生豬養(yǎng)殖糞污的循環(huán)利用與污染減控技術(shù)應(yīng)用探討

唐 嬌，陳 城

(1.萬(wàn)山區(qū)高樓坪鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，貴州 銅仁 554300；2.安琪兒寵物醫(yī)院，貴州 銅仁 554300)

0 引言

據(jù)調(diào)查顯示，生豬的產(chǎn)出量位于畜牧業(yè)總產(chǎn)量的前列，但日益嚴(yán)峻的糞污排放問(wèn)題致使生豬養(yǎng)殖行業(yè)遭遇瓶頸。高效的糞污排放處理有助于緩解生豬養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，其主要目的是無(wú)害化處理、資源化利用，將糞污排放對(duì)環(huán)境的污染降到最低。基于綠色發(fā)展的發(fā)展理念，規(guī)模化的生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)要合理規(guī)劃糞污處理問(wèn)題，一方面可以通過(guò)完善糞污處理技術(shù)降低污染；另一方面，可以通過(guò)有效的資源化利用降低排放量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

1 現(xiàn)階段生豬養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的影響

1.1 大氣污染

規(guī)?；i養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的糞污排放量巨大，生豬沒(méi)有消化的飼料和有機(jī)物質(zhì)伴隨著糞便一同排出體外。堆放在一起的糞便經(jīng)過(guò)發(fā)酵，有機(jī)物質(zhì)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)，釋放出特殊氣體和有毒物質(zhì)，包括CO、NO2、H2S等。沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的糞污排放出的有毒氣體含量嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生影響，造成嚴(yán)重的大氣污染。與此同時(shí)，伴隨著刺激性氣味消散在空氣中，對(duì)附近居民的影響也日益增加。生豬的糞便等排放物所產(chǎn)生的刺激性氣味會(huì)刺激人們和動(dòng)物的呼吸道黏膜，增加流行疾病的傳播概率，而堆積的糞污在不斷發(fā)酵中會(huì)產(chǎn)生不同種類(lèi)的細(xì)菌，彌散在空氣中導(dǎo)致傳染性疾病的發(fā)生率上升。[3]

1.2 水污染

生豬排放出的糞便不僅會(huì)殘存一些未完全消化的飼料和有機(jī)物質(zhì)，還會(huì)殘留一些化學(xué)物質(zhì)。由于規(guī)?；纳i養(yǎng)殖需要保證生豬的質(zhì)量，因此養(yǎng)殖戶會(huì)在生豬的飼料中加入添加劑和激素，而這些化學(xué)物質(zhì)當(dāng)中含有的一些重金屬元素?zé)o法被生豬消化，因此在生豬排放的糞便中會(huì)存在大量重金屬激素以及抗生素成分。夾雜在糞便中的有毒物質(zhì)隨著雨水流入江河湖海，進(jìn)入水體后的有毒物質(zhì)在厭氧環(huán)境下發(fā)生異常反應(yīng)，分解出更多的有害物質(zhì)，從而導(dǎo)致水體受到污染。在水循環(huán)中，影響著水生生物的正常生存，嚴(yán)重地區(qū)甚至?xí)斐伤锏拇罅克劳觥Ｅc此同時(shí)，堆積的糞便產(chǎn)生發(fā)酵反應(yīng)，在長(zhǎng)期的堆積過(guò)程中產(chǎn)生下滲，對(duì)地下水系統(tǒng)產(chǎn)生影響，致使地下水中有毒含量超標(biāo)，對(duì)人們的身體健康造成嚴(yán)重威脅。[3]

1.3 土壤污染

由于規(guī)?；纳i養(yǎng)殖會(huì)將生豬排放的大量糞便進(jìn)行室外堆積處理，導(dǎo)致養(yǎng)殖場(chǎng)周邊的土壤受到影響。盡管適量的糞便發(fā)酵有助于增加土壤肥力，提升土壤中有機(jī)物的含量，但是在大量的糞便排放過(guò)程中，糞便發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)物超出了土壤的處理能力，導(dǎo)致土壤受到負(fù)面影響。在實(shí)際堆積過(guò)程中，由于糞便中殘存的重金屬元素等有害物質(zhì)會(huì)對(duì)土壤造成污染，長(zhǎng)期的下滲作用使糞便中的致病原微生物等有毒有害物質(zhì)充分融入土壤，導(dǎo)致土壤重金屬等物質(zhì)含量超標(biāo)，土壤的生產(chǎn)能力逐漸降低，最終產(chǎn)生嚴(yán)重板結(jié)現(xiàn)象，影響農(nóng)田的生產(chǎn)率。農(nóng)田種植的作物通過(guò)根系汲取土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，會(huì)將這些重金屬等有毒物質(zhì)吸收，長(zhǎng)期積累會(huì)使作物的果實(shí)存在有害物質(zhì)，影響人體健康[3]。

