畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用常見模式分析

文│徐光玉 劉飛（重慶市永川區(qū)畜牧漁業(yè)中心）

周秀群（重慶市永川區(qū)三教鎮(zhèn)人民政府）

近年來，隨著人們的生活水平不斷提升，飲食結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，對優(yōu)質(zhì)畜禽產(chǎn)品的需求量逐漸增加，這直接促進(jìn)了養(yǎng)殖場數(shù)量增加。但是在畜牧業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也凸顯出畜禽養(yǎng)殖規(guī)劃布局不合理、養(yǎng)殖污染處理設(shè)施設(shè)備落后、種養(yǎng)脫節(jié)、部分地區(qū)養(yǎng)殖總量超過土地承載力等問題?，F(xiàn)如今，各級農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門高度重視畜禽糞污資源化利用工作，按照“源頭減排、種養(yǎng)結(jié)合、因地制宜”的思路進(jìn)行養(yǎng)殖糞污綜合治理?；诖?，筆者分析了畜禽糞污處理的瓶頸問題，并結(jié)合當(dāng)前形式分析常見的利用模式，對指導(dǎo)畜禽養(yǎng)殖具有重要作用和意義。

一、畜禽糞污污染的危害

1.對水體的影響。在畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢水、污水直接排放到水體中，或是在堆放貯存過程中因降雨或其他原因流入水體中，均會對水體造成污染。當(dāng)進(jìn)入水體中的糞污總量超過水體自身凈化能力時(shí)，就會使水質(zhì)變壞，嚴(yán)重時(shí)使水體發(fā)臭、發(fā)黑，失去使用價(jià)值且難以修復(fù)處理，造成持久性污染。

2.對土壤的影響。隨著畜禽養(yǎng)殖數(shù)量的增加，大型規(guī)模養(yǎng)殖場產(chǎn)生的畜禽糞便量過大，缺乏足夠的消納土地，未經(jīng)處理的糞污堆積和排放占據(jù)了土地資源，糞污中的污染物在土壤中積累，導(dǎo)致土壤孔隙堵塞，造成土壤生產(chǎn)力明顯下降，對土壤造成嚴(yán)重威脅。

3.對大氣環(huán)境的影響。養(yǎng)殖場戶產(chǎn)生的臭氣體中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有害成分，會影響場區(qū)周圍的空氣質(zhì)量。相關(guān)研究表明，奶牛、豬、蛋雞飼料中的70%左右的氨會被通過糞便排泄出體外，在高溫環(huán)境下，這些糞便發(fā)酵以及含硫蛋白分解會產(chǎn)生大量氨氣和硫化氫等臭味氣體，造成空氣中含氧量相對下降，污濁度升高，降低了空氣質(zhì)量。

二、畜禽糞污處理原則

1.源頭減排。畜禽采食后，未經(jīng)消化的養(yǎng)分隨排泄物排出體外。要想從源頭上減排，就要提高畜禽日糧中的營養(yǎng)物質(zhì)消化利用率，以減少畜禽排泄物中氮、磷的含量。通過科學(xué)飼養(yǎng)管理，合理設(shè)計(jì)圈舍和飲水裝置，采取干清糞的處理模式可以顯著減少沖洗水和有害氣體揮發(fā)，可以一定程度上減少污水產(chǎn)生量。養(yǎng)殖場排水系統(tǒng)如果雨污用同一個(gè)管道，遇到下雨天會造成污水量迅速增加，合理設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，做到雨污分流可以減少糞污儲存和處理階段糞污量增大問題。

2.種養(yǎng)結(jié)合。畜禽糞污中含有農(nóng)作物生長所需要的氮、磷等養(yǎng)分資源，施入農(nóng)田是農(nóng)業(yè)資源再利用，肆意排放就造成對環(huán)境的污染。因此，通過發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、種養(yǎng)緊密結(jié)合的方式加強(qiáng)畜禽糞污循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)畜禽生產(chǎn)與環(huán)境建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，畜禽產(chǎn)生的液體糞肥存在運(yùn)輸困難、運(yùn)輸成本高的問題，因此對于液體糞肥提倡就近利用，這就需要養(yǎng)殖場在其周圍要有足夠面積的農(nóng)田。

3.因地制宜。不同地區(qū)受自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素的影響，畜禽養(yǎng)殖條件具有一定的地域差異性。因此，在畜禽糞污資源化利用的模式選擇上也應(yīng)因地制宜，綜合考慮資源環(huán)境條件以及畜禽養(yǎng)殖場的實(shí)際需要，采取適合養(yǎng)殖場戶自身處理的模式。對于有充足流轉(zhuǎn)土地的養(yǎng)殖場，可選擇對畜禽糞污進(jìn)行適當(dāng)處理后就近還田利用；對于流轉(zhuǎn)土地較少的養(yǎng)殖場，可選擇生產(chǎn)商品有機(jī)肥或與周圍的農(nóng)戶簽訂土地消納協(xié)議；對于水資源較為緊缺的養(yǎng)殖場，可通過污水處理后循環(huán)利用，減少水資源消耗；對于農(nóng)作物種植較少的養(yǎng)殖場，可利用生物發(fā)酵床的處理模式，減少糞污的產(chǎn)生和排放。

