淺談畜禽糞污資源化利用

劉春青 魏海峰 王勇 李強 徐云華

（山東省濟南市畜牧技術推廣站 250306)

近年來，我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)得到迅速發(fā)展，養(yǎng)殖數(shù)量持續(xù)增長，養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大，給人們提供了豐富的肉、蛋、奶等產品，同時產生了大量畜禽糞污。大量排放未經(jīng)處理或處理不徹底的畜禽糞污會造成環(huán)境污染，威脅人類健康[1]。

1 畜禽糞污隨意排放帶來的危害

1.1 污染空氣

畜禽糞便中含有大量未被消化的氮、硫物質，糞便經(jīng)過腐敗分解，會產生大量硫化氫、氨氣、糞臭素、氨氮等有毒有害氣體。大量的有害氣體不但會引起畜禽呼吸道疾病，影響畜禽生產效益，也會對養(yǎng)殖工作者或周邊居民生產生活造成不適。在厭氧條件下，畜禽糞便分解產生的副產物N2O、CH4等還會破壞臭氧層[2]。

1.2 污染水源

畜禽糞污中的有機物、氮、磷等物質隨雨水流入河流、池塘，滲入地下水，破壞水體生態(tài)平衡。大量畜禽糞污流入河流、池塘可引起水體富營養(yǎng)化，水中藻類迅速生長，降低水中氧含量，導致魚類等水生生物大量死亡，繼而引起水體細菌微生物大量增殖，水體變黑并散發(fā)惡臭氣味。畜禽糞污經(jīng)地表滲入地下水，會導致地下水中硝酸鹽濃度過高，水體含氧量降低，降低了地下水水質，影響人畜飲用[3]。

1.3 污染土壤

未經(jīng)處理的畜禽糞污隨意堆放或過量施入農田，會導致土壤孔隙堵塞,降低土壤透氣性和透水性，致使土壤板結，影響農作物的生長。畜禽糞污中含有大量銅、鋅、硒、砷等金屬元素，這些金屬元素會在土壤中富集，對農作物的生長產生不利影響，進一步在農作物中大量富集，最終會影響人類健康[4-5]。

1.4 傳播疾病

畜禽糞污中含有大量大腸桿菌、沙門氏菌、腸球菌、病毒等病原微生物和大量寄生蟲及蟲卵，糞污隨意排放還會滋生大量蚊蠅，加速病原微生物、寄生蟲的傳播，造成畜禽傳染病的蔓延。嚴重時還會引起某些人畜共患病的傳播和流行，危害周邊居民身體健康[6]。

2 畜禽糞污資源化利用方式

畜禽糞污是放在錯誤地方的寶，合理開發(fā)利用畜禽糞污有利于人與自然和諧發(fā)展，既可減少畜禽養(yǎng)殖帶來的污染，又可改善農村生活環(huán)境條件，有利于人體健康，提高人們的生活質量。

2.1 畜禽糞污能源化

2.1.1 生產沼氣

20 世紀初，我國逐漸引入沼氣厭氧發(fā)酵技術。沼氣厭氧發(fā)酵技術是指將畜禽糞污收集至密閉沼氣池中進行發(fā)酵，經(jīng)過水解、酸化、乙酸化等過程，最終產生甲烷。產生的甲烷可以用于燃燒取暖、做飯等[7]。經(jīng)過幾十年的推廣應用和技術研究，將畜禽糞污進行沼氣化利用也取得了顯著成效[8]。我國也在推進建設以畜禽糞污為主要原料的大中型沼氣工程。

2.1.2 直接燃燒

我國草原地區(qū)的牧民有采集牛糞，用干牛糞燒飯的習慣。畜禽糞便還可用于發(fā)電廠，燃燒產能發(fā)電[9]。我國圣新能源建立的發(fā)電廠，以雞糞與谷殼混合物為原料進行燃燒產能發(fā)電，2016 年該電廠處理雞糞30 萬t，發(fā)電約1.3 億度。

2.1.3 生產乙醇

畜禽糞便中含有大量未消化的纖維素和半纖維素等碳水混合物，也含有豐富的氮源，是生產燃料乙醇的潛在資源。國外很早就有利用纖維素制備燃料的工業(yè)技術研究，我國在這方面的研究起步較晚[10]。畜禽糞便原料經(jīng)過預處理、纖維素酶水解、微生物發(fā)酵后進行蒸餾可以制得燃料乙醇。該方法原料來源廣，不僅大大降低了燃料乙醇的生產成本，也保護了人類的生存環(huán)境。