2 生豬養(yǎng)殖糞污處理存在的問(wèn)題

規(guī)?；陌l(fā)展趨勢(shì)加大了生豬養(yǎng)殖需求，但目前仍然存在一些問(wèn)題，導(dǎo)致生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)處理糞污的效率低，主要存在以下問(wèn)題。

2.1 養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)資金缺乏

現(xiàn)階段規(guī)?；纳i養(yǎng)殖業(yè)是由農(nóng)村的個(gè)體養(yǎng)殖戶發(fā)展而成，其是農(nóng)民增加收入的主要途徑之一。生豬養(yǎng)殖業(yè)的獲利周期較長(zhǎng)，養(yǎng)殖戶無(wú)法及時(shí)獲取收益，而養(yǎng)殖場(chǎng)的建設(shè)又需要不斷地投資，包括豬舍的建設(shè)、豬仔的采購(gòu)、注射疫苗、飼料購(gòu)買(mǎi)等；而生豬養(yǎng)殖行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)又比較高，虧損概率較大，導(dǎo)致部分養(yǎng)殖戶會(huì)出現(xiàn)資金缺乏的情況。為了減少資金投入，部分養(yǎng)殖戶會(huì)選擇降低糞污處理設(shè)備的配置要求，以保障生豬養(yǎng)殖基本的資金需求，這加劇了糞污排放對(duì)環(huán)境的污染，從而影響了生豬養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 法律意識(shí)淡薄

由于養(yǎng)殖戶是以個(gè)體戶發(fā)展而成，對(duì)于規(guī)?；纳i養(yǎng)殖相關(guān)規(guī)章制度不了解，缺乏相關(guān)的法律常識(shí)，導(dǎo)致在制度管理中存在紕漏。部分養(yǎng)殖戶對(duì)法律法規(guī)存在僥幸心理，為了個(gè)人利益獲取方便，采用不符合標(biāo)準(zhǔn)的飼料，使用激素等含有重金屬的化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致糞污排放的危害性增加。與此同時(shí)，由于缺乏防疫檢疫的法律意識(shí)，生豬養(yǎng)殖過(guò)程中不注重衛(wèi)生消毒，導(dǎo)致生豬產(chǎn)生急性疾病，一些傳染病在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)迅速傳播，造成嚴(yán)重影響。部分傳染病的病原體會(huì)隨著生豬的糞便排出，造成流感傳播，對(duì)人們健康造成嚴(yán)重威脅。

2.3 養(yǎng)殖理念傳統(tǒng)

傳統(tǒng)的生豬養(yǎng)殖由于規(guī)模較小，養(yǎng)殖方式與運(yùn)營(yíng)模式與現(xiàn)代規(guī)?；i場(chǎng)有所差異。一些養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖理念較為傳統(tǒng)，與現(xiàn)階段的綠色發(fā)展理念不統(tǒng)一，環(huán)保意識(shí)較差，對(duì)生豬糞污污染的危害認(rèn)識(shí)不深，導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)中不注視養(yǎng)殖糞污的處理，生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的糞污排放達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，影響了生豬養(yǎng)殖的發(fā)展。

3 生豬養(yǎng)殖污染減控技術(shù)

