌有明顯的抑制作用，具有很好的植保效果[9]。處理達標后的糞水可用于澆灌農(nóng)田，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自然循環(huán)，減少化肥使用。

規(guī)?；膛黾S污雖然有以上多種利用方式，但最主要的利用方式還是以肥料的形式還田。

3 規(guī)?；膛黾S污資源化利用存在的問題

（1）技術和設備落后

缺乏先進實用的輔助技術和設備，導致在綜合利用糞污資源時遇到了一些阻礙，例如有機肥的生產(chǎn)。首先在技術上，由于不能去除肥料中多余的重金屬以及獸藥等物質(zhì)，導致許多有機肥不被農(nóng)民認可；其次在產(chǎn)量方面，相較于化肥而言，有機肥產(chǎn)量較低；再次是目前有機肥施用技術不完善，有機肥施用成本較高。這些都是農(nóng)民放棄有機肥的重要原因。

（2）處理技術脫離實際

我國幅員遼闊，奶牛場養(yǎng)殖規(guī)模不一，治理糞污所需技術與模式也各不相同。這意味著不同規(guī)模奶牛場關于糞污處理的需求與技術標準也存在差異。目前關于奶牛場糞污處理技術標準單一，脫離實際，未能結合奶牛場實際規(guī)模與地埋條件進行適配化應用。

（3）污染治理資金投入不足

經(jīng)濟問題是影響糞污資源化利用的主要制約因素。企業(yè)越是具有良好的融資條件和雄厚的資金，越是傾向于投入更多時間和精力去建設完善的糞污處理設施體系[1]。目前，糞污處理前期設備多，所需投入成本大，而國家的財政支持力度遠不夠支撐，這使得奶牛場難以承擔治污費用，對糞污處理的投入極其不足。

（4）企業(yè)自主參與度有待加強

從企業(yè)的角度出發(fā)，利潤永遠是第一位。離開社會公眾的監(jiān)督，僅通過政府主導，許多企業(yè)自主參與治理污染的積極性不高，更多的是在剛接受政府資金支持或是受到政府懲罰時才表現(xiàn)出一定的參與度。實現(xiàn)糞污資源利用最有效的途徑應該以企業(yè)為主體，堅持市場化運作的原則，政府從政策支持的角度鼓勵制度創(chuàng)新和社會資本參與。

（5）宣傳及監(jiān)管力度不夠

有研究表明，是否參與過政府部門組織的宣傳培訓以及政府部門有無發(fā)放過整改通知對養(yǎng)殖戶資源化利用糞污處理配套設施的影響顯著[10]，這說明政府的宣傳以及監(jiān)管能力在糞污處理與資源化利用的過程中起著重要的制約作用。規(guī)模化奶牛場大多存在一定的環(huán)保意識，建有糞污處理設備，但由于宣傳力度不足，許多企業(yè)對于設備的運行以及后期管護方面缺乏相應知識儲備。再加上盡管各地對于規(guī)?；膛黾S污處理與資源化利用工作成立了許多部門，但不同部門間缺乏溝通和協(xié)調(diào)，頻繁出現(xiàn)“九龍治水，各自為政”的現(xiàn)象，導致許多糞污處理政策自相矛盾，出現(xiàn)禁養(yǎng)擴大化、施肥的糞水要達到灌溉水標準等混亂局面，嚴重影響奶牛場的穩(wěn)定發(fā)展及其糞污的有效處理和利用。

4 展望

在目前農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主導推進畜禽糞污資源化利用背景下，實施糞污資源化利用行動，可以從根本上解決廢棄物污染等環(huán)境問題，有利于促進糞污循環(huán)利用的發(fā)展，從而進一步降低畜牧業(yè)成本，為養(yǎng)殖場主體帶來效益，故糞污的資源化利用已經(jīng)是大勢所趨。但在推廣規(guī)?；膛黾S污資源化的過程中發(fā)現(xiàn)了技術落后、資金不足、監(jiān)管及宣傳力度不足等問題。故為解決規(guī)?；膛黾S污資源化利用問題，相關部門需切實發(fā)揮自身職能，加大監(jiān)管部門間的溝通力度，做好宣傳、引導以及監(jiān)管工作，提高養(yǎng)殖戶對相關法律法規(guī)的了解度，完善相關技術規(guī)范，鼓勵社會各界加大投入，研發(fā)糞污處理和利用實用技術。這些措施不僅有助于推動奶牛糞污資源化的發(fā)展，也能為奶牛場糞污資源化利用工作順利開展提供堅實保障。