畜禽糞污的收集處理與綜合利用

王紹勇

(山東省沂水縣行政審批服務(wù)局，山東 臨沂 276400)

據(jù)測(cè)算，每頭成年豬每天排糞尿量約6 kg，一個(gè)千頭豬場(chǎng)每天排糞尿量就能達(dá)到6 t，年排糞尿量近2200 t；若采用水沖糞工藝，則日產(chǎn)污水30 t，年排污就超萬噸；而每頭成年牛每天排糞尿量約30～40 kg；一個(gè)萬羽蛋雞場(chǎng)(成年)一年可產(chǎn)鮮糞400 t。聚集在畜禽舍內(nèi)的糞尿，在微生物的作用下分解產(chǎn)生氨氣、二氧化硫、硫化氫等有害氣體，影響畜禽生長發(fā)育和生產(chǎn)性能，引發(fā)疾病甚至可導(dǎo)致畜禽死亡；露天堆放的畜禽糞尿，晴天臭氣熏天、孳生蚊蠅，雨天糞水漫流、傳播疾病，影響環(huán)境和人畜健康；未經(jīng)無害化處理就施與農(nóng)田的畜禽糞尿，發(fā)酵產(chǎn)熱、產(chǎn)氣，引起植物燒根、燒苗、植株死亡；更重要的是，畜禽糞尿中含有大量的病原體、寄生蟲卵，污染地表水和地下水，威脅畜禽養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，更威脅人類健康。

針對(duì)目前我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀，畜禽糞污的處理與利用應(yīng)以“資源化利用、總量化控制、減量化生產(chǎn)、無害化處理、生態(tài)化發(fā)展、低廉化治理”為總則，加強(qiáng)管控和治理，將畜禽糞污有效轉(zhuǎn)化為種植業(yè)可利用資源，實(shí)現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合、互相促進(jìn)的良性生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈。

1 畜禽糞尿的收集工藝

畜禽糞尿的收集主要有水沖糞、水泡糞、干清糞等工藝。

1.1水沖糞 早在20世紀(jì)80年代，我國在養(yǎng)豬生產(chǎn)中從國外引進(jìn)了這項(xiàng)工藝技術(shù)。其方法是：每天定期多次從糞溝一頭的高壓噴頭放水，將進(jìn)入縫隙地板下的豬糞尿沖入主溝，然后流進(jìn)地下的貯糞池或用泵抽到地面上的貯糞池。該工藝設(shè)備簡單，投資少，勞動(dòng)強(qiáng)度小，豬舍內(nèi)能保持干凈清潔；但沖糞需要消耗大量的水，固液分離后廢水處理難度大，固體肥料養(yǎng)分含量低、肥效差。該工藝目前已基本被淘汰。

1.2水泡糞 該工藝是在水沖糞工藝的基礎(chǔ)上，經(jīng)改進(jìn)后推廣使用的一種糞尿收集方法，主要用于豬場(chǎng)。其方法是：先向豬舍的縫隙地板下糞溝中注入一定量的水，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的糞尿、廢水全部排放到糞溝，經(jīng)1～2個(gè)月發(fā)酵、糞溝里的糞尿、廢水已經(jīng)裝滿，這時(shí)可以打開出口的閘門，糞水通過主干溝流進(jìn)地下的貯糞池或用泵抽到地面上的貯糞池。該工藝勞動(dòng)強(qiáng)度小，用水少；但因糞水長時(shí)間在豬舍中滯留，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的臭氣(含甲烷、硫化氫、氨氣等)含量高，舍內(nèi)空氣污濁，影響豬群健康，同時(shí)廢水中污染物濃度更高，處理難度更大。