3.1 糞污處理能源化

生豬的糞便排放存有大量的能量，在實(shí)際排放過(guò)程中可以通過(guò)糞污處理能源化的方式對(duì)糞污排放量進(jìn)行控制，從而減少環(huán)境污染。生豬養(yǎng)殖場(chǎng)將生豬排放的糞污進(jìn)行統(tǒng)一處理，將糞污轉(zhuǎn)化為可利用資源。與此同時(shí)，糞污處理后產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，能夠用作燃料，給養(yǎng)殖場(chǎng)供暖，供農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備發(fā)電等，實(shí)現(xiàn)資源的再利用。而經(jīng)過(guò)厭氧處理后剩余的沼渣，仍然存有水分，可以灌溉農(nóng)作物，由于其經(jīng)歷過(guò)一系列的處理，能夠增加糞污的肥力，增加了土壤的有機(jī)物含量，保留了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。經(jīng)過(guò)能源化的處理，有效提升了生豬排放糞污的利用率，減少了糞污的排放量。能源化的處理過(guò)程對(duì)環(huán)境溫度要求較高，在冬季等氣溫較低的環(huán)境中沼氣的產(chǎn)量較少，無(wú)法滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，必要時(shí)需要引進(jìn)輔助設(shè)備，保障沼氣的產(chǎn)量。

在規(guī)?；i養(yǎng)殖中，養(yǎng)殖戶集中處理生豬排放的糞污，在分解池中糞污中含有的有機(jī)物質(zhì)被好氧型微生物分解，直到氧氣被耗盡時(shí)，分解環(huán)境的氧氣含量降低，厭氧型微生物活動(dòng)加劇，處理過(guò)程進(jìn)入發(fā)酵環(huán)節(jié)。發(fā)酵工程可分為三部分，分別是成酸階段、沼氣釋放以及CO2的生成階段。該過(guò)程對(duì)環(huán)境的要求較高，首先必須保證發(fā)酵環(huán)境處于無(wú)氧狀態(tài)，促進(jìn)厭氧型微生物處于活躍狀態(tài)。其次是具備充足的有機(jī)物質(zhì)，從而保障沼氣中富含充足的微生物菌群大量繁殖。最后，控制有機(jī)物質(zhì)的參數(shù)含量，最適用于產(chǎn)生沼氣的條件為微生物活性的碳氮比約為25:1，沼氣發(fā)酵中菌群適應(yīng)的生存溫度范圍為15℃～50℃，沼氣池中的pH值要保持在6.7～7.2，35℃時(shí)菌群狀態(tài)最為活躍，在此環(huán)境能夠保障沼氣產(chǎn)量的最大值，沼氣發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)在1個(gè)月左右。沼氣發(fā)酵過(guò)程會(huì)將糞污中殘存的95%的寄生蟲(chóng)蟲(chóng)卵殺滅，高效的殺菌滅活保障了能源化的安全性，在多層利用中保障人們的健康。厭氧自然處理的循環(huán)利用模式就是通過(guò)糞污能源化，降低了環(huán)境污染，促進(jìn)了生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 糞污處理肥料化

傳統(tǒng)的糞污處理采取的是直接還土的形式，實(shí)現(xiàn)糞污對(duì)土壤的灌溉，從而增加土壤中的有機(jī)物含量。但在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，糞污中存在的重金屬等有害物質(zhì)被土壤吸收，造成環(huán)境污染，影響了養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境。因此需要對(duì)糞污進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)糞污的肥料化轉(zhuǎn)變。其中，漚肥腐熟有效地解決了上述問(wèn)題。在集中堆積發(fā)酵過(guò)程中，短時(shí)間內(nèi)的脫水處理有效地對(duì)糞污進(jìn)行無(wú)害處理，發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的高溫同時(shí)促進(jìn)了寄生蟲(chóng)卵的殺菌，并且在高溫環(huán)境中有助于加快發(fā)酵過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)。在堆積糞污的有氧環(huán)境下，好氧型微生物將糞污中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行分解，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了糞污的礦物質(zhì)化以及腐殖化，提高了糞污的肥力。在實(shí)際生豬養(yǎng)殖過(guò)程中，該技術(shù)受溫度、含水量、pH值等因素的影響，保障了發(fā)酵時(shí)間，并且對(duì)占地面積要求較低，相對(duì)具備較為全面的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了糞污的肥力化處理。除此之外，微生物活菌處理技術(shù)也能夠有效地完成糞污肥力化處理。該技術(shù)采用微生物活菌群對(duì)糞污進(jìn)行無(wú)害化處理，其作為目前最為科學(xué)的處理形式之一，具有較為實(shí)用的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)需要對(duì)菌群進(jìn)行篩選，其需要具備發(fā)酵固體有機(jī)物的特性，保障糞污處理的質(zhì)量，其中擔(dān)子菌、酵母菌、放線菌、絲狀真菌等菌群是被選擇較多的菌群。糞污經(jīng)過(guò)菌群處理實(shí)現(xiàn)了除臭、干燥的目的，從而達(dá)到增加肥力的效果。該技術(shù)對(duì)糞污中的有機(jī)物質(zhì)具有較高的要求，要保障存有30%以上的有機(jī)物質(zhì)，碳氮比例為30～35：1，水分含量控制在50%左右。該技術(shù)生產(chǎn)微生物有機(jī)肥的形式較多，包括平地堆積發(fā)酵、發(fā)酵槽發(fā)酵、塔式發(fā)酵廂發(fā)酵等。經(jīng)過(guò)微生物處理，能夠有效地清除糞污內(nèi)部殘留的病菌、蟲(chóng)卵等有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)糞污凈化功能，從而達(dá)到降低環(huán)境污染的目的。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以將發(fā)酵后的糞污進(jìn)行二次處理，將干燥后的糞污加入無(wú)機(jī)氮、磷、鉀肥料等進(jìn)行二次加工，制作新型的有機(jī)復(fù)合肥。根據(jù)農(nóng)田的實(shí)際需求調(diào)制有機(jī)肥料，增加糞污肥力化的效率，利用豐富的有益微生物菌群，實(shí)現(xiàn)肥力化的轉(zhuǎn)變，保障糞污循環(huán)利用的質(zhì)量。其中種養(yǎng)結(jié)合的循環(huán)利用模式就是將糞污肥力化運(yùn)用到實(shí)際中，促進(jìn)了生豬養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3.3 糞污處理飼料化