4.統(tǒng)籌兼顧。對于畜禽糞污，養(yǎng)殖污水的處理難度比固體糞便處理難度大，可根據(jù)養(yǎng)殖場的生產(chǎn)情況，選擇適宜的污水處理方式和清糞方式，但清糞方式與后續(xù)的污水處理方式一定要緊密聯(lián)系，不可完全割裂開來。在生產(chǎn)實(shí)際中，對于采用水泡糞方式的規(guī)?；i場，其糞污處理宜采用沼氣加工技術(shù)，若選用達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)，就會增加后處理的難度。

三、畜禽糞污資源化利用常見的幾種模式

1.就近還田模式。

（1）運(yùn)行機(jī)制。養(yǎng)殖場戶在生產(chǎn)過程中采用干清糞，實(shí)行雨污分流，從源頭上減少污水產(chǎn)生量，養(yǎng)殖場戶自己配套土地或與農(nóng)戶簽訂消納土地協(xié)議，建設(shè)儲糞池和污水沉淀池，固體糞便堆積發(fā)酵，污水通過管道排入污水沉淀池腐熟，在播種或農(nóng)作物施肥季節(jié)就近施入農(nóng)田。

（2）工藝流程。一是儲糞池。建在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向，靠近污道，便于糞便的清運(yùn)。儲糞池多為長方形，設(shè)有進(jìn)、出糞口，要求兩個(gè)單元以上，做到輪換使用。鋼筋水泥底（15厘米左右）、四周磚墻（三七墻）和鋼筋混凝土（20厘米左右）結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行防水處理，底部留有滲瀝液排出口通向污水池，上覆開放式或半開放式彩鋼瓦頂棚，做到防雨、防滲、防溢流。在干清糞方式下，每出欄1頭豬，儲糞池容積不少于0.1立方米。

二是污水沉淀池。分為舍邊的一級沉淀池、污水輸送過程中的二級沉淀池和最終匯集的三級沉淀池（氧化塘）。一級、二級沉淀池要靠近污道，三級沉淀池應(yīng)選在生產(chǎn)區(qū)的下風(fēng)向，儲糞池附近，便于污泥的清運(yùn)。沉淀池多為全地下式，深度2～2.5米，一般為上大下小的梯形，設(shè)有進(jìn)污口和清污口，水泥底（15厘米左右）、四周磚墻（三七墻）和鋼筋混凝土（25厘米左右）結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行防水處理，設(shè)頂蓋，做到防雨、防滲和防溢流。為避免沼氣聚集，應(yīng)注意留有通風(fēng)口。每出欄1頭豬，沉淀池容積不少于0.3立方米，最少能容納4個(gè)月以上的污水產(chǎn)生量。

三是糞污消納用地。養(yǎng)殖場戶要有與養(yǎng)殖規(guī)模相適宜的消納用地，每出欄1頭豬至少需0.2畝，建設(shè)輸送管道或配套輸送設(shè)備。

（3）試用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。就近還田模式適用于規(guī)模較小的養(yǎng)殖場，附近要有與養(yǎng)殖規(guī)模相適應(yīng)的糞污消納用地。優(yōu)點(diǎn)是建設(shè)成本低、投資少、不耗能、不需要專人管理、基本無運(yùn)行費(fèi)用；缺點(diǎn)是對化學(xué)需氧量和氨氮去除率相對較低，要求周邊要有足夠常年施肥的農(nóng)田。

2.能源化利用模式。

（1）運(yùn)行機(jī)制。建設(shè)大型沼氣工程，養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞污全部進(jìn)入沼氣設(shè)備，沼氣用于發(fā)電上網(wǎng)、生產(chǎn)生物天然氣供給附近居民，沼渣加工成固體有機(jī)肥銷售，沼液肥加工成液體有機(jī)肥銷售，也可以建設(shè)成生物質(zhì)熱電工程，熱電工程產(chǎn)生的剩余物質(zhì)經(jīng)過處理加工成肥料還田。

（2）工藝流程。一是厭氧發(fā)酵系統(tǒng)：包括提升井、調(diào)節(jié)池、初淀池、進(jìn)料池等預(yù)處理系統(tǒng)，高濃度厭氧反應(yīng)器、低濃度厭氧反應(yīng)器、沉淀池等厭氧處理及后處理系統(tǒng)等。

二是沼氣發(fā)電系統(tǒng)：包括沼氣預(yù)處理系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)主輔機(jī)系統(tǒng)、軟化水系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、DCS控制系統(tǒng)、電氣綜保系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、并網(wǎng)介入系統(tǒng)及配套儀表、管線等。