1.3干清糞 干清糞是借助機(jī)械或人工將畜禽糞尿、沖洗水單獨(dú)或一起清理出舍，保持環(huán)境衛(wèi)生，提高肥效，降低后續(xù)處理費(fèi)用的一種工藝。其方法是：借助刮糞系統(tǒng)、履帶式清糞機(jī)或直接人工將畜禽糞便清理出糞道，尿、沖洗水自下水道流出，分別進(jìn)行收集。人工干清糞設(shè)備簡單，投資小，糞尿可直接分離，后期處理簡單；但勞動(dòng)量大，生產(chǎn)效率低，不利于規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)推廣應(yīng)用。機(jī)械干清糞一次性投資大；經(jīng)常更換刮糞板并做好維護(hù)的情況下，可連續(xù)使用多年；可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，適于規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)用。

2 畜禽糞污的貯存

2.1液體糞污的貯存 實(shí)行水沖糞工藝的養(yǎng)殖場(chǎng)，沖洗后產(chǎn)生的液體糞污，一般通過地下管道輸送到地下貯糞池，或通過專用泵輸送到地上貯糞池，并在貯糞池內(nèi)暫存等待處理。

2.1.1貯糞池大小容積的計(jì)算和設(shè)計(jì) 貯糞池的大小容積要根據(jù)飼養(yǎng)畜禽的品種、數(shù)量、糞便的生產(chǎn)量、貯存時(shí)間等情況進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，一般考慮6～8個(gè)月的貯存量。污水量按照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18596)中集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)最高允許排水量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算或折算(表1、表2、表3)。

表1 集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)水沖糞工藝最高允許排水量

表2 集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)干清糞工藝最高允許排水量

表3 集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)水污染物最高允許日均排放濃度

2.1.2貯糞池的防滲處理 貯糞池要符合防滲、防漏、防雨、防曬、防蠅、防火、防爆、防臭氣擴(kuò)散等要求。因此貯糞池要用水泥預(yù)制，并用水泥預(yù)制板封頂，架設(shè)雨棚，做好遮陰防曬等工作。

2.2固體糞便貯存 實(shí)行干清糞工藝的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，固體糞便貯存場(chǎng)地建設(shè)應(yīng)符合《畜禽糞便貯存設(shè)施設(shè)計(jì)要求》(GB/T 27622-2011)。根據(jù)養(yǎng)殖數(shù)量、遠(yuǎn)期規(guī)劃、產(chǎn)糞數(shù)量、存放時(shí)間等，在遠(yuǎn)離養(yǎng)殖場(chǎng)最少100 m以外、常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向處，用磚混結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)建造帶雨棚的“n”型槽式堆糞池，周圍設(shè)置與排污溝分離的排雨水溝，防止雨水徑流進(jìn)入堆糞池內(nèi)。

3 畜禽糞污固液分離

畜禽糞污在進(jìn)行好氧堆肥和無氧發(fā)酵等應(yīng)用之前，必須進(jìn)行預(yù)處理，通過物理的或化學(xué)的方法，將糞污中的懸浮固體、雜草和長纖維等固形物移除。通過固液分離，固形物便于批量運(yùn)輸，進(jìn)行堆肥化處理制成優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，也可以制成牛床墊料；降低污水化學(xué)耗氧量(COD)，為高效厭氧發(fā)酵創(chuàng)造條件并減輕負(fù)荷，降低沼液中COD濃度，便于后續(xù)處理(好氧處理)后的達(dá)標(biāo)排放。

3.1固液分離的技術(shù)路線 實(shí)行固液分離，移除畜禽糞污中的固形物，方法有多種。借助固形物的重力沉降，可以進(jìn)行自然沉淀分離；干旱地區(qū)自然蒸發(fā)，其他地區(qū)人工加熱，也可實(shí)現(xiàn)固液分離；沉淀分離，使用某些化學(xué)試劑，將糞污中那些比較小、比較輕的懸浮固形物凝集，都可以實(shí)現(xiàn)移除糞污中懸浮固體和部分溶解固體的目的。

3.2固液分離的方法 目前應(yīng)用最廣、處理效果最好的是借助機(jī)械進(jìn)行物理固液分離。

3.2.1篩分分離 篩分分離就是根據(jù)糞污中固形物顆粒大小進(jìn)行篩條過篩的固液分離方法。篩條的間隙越小，固形物篩除率越高，但篩條越容易被堵塞。常用的篩分分離設(shè)備有斜篩式固液分離機(jī)和震動(dòng)篩分離機(jī)。

