牛場的糞污無害化處理技術(shù)

劉 輝

(周至縣畜牧獸醫(yī)技術(shù)推廣中心,陜西 周至 710400)

周至縣是西安市畜禽養(yǎng)殖大縣,也是陜西省肉牛養(yǎng)殖基地縣,截止2022年10月底,備案的畜禽養(yǎng)殖場有148個,其中牛場25個。自2010年畜禽標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖示范場創(chuàng)建以來,周至縣成功創(chuàng)建部級奶牛示范場1個,市級奶牛示范場1個、市級肉牛示范場3個。為了提高周至縣畜禽糞污資源化利用率和裝備配套率,我縣利用中央財政整縣推進項目、畜禽糞污資源化利用等項目,對全縣70余個畜禽養(yǎng)殖企業(yè)的糞污處理設(shè)施和設(shè)備進行了改造和提升,建成年處理糞污2 000 t的糞污集中處理中心1個(陜西佑民能源科技有限公司)。2021年全縣產(chǎn)生固體糞污7.9萬t,液體糞污21.3萬t通過項目的實施,全縣規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)100%,糞污資源化利用率可達(dá)86%以上。

1 畜禽糞污處理主要做法

1 開展畜禽糞污資源化利用培訓(xùn)及技術(shù)指導(dǎo)

周至縣畜牧中心每年至少組織畜禽養(yǎng)殖場負(fù)責(zé)人開展畜禽糞污資源化利用技術(shù)培訓(xùn)會1場次,累計發(fā)放《畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用手冊》500余份,組織部分養(yǎng)殖場于2018年、2020年外出參觀學(xué)習(xí)其他市、縣先進養(yǎng)殖理念及養(yǎng)殖管理技術(shù),拓寬了養(yǎng)殖人員的視野。

1.2 給以項目資金扶持

2016年以來,周至縣爭取中、省、市畜禽糞污資源化利用項目資金1 300萬元,用于70余個畜禽養(yǎng)殖場的糞污資源化利用設(shè)施設(shè)備改造、提升。

1.3 開展示范工程帶動廣大養(yǎng)殖畜禽的群眾

周至縣有11個糞污資源化利用示范工程,新建的示范工程實行畜禽糞便、污水生態(tài)還田,或者用于生產(chǎn)沼氣、農(nóng)家肥、有機肥料等物質(zhì),畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞污,堅持種養(yǎng)結(jié)合的原則,經(jīng)無害化處理后充分還田,實現(xiàn)糞污資源化利用。

1.4 抓好日常畜禽養(yǎng)殖場的監(jiān)督管理

養(yǎng)殖企業(yè)是落實畜禽養(yǎng)殖場污染治理的第一責(zé)任人,畜禽養(yǎng)殖污染治理監(jiān)管實行屬地管理原則,各級政府對轄區(qū)內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖場污染治理負(fù)總責(zé)。縣級財政應(yīng)增加對畜禽養(yǎng)殖污染治理所需經(jīng)費的投入,確保轄區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖污染在環(huán)境可承載范圍內(nèi)。

2 牛場清糞工藝

周至縣養(yǎng)牛場通常采用的清糞方式有水沖糞和干清糞兩種。

2.1 水沖糞工藝

水沖糞是在牛舍建設(shè)階段,將牛舍和牛采食站立、行走的通道或通道下的排糞溝建成一定的縱向坡度,每天從高的一端用高壓水槍沖洗。牛產(chǎn)生的糞污被沖到另一端的糞尿溝中,最終進入地下貯糞池。該工藝的優(yōu)點是能及時清理圈舍中的糞便、污水尿液,保持牛場圈舍環(huán)境衛(wèi)生,有利于牛體的健康,工作技術(shù)人員勞動強度小,可減少用工。缺點是用水量較大,大量的有機質(zhì)和礦物質(zhì)隨水流入污水中,固液分離后的固體糞便肥效較差,養(yǎng)分含量低。