2.2 畜禽糞污飼料化

畜禽糞便中含有未被消化的蛋白質、脂肪等營養(yǎng)物質。因為雞的消化道較短，飼料在消化道內停留的時間短，消化吸收不充分，其糞便中蛋白質含量相對較高，氨基酸的種類也相對齊全。新鮮的雞糞中蛋白質含量為11.2%～15.0%、豬糞為3.5%～4.1%、羊糞為4.1%～4.7%、牛糞為1.7%～2.3%[11]。因此，在畜禽生產中，人們常將畜禽糞便直接或經(jīng)處理后飼喂動物。畜禽糞便飼喂動物的方式有直接飼喂法、干燥后飼喂法、發(fā)酵后飼喂法、分解后飼喂法和化學藥劑處理后飼喂法[12]。

2.2.1 直接飼喂法

將新鮮雞糞直接喂豬，在魚塘上將豬糞喂魚等。但要嚴格控制投喂量，因為未經(jīng)處理的新鮮畜禽糞便中含有大量有害微生物、寄生蟲蟲卵、抗生素、金屬離子等。

2.2.2 干燥后飼喂法

通過機械攪拌、多層通風、加熱快速干燥等方式將畜禽糞便進行干燥。畜禽糞便干燥過程中可殺死糞便中的致病微生物和寄生蟲蟲卵，達到飼料生產的衛(wèi)生標準。

2.2.3 發(fā)酵后飼喂法

畜禽糞便經(jīng)過微生物發(fā)酵可增加有益微生物的含量，減少有害微生物含量，改善畜禽糞便氣味。在秸稈、谷物、蔬菜等飼料原料青貯過程中，可添加適量畜禽糞便，一起青貯發(fā)酵。此法不但改善飼料原料的適口性，也提高了青貯中蛋白質的轉化率。

2.2.4 分解后飼喂法

分解后飼喂法是指利用黑水虻、蚯蚓、蠅蛆等低等動物采食分解糞便，轉化為蟲體蛋白，將蟲體作為蛋白飼料飼喂畜禽。蚯蚓是自然界中的分解者，被稱為生態(tài)系統(tǒng)工程師，是具有環(huán)境保護功能的動物，蚯蚓處理畜禽糞便過程中不會產生二次污染，且處理過程操作簡單，對場地、設備要求低。生產的蟲體蛋白含量高，可作為畜禽蛋白飼料，蚯蚓糞也是上好的有機肥。在畜禽糞便中，牛糞、羊糞、豬糞等較適合養(yǎng)殖蚯蚓，雞糞養(yǎng)殖蚯蚓效果不理想[14]。

黑水虻處理畜禽糞便的轉化率高。黑水虻幼蟲體含有豐富的蛋白質、脂肪、維生素等營養(yǎng)物質，干物質粗蛋白含量達42%，粗脂肪含量達35%，且蟲體精氨酸組成均衡，是很好的畜禽蛋白飼料。黑水虻分解畜禽糞便產生的蟲沙是良好的有機肥，可直接施用于農作物[15]。畜禽糞便經(jīng)黑水虻處理后，揮發(fā)性有機化合物的排放量可減少87%以上，惡臭味減少或幾乎無臭。

2.2.5 化學藥劑處理后飼喂法

一般利用氫氧化鈉、甲醛、乙酸等化學試劑對畜禽糞便進行處理，去除糞便中的有害細菌、殺死蟲卵和消除臭味，達到飼喂標準。但利用化學藥劑處理糞便進行飼料化的成本較高。

2.3 畜禽糞污肥料化

農田中施用少量的農家肥有利于作物生產，但如果長期大量施用未經(jīng)處理的畜禽糞污，會影響農作物的生長，導致作物陡長、倒伏、晚熟或不熟，造成農作物減產，甚至會毒害作物，致使作物出現(xiàn)大面積腐爛。還會導致農田土壤板結，間接影響作物生長。

畜禽糞污含有豐富的有機質、氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分。畜禽糞污經(jīng)過加工處理可消除有毒有害物質，保留了氮、磷、鉀等微量元素在內的有益物質，制得有機肥。有機肥施入農田，為農作物提供全面營養(yǎng)，培肥土壤，改善土壤質量，提高土壤的生物活性，防止土壤板結和酸化，并且肥效長久。