斜篩式固液分離機(jī)的原理是，當(dāng)畜禽糞污由上到下，經(jīng)過固定的篩板(篩條排列而成)時(shí)，固形物借助自身的重力被自動(dòng)篩出分離。在分離含水量、固形物大小不同的糞污時(shí)，可調(diào)節(jié)篩板的斜置角度、更換篩條間隙不同的篩板。圖1是斜板篩分離機(jī)用于畜禽糞污分離的工作原理示意圖。

斜板篩分離機(jī)雖然使用簡單、運(yùn)行成本低，但篩條容易被固形物堵塞，而且篩條對(duì)固形物的去除率也比較低，特別是在貯糞池中存貯了一段時(shí)間的糞污更難過篩分離；分離出來的固形物仍含有很高的水分，給運(yùn)輸和后續(xù)處理帶來不便。

震動(dòng)篩分離機(jī)的基本原理和斜篩式固液分離機(jī)一樣，只不過是為了提高糞污分離效率、防止篩孔堵塞，在水平放置的分離機(jī)上裝有一個(gè)高速震動(dòng)的篩板。

3.2.2壓濾分離 有帶式壓濾技術(shù)和螺旋擠壓技術(shù)。帶式壓濾技術(shù)操作方便、能耗小，但帶式壓濾機(jī)的費(fèi)用高。糞污經(jīng)過壓濾后，固形物成了濾餅，含水量低，但濾帶需要用高壓水沖洗。圖2為其工作原理示意圖。

螺旋擠壓技術(shù)是將重力過濾、擠壓過濾以及高壓壓榨融為一體的一種新型分離裝置。螺旋擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，運(yùn)行費(fèi)用低。因螺旋壓濾機(jī)密閉運(yùn)行，因而噪聲低，臭氣排放的少。

3.2.3離心分離 借助高速旋轉(zhuǎn)的沉淀式離心機(jī)，將固液分離。雖分離效率高，分離出的固形物含水量低，但運(yùn)行成本高，在我國現(xiàn)行畜禽糞污分離中難以大面積推廣應(yīng)用。

4 堆肥化處理

4.1自然發(fā)酵，直接肥田 對(duì)遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的郊區(qū)，飼養(yǎng)規(guī)模小、畜禽糞便少的地區(qū)，可摻拌部分墊料、雜草，讓糞便在貯糞池中自然腐熟、發(fā)酵；也可以堆在閑置的土地上，糞堆外用稀泥封嚴(yán)，進(jìn)行厭氧發(fā)酵。經(jīng)自然發(fā)酵的糞堆，堆內(nèi)溫度保持在40℃以下不再升溫時(shí)，說明已基本腐熟。此法生產(chǎn)效率低，占用土地多，產(chǎn)生臭氣多，只適合小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)采用。

4.2好氧堆肥，生產(chǎn)有機(jī)肥 對(duì)規(guī)模化蛋雞場(chǎng)、肉雞場(chǎng)、羊場(chǎng)等糞便以固形物為主的養(yǎng)殖場(chǎng)，經(jīng)好氧堆肥并進(jìn)行無害化處理后，直接還田利用。常用的堆肥方式有：

4.2.1靜態(tài)堆漚 將糞便摻拌部分墊料等輔料，使孔隙率達(dá)到30%左右，先在糞堆底部安裝帶有空隙的管道，管道另一頭與風(fēng)機(jī)相連。管道安裝好以后，直接堆糞，糞堆高1～2 m。堆肥發(fā)酵過程中，風(fēng)機(jī)開通，直接給糞堆供氧進(jìn)行好氧發(fā)酵，不用翻拋，一般4周后發(fā)酵成功。此法運(yùn)行成本低、發(fā)酵周期長、堆漚糞肥質(zhì)量不穩(wěn)定，在農(nóng)村分散性、集約化養(yǎng)殖場(chǎng)可以應(yīng)用。