據(jù)調(diào)查顯示，禽畜的糞便中含有蛋白、維生素、礦物質(zhì)等元素，是良好的飼料資源。對(duì)于生豬的糞污處理，需要利用蠅蛆、蛆叫和蝸牛等分解畜禽糞便，從而提高糞污中蛋白質(zhì)的含量。與此同時(shí)，將腐熟后的糞污進(jìn)行平鋪晾曬，經(jīng)過(guò)蚯蚓等生物的處理后，可用于園林種植肥。富含豐富無(wú)機(jī)養(yǎng)分的糞污可以作為養(yǎng)殖業(yè)的輔佐飼料，提高糞污循環(huán)利用率。糞污處理飼料化會(huì)減少糞污中有害物質(zhì)含量，降低其對(duì)環(huán)境的污染。

4 生豬養(yǎng)殖糞污循環(huán)利用的應(yīng)用

4.1 種養(yǎng)結(jié)合模式

所謂種養(yǎng)結(jié)合，就是將種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)行結(jié)合的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，該模式充分發(fā)揮了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，將農(nóng)業(yè)建立起完整的生產(chǎn)體系，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性。種養(yǎng)結(jié)合模式有效地解決了糞污排放的處理問(wèn)題，促進(jìn)了資源循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。種養(yǎng)結(jié)合模式有效地降低了糞污排放量，保障了生豬養(yǎng)殖業(yè)的資源合理化運(yùn)用，與此同時(shí)，由于該模式實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用，有效減少了養(yǎng)殖戶的資金投入，促進(jìn)了生豬養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。以下是種養(yǎng)結(jié)合模式幾種應(yīng)用方案的介紹。

1)發(fā)酵還田。該技術(shù)主要是對(duì)生豬排放的糞便、尿、污水等物質(zhì)進(jìn)行儲(chǔ)存發(fā)酵，將處理后的糞污直接灌溉到農(nóng)田中，實(shí)現(xiàn)糞污的循環(huán)利用。首先對(duì)糞便污染物進(jìn)行高溫厭氧處理，高溫環(huán)境能夠有效殺菌，將糞污內(nèi)存在的病原菌和寄生蟲(chóng)等有害微生物殺滅，處理后還田利用。由于堆肥是發(fā)酵還田的主要處理流程之一，因此該方法對(duì)糞污消納能力具有一定的要求，該處理模式一般適用于中小型養(yǎng)殖場(chǎng)。堆肥過(guò)程利用好氧微生物，對(duì)生豬排放的糞便進(jìn)行分解和腐熟，與此同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高溫有助于消毒殺菌，輔助高溫厭氧處理完善殺菌過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)糞污的水分蒸發(fā)，完成糞污的無(wú)害化、腐殖化和肥料化的處理過(guò)程。發(fā)酵還田技術(shù)的流程如圖1所示。糞污處理的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：碳氮比(25～35)：1，含水率55%～65%，原料粒度以5～10 mm為宜，堆體氧氣濃度應(yīng)通過(guò)翻堆和強(qiáng)制曝氣等方式控制在5%～15%。