在傳統(tǒng)農業(yè)中，一般將半干畜禽糞便進行簡單的堆積發(fā)酵，發(fā)酵一段時間后施入農田。這種處理方法處理的糞污雖對作物有一定作用，但發(fā)酵不充分，并且在堆積發(fā)酵過程中和施到農田后會對環(huán)境造成二次污染。目前，我國常用的畜禽糞污肥料化方法有密閉式畜禽糞便高效發(fā)酵技術和畜禽糞污動態(tài)發(fā)酵生物干化技術，一般流程是先將畜禽糞污進行過濾，加入有益菌種進行高溫發(fā)酵，殺死有害病原菌和寄生蟲蟲卵等，然后混合配料進行造粒封裝[13]。

3 畜禽糞污資源化利用建議

3.1 源頭控制，減少糞污總量

在養(yǎng)殖畜禽過程中，合理采用低蛋白日糧，降低養(yǎng)殖成本和糞污氮磷排出量；用中草藥代替抗生素，減少糞污中殘留的抗生素含量；推廣使用酶制劑、有機酸、微生態(tài)環(huán)保飼料，提高飼料利用率，減少氮磷排放。做好雨污分流，避免雨水進入污水系統(tǒng)，做到干濕分離，引導養(yǎng)殖場戶多用干刮糞，少用水沖糞，減少水泡糞。做好飲污分離，減少飲用水外漏至污水系統(tǒng)，采用合適的飲水設備，定期巡檢維修。

3.2 種養(yǎng)結合，合理匹配農田

種養(yǎng)結合、農牧循環(huán)是成本最低、性價比最高的畜禽糞污處理和資源化利用方法[14]。以養(yǎng)殖企業(yè)為龍頭，以種植業(yè)為基礎，深入開展種養(yǎng)結合、農牧循環(huán)研究與實踐，科學計算土地的糞污承載力，使養(yǎng)殖規(guī)模和農田相匹配，保證糞污資源有效利用。加快建立養(yǎng)殖企業(yè)與種植業(yè)主之間的合作關系，養(yǎng)殖戶定期將處理后的糞污灌溉到農田，既解決了養(yǎng)殖戶糞污無處安放的難題，也解決了農田有機肥短缺的難題，形成畜-糧、畜-菜、畜-果種養(yǎng)相結合的農牧良性循環(huán)模式[15]。

3.3 加大宣傳，加強監(jiān)管

加強畜禽糞污資源化利用宣傳，充分利用新聞媒體、網(wǎng)絡等平臺宣傳報道養(yǎng)殖業(yè)畜禽糞污防治與資源化利用的重要性，不斷提高廣大養(yǎng)殖戶的環(huán)保意識，為搞好畜禽糞污資源化利用創(chuàng)造良好的輿論氛圍。在不同養(yǎng)殖規(guī)模、不同養(yǎng)殖模式下開展畜禽糞污資源化利用的典型經(jīng)驗推廣示范基地，帶領養(yǎng)殖戶參觀考察、學習，引導養(yǎng)殖戶進行改造建設。加強監(jiān)督，建立科學的環(huán)境評價機制，定期巡檢，規(guī)范和制約養(yǎng)殖戶或養(yǎng)殖企業(yè)污水排放及廢棄物處理相關舉措。

3.4 加強政策扶持，加大資金補貼

畜禽糞污資源化利用過程費用高，養(yǎng)殖戶購買設備等配套設施投資大、運轉周期長、收益低甚至虧本[16]。養(yǎng)殖戶投資意愿低，甚至有的投資建設了也會出現(xiàn)運行不起的尷尬局面。

畜禽糞污資源化利用公益性較強，關系到當前及子孫后代。政府要加大相關政策和資金扶持力度，或引入社會企業(yè)資本參與，優(yōu)化畜禽糞污資源化利用項目融資與實施模式，加大對建設、購買糞污處理設施及設備（如配建設施、固液分離機、糞肥專用運輸車輛等）的扶持[17]。

4 小結

我國畜禽糞污在肥料化、能源化等過程中技術、設備短缺，糞污處理往往受到制約。我們應借鑒國外先進技術，加快對畜禽糞污處理及資源化利用新技術、新工藝、新設備的研發(fā)及推廣應用。用創(chuàng)新帶動畜禽糞污資源化方式升級，以科技維護人居環(huán)境安全。