4.2.2條垛式堆肥 將畜禽糞便、堆肥輔料、菌種按照適當(dāng)?shù)谋壤旌暇鶆?，將混合物料在土質(zhì)或水泥地面上堆制成長度不限、高度1.0～1.5 m的長條形堆垛，2～3 d翻垛一次進(jìn)行好氧發(fā)酵，溫度超過70 ℃時(shí)增加翻垛次數(shù)。該法投資小，但占地面積大，糞堆發(fā)酵和腐熟慢、周期30 d以上，翻垛不及時(shí)會(huì)因厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量臭氣。適用于中小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞便處理。

4.2.3槽式堆肥 在密閉式發(fā)酵車間內(nèi)，將按比例混合好的畜禽堆料混合物放在長槽式發(fā)酵槽中，借助翻拋機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)不斷攪拌，實(shí)現(xiàn)糞堆的好氧發(fā)酵和快速腐熟。一般槽高5.0～8.0 m，深1.2～1.5 m，長60.0～90.0 m，每天翻拋1～2次，發(fā)酵15 d左右即可。槽式堆肥處理糞便量大、發(fā)酵周期短，但成本較高，適用于大型規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞便處理。

值得注意的是，無論是厭氧發(fā)酵堆肥還是好氧發(fā)酵處理，都要根據(jù)排放去向或利用方式執(zhí)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。對(duì)配套糞污處理所使用土地充足的養(yǎng)殖場(chǎng)戶，經(jīng)無害化處理后進(jìn)行還田利用的要求及限量，應(yīng)符合《畜禽糞便無害化處理技術(shù)規(guī)范》(GB/T 36195)、《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》(GB/T 25246)。

5 污水減排技術(shù)

5.1直接還田利用 采用水泡糞收集豬糞的養(yǎng)殖場(chǎng)，貯糞池內(nèi)的污水、尿液通過物理沉淀和自然發(fā)酵，沉淀出的水供周邊農(nóng)田、果園澆地，池底沉淀出的糞污可作為有機(jī)肥直接使用肥田，也可以和固體糞便一起使用。操作方法簡單，投資小，但對(duì)糞污處理不徹底，勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要較多的農(nóng)田消納。集約化小型豬場(chǎng)可使用。

5.2厭氧發(fā)酵 采用篩分收集的污水、尿液直接進(jìn)入?yún)捬醭匕l(fā)酵。發(fā)酵后，沼氣直接被利用，沼液還田，滴灌、滲灌或葉面施肥，沼渣可還田也可用于制造有機(jī)肥。這種污水減排方法實(shí)現(xiàn)了“養(yǎng)-沼-種”的循環(huán)利用，投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，但需要與飼養(yǎng)規(guī)模配套、容積足夠大的貯糞池貯存沼液。適合常年氣溫較高地區(qū)的中小規(guī)?；i場(chǎng)使用。

5.3厭氧-好氧處理 污水、尿液先經(jīng)厭氧發(fā)酵，處理后的污水、尿液再經(jīng)好氧及自然處理系統(tǒng)處理，符合國家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)后，即可達(dá)標(biāo)排放或作為農(nóng)田灌溉用水使用。其處理工藝見圖3。該法處理效果好，可應(yīng)用于各個(gè)地區(qū)的各種養(yǎng)殖場(chǎng)；但所用設(shè)備多、投資大，小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)難以承受。

6 畜禽糞便沼氣處理后沼渣和沼液的利用

沼氣工程是以養(yǎng)殖場(chǎng)糞污為原料，以生產(chǎn)沼氣和處理畜禽糞污為目的，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)生態(tài)良性循環(huán)的一項(xiàng)工程技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的主體是通過厭氧發(fā)酵降低糞污中有機(jī)質(zhì)，并獲取干凈能源沼氣，并直接用于生活用能。在處理糞污、制備沼氣的過程中，會(huì)同時(shí)生產(chǎn)出沼渣和沼液，要科學(xué)利用。