圖1 發(fā)酵還田技術(shù)流程圖

2)沼氣還田。該技術(shù)采用生豬養(yǎng)殖糞污沉淀池、沼氣池的方式對(duì)糞污進(jìn)行處理，將發(fā)酵后的沼渣、沼液用作農(nóng)田的肥料，實(shí)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖糞污的循環(huán)利用。該技術(shù)將糞污控制在有限的范圍內(nèi)，減少了對(duì)環(huán)境的污染程度，尤其是針對(duì)養(yǎng)殖規(guī)模較小的養(yǎng)殖場(chǎng)，可以將糞污進(jìn)行分散式的沼氣還田處理。此外，該技術(shù)不需要專(zhuān)人管理，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低，降低了投資成本，低能耗的處理模式更適用于規(guī)?；酿B(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，沼氣還田技術(shù)流程如圖2所示。

圖2 沼氣還田技術(shù)流程圖

4.2 厭氧自然處理模式

厭氧自然處理模式是在厭氧條件下，形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，通過(guò)厭氧菌和兼性菌代謝作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過(guò)程。該模式主要是將生豬產(chǎn)生的糞污通過(guò)沉淀池進(jìn)行干濕分離，之后再通過(guò)沼氣池進(jìn)行厭氧操作，再通過(guò)氧化塘經(jīng)過(guò)三級(jí)沉淀后，成為肥料排放到農(nóng)田實(shí)現(xiàn)自然處理。厭氧自然處理模式的流程如圖3所示。由于厭氧自然處理模式的原理特點(diǎn)需要高溫環(huán)境，導(dǎo)致該模式存在一定的局限性，只適用于氣溫較高的地區(qū)，因此南方的養(yǎng)殖場(chǎng)采取厭氧自然處理模式較多，相比之下，中型養(yǎng)殖規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)更適用于該種模式。根據(jù)厭氧處理系統(tǒng)的建設(shè)位置，該模式分為地上式厭氧系統(tǒng)和地下式厭氧系統(tǒng)。其中，地下式厭氧處理系統(tǒng)是在地下建成，能夠有效地減少異味，從而降低對(duì)環(huán)境的污染。盡管該模式對(duì)糞污的回收過(guò)程較為方便，但仍然存在一定的缺點(diǎn)，最主要的問(wèn)題就是該模式受環(huán)境因素影響較大，地下式厭氧處理系統(tǒng)的后期維護(hù)過(guò)程復(fù)雜，并且對(duì)地面面積要求較高。

圖3 厭氧自然處理模式流程圖

4.3 綜合技術(shù)處理

綜合技術(shù)處理滿足了糞污排放資源的循環(huán)利用，其通過(guò)調(diào)節(jié)池、沼氣池、固液分離器、集水池、沉淀池、厭氧池、好氧池、MBR池、氧化塘以及反沖洗等現(xiàn)代技術(shù)對(duì)糞污進(jìn)行處理，之后對(duì)處理后的污水和泥餅進(jìn)行檢測(cè)，若污水的測(cè)量結(jié)果滿足回田灌溉標(biāo)準(zhǔn)，則將肥料運(yùn)輸?shù)椒N植農(nóng)田中。綜合技術(shù)處理的流程如圖4所示。由于其涉及眾多處理過(guò)程，因此該模式對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模具有一定要求，但其具備占地面積小，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，并且具備較為穩(wěn)定的處理能力，有效地提高了糞污處理的效率。

圖4 綜合技術(shù)處理流程圖

5 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生豬養(yǎng)殖逐漸規(guī)?；槍?duì)大量糞污對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題，要全面推廣糞污循環(huán)利用技術(shù)。首先，對(duì)糞污進(jìn)行處理后再進(jìn)行循環(huán)利用，保障資源的無(wú)害化利用。其次，通過(guò)厭氧自然處理模式和綜合技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)糞污肥力化處理，保障種養(yǎng)結(jié)合的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高效的資源再利用。生豬養(yǎng)殖糞污的循環(huán)利用與污染減控技術(shù)的推廣，能夠有效降低糞污排放對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。