三是提純生物天然氣系統(tǒng)：包括提純凈化系統(tǒng)、壓縮機(jī)、集裝箱式控制柜以及配套儀表、管線等。

四是有機(jī)肥生產(chǎn)系統(tǒng)：包括固液分離系統(tǒng)、固體肥生產(chǎn)線、液體肥生產(chǎn)線、產(chǎn)品包裝線及配套除臭系統(tǒng)等。

（3）使用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。能源化利用模式適用于有投資能力和技術(shù)能力強(qiáng)的大型養(yǎng)殖企業(yè)，需要養(yǎng)殖企業(yè)周圍有一定的能源供給對象和一定面積的消納土地。這種模式的優(yōu)點(diǎn)主要有：一是為養(yǎng)殖企業(yè)提供了清潔能源，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了畜禽糞污的能源化利用，有利于減少煤炭使用，環(huán)保、節(jié)能效益明顯；二是沼渣、渣液還田實(shí)現(xiàn)了肥料化利用；三是消化畜禽糞污能力強(qiáng)，可收集消化附近中小養(yǎng)殖戶產(chǎn)生的糞污。缺點(diǎn)主要是投資大，對技術(shù)要求高。

3.園區(qū)種養(yǎng)循環(huán)模式。

（1）運(yùn)行機(jī)制。養(yǎng)殖園區(qū)內(nèi)通過土地流轉(zhuǎn)，配套種植業(yè)基地，用于消納養(yǎng)殖過程產(chǎn)生的廢棄物，形成種養(yǎng)一體化的循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。種植業(yè)生產(chǎn)的部分糧食作物及農(nóng)作物秸稈、牧草等加工成飼料，供養(yǎng)殖使用；養(yǎng)殖過程中的糞污經(jīng)厭氧消化處理，產(chǎn)生的沼氣發(fā)電供園區(qū)內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)用電，沼渣加工成有機(jī)肥，大部分用于園區(qū)蔬菜、瓜果等種植，剩余部分銷售到市場，沼液用于種植業(yè)基地的灌溉。通過發(fā)展循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，有效將種植、養(yǎng)殖、沼氣、飼料等產(chǎn)業(yè)緊密連接，實(shí)現(xiàn)變廢為寶和產(chǎn)品層層升值。

（2）工藝流程。一是厭氧發(fā)酵系統(tǒng)：采用厭氧發(fā)酵工藝，建設(shè)沼氣工程、沼氣發(fā)電機(jī)組，配套脫水脫硫裝置、糞污輸送管道、吸污泵、吸污車等設(shè)施設(shè)備。養(yǎng)殖糞污通過管道或吸污車輸送進(jìn)入沼氣工程，產(chǎn)生的沼氣脫水脫硫后進(jìn)行發(fā)電，生產(chǎn)的電能用于養(yǎng)殖、種植、飼料加工等園區(qū)各個(gè)用電環(huán)節(jié)。

二是有機(jī)肥生產(chǎn)系統(tǒng)：采用條垛式或槽式好氧堆肥工藝，建設(shè)有機(jī)肥發(fā)酵車間，配套翻拋機(jī)、鏟車、造粒機(jī)、機(jī)械化施肥車等設(shè)施設(shè)備。厭氧發(fā)酵后的沼渣運(yùn)至有機(jī)肥車間，接入菌種發(fā)酵，發(fā)酵好的沼渣通過施肥車進(jìn)行機(jī)械化還田，用于園區(qū)綠色有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品種植。

三是肥水一體化系統(tǒng)：建設(shè)肥水一體化工程、沼液罐車、沼液輸送管道、田間儲存池等配套設(shè)施設(shè)備。根據(jù)種植基地分布及施肥周期，布局沼液輸送管道，并每間隔一段距離設(shè)沉淀井，同時(shí)在田前建設(shè)沼液儲存池。儲存池為混凝土結(jié)構(gòu)，水泥抹面，加蓋頂棚，做到防雨、防滲、防溢流。沼液通過管道進(jìn)入儲存池，按15%比例混合灌溉用水澆農(nóng)田。

（3）適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。園區(qū)種養(yǎng)循環(huán)模式適用于養(yǎng)殖場自身有消納土地或附近具備大面積的流轉(zhuǎn)土地，需要養(yǎng)殖場具備長鏈條農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力。這種模式的優(yōu)點(diǎn)主要有：一是園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，不向外界排放任何污染物；二是農(nóng)牧結(jié)合可以降低養(yǎng)殖和糞污處理成本；三是可以改良耕地，增加農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。缺點(diǎn)主要是受土地限制因素較多，附近不具備大面積流轉(zhuǎn)土地的養(yǎng)殖場無法采用本模式。

四、結(jié)語

綜上所述，畜禽糞污經(jīng)過無害化處理后，糞污中的多種有機(jī)成分能夠變?yōu)橹参锷L所需的養(yǎng)分，成為有用的資源，養(yǎng)殖場戶要根據(jù)自身?xiàng)l件選擇適宜的畜禽糞污資源化利用模式，以促進(jìn)畜牧業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展。