6.1沼渣的利用 畜禽糞污在發(fā)酵生產(chǎn)沼氣后的剩余固形物就是沼渣。其中包括未完全分解的畜禽糞便、微生物菌體及輔料，含有豐富的腐殖酸、蛋白質(zhì)、氮、鉀等有機(jī)和無機(jī)營養(yǎng)成分，可改良土壤。

6.1.1用作肥料，改良土壤 沼渣中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)，施入土壤后，有利于微生物活動(dòng)，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，可松土、培土、改土。更重要的是，沼渣中沒有硝酸鹽，是公認(rèn)的生產(chǎn)有機(jī)蔬菜、無公害綠色農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)肥料。用沼渣做基肥，可改善土壤肥力，防止養(yǎng)分流失；可直接開溝挖穴，用作追肥；還可與碳酸氫銨、過磷酸鈣堆漚，提高肥效。

6.1.2配制營養(yǎng)土 多種花卉、蔬菜、特種農(nóng)作物在育苗時(shí)都要用到營養(yǎng)土，其營養(yǎng)要求條件高，自然土壤難以達(dá)到要求，而使用腐熟度好、質(zhì)地細(xì)膩的沼渣與肥沃的大田土按1∶3比例摻拌配制而成的土壤，能很好的滿足這些植物育苗對(duì)營養(yǎng)土的要求，而且還能預(yù)防枯萎病、立枯病和多種地下害蟲等病蟲害，起到壯苗作用。

6.1.3作為人工基質(zhì)栽培食用菌 畜禽糞便在正常生產(chǎn)沼氣后剩下的沼渣，不僅含有豐富的植物生長所需要的營養(yǎng)，且質(zhì)地松軟、酸堿度適中，是栽培食用菌的優(yōu)質(zhì)基質(zhì)。正常生產(chǎn)沼氣后，挖取滯留在沼氣池內(nèi)3個(gè)月以上、沒有糞臭味的沼渣(注意不要挖取池底的沼渣，以免帶入寄生蟲卵)，每500 kg沼渣中加入粉碎的稻草或麥秸150 kg、棉籽殼1.5 kg、石膏6 kg、石灰2.5 kg，摻拌均勻后，直接栽培蘑菇。

6.1.4牛場(chǎng)墊料 正常生產(chǎn)沼氣后，沼渣曬干，直接當(dāng)作牛床、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的鋪設(shè)墊料，可增加牛的舒適度。

6.2沼液的利用 沼液是畜禽糞污經(jīng)厭氧發(fā)酵后的殘留液體，含有大量的氮、磷、鉀等無機(jī)營養(yǎng)成分和氨基酸、維生素、水解酶等有機(jī)物，屬高濃度有機(jī)廢水，需經(jīng)一定處理后方可利用，如果直接排放會(huì)造成二次環(huán)境污染。

6.2.1沼液肥用 沼液是很好的液體肥料，大田作物、蔬菜、果樹、牧草等的種植均可用沼液進(jìn)行澆灌、滴灌、滲灌和葉面噴施。作為液態(tài)速效肥料，給農(nóng)作物、果樹等追施也具有不錯(cuò)的效果。

6.2.2沼液浸種 沼液中含有很多生物活性物質(zhì)和某些植物激素，可刺激、活化植物種子內(nèi)部營養(yǎng)，促進(jìn)細(xì)胞分裂，并能消除種子自身攜帶的病原體和細(xì)菌。使用沼液浸種，發(fā)芽整齊、苗壯，長勢(shì)旺，抗逆性強(qiáng)。

6.2.3葉面噴施 畜禽糞污在沼氣池內(nèi)經(jīng)長時(shí)間的厭氧發(fā)酵，或產(chǎn)生大量銅、鐵、鋅、錳等微量元素以及多種生物活性物質(zhì)，而這些微生物厭氧發(fā)酵的產(chǎn)物都能被植株快速吸收，為作物提供營養(yǎng)，并抑制或殺死某些有害病菌和蟲卵，具有很好的植保效果。