2.2 干清糞工藝

干清糞包括人工清糞、鏟車清糞和刮板清糞。糞便一經(jīng)產(chǎn)生便分流,干糞通過人工或機械收集、清掃、運走,尿液和沖洗污水進入發(fā)酵池進行發(fā)酵。該清糞工藝優(yōu)點是機械清糞省時省力,效率高。人工清糞設(shè)備簡單,設(shè)備投資少,用水少,污水容易凈化,干糞作為農(nóng)家肥使用肥效好。缺點是機械不能清理的地方需要人工清理,費工費時費力。

3 糞污處理技術(shù)

糞污處理技術(shù)主要包括固液分離技術(shù)、好氧堆肥技術(shù)、厭氧發(fā)酵技術(shù)。

3.1 固液分離技術(shù)

固液分離是糞污預(yù)處理技術(shù),主要通過物理方法運用機械設(shè)備將糞污中的固體糞便和液體分開。糞污經(jīng)過固液分離后,固體糞便進一步處理后,可生產(chǎn)農(nóng)家肥、有機肥或者用作牛床墊料等,液體部分經(jīng)發(fā)酵后,主要用于農(nóng)田灌溉。目前我國固液分離技術(shù)主要有沉淀池降解法、機械篩分法、螺旋擠壓法、臥螺離心脫水法和滾筒擠壓法。

3.1.1 沉淀池沉降法 沉淀池沉降法就是修建多級沉淀池,利用重力分離原理,使糞污中密度大于水的密度的固體依靠自身重力自然沉降到池的底部,達(dá)到沉淀目的。沉淀池沉降法可以沉降一半的固體糞污。該方法投資和運行成本相對較低,但分離的固體糞便中水分含量高。

3.1.2 機械篩分法 使用斜板篩分離機,將小于篩孔的固體糞便和污水尿液利用自身重力,使其流出,大于篩孔的固形物留在篩上,將糞污中的大于篩孔的固體物質(zhì)分離出來。斜板篩分離機的優(yōu)點是投資小、運行成本低,斜板篩分離機的結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單,維修方便。缺點是固體糞便去除率較低,水分含量較高,篩孔容易堵塞,需經(jīng)常打掃清洗,適宜分離牛場的新鮮糞污。

3.2 好氧堆肥技術(shù)

好氧堆肥是在有氧的條件下,利用微生物的繁殖生長過程,將糞污中的有機物分解代謝轉(zhuǎn)化為新的細(xì)胞質(zhì),達(dá)到使糞污中有機質(zhì)穩(wěn)定化。特點有:一是通過好氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱量,殺滅病原微生物、蟲卵、雜草種子,達(dá)到無害化,無需外界提供熱源;二是能使纖維素分解,物料礦質(zhì)化、腐殖化,產(chǎn)生土壤活性物質(zhì);三是堆肥后的牛糞臭味較小、質(zhì)地松軟、含水量低特點,有利于后續(xù)生產(chǎn)有機肥。好氧發(fā)酵過程分為三個階段,好氧發(fā)酵可分為升溫階段、高溫持續(xù)階段和腐熟階段三個過程。一是升溫階段:牛糞堆肥初期,堆層呈中溫,嗜溫性微生物活性高,利用有機質(zhì)大量繁殖。在轉(zhuǎn)化和利用化學(xué)能的過程中,一部分化學(xué)能變?yōu)闊崮?溫度不斷上升。此階段以中溫型、需氧型的細(xì)菌、真菌和放線菌為主。細(xì)菌適應(yīng)水溶性單糖類,放線菌和真菌對于纖維素和半纖維素分解有特殊功能。二是高溫維持階段:當(dāng)牛糞的堆肥溫度上升到45℃以上時,嗜溫性微生物活性受到抑制,嗜熱性微生物增強?？扇苄杂袡C物不斷分解,復(fù)雜的有機化合物半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)迅速分解。溫度達(dá)到50℃時,主要是嗜熱性真菌和放線菌活動。溫度達(dá)60℃時,真菌停止活動,僅有嗜熱性放線菌和細(xì)菌活動。溫度達(dá)70℃以上時,病原微生物就會大量死亡或進入休眠狀態(tài)。三是腐熟階段:在內(nèi)源呼吸后期,就剩下部分較難分解的有機質(zhì)和新生成的腐殖質(zhì),此時微生物活力下降,產(chǎn)生的熱量減少,堆體溫度下降。溫度下降后,嗜溫性微生物的有機物將繼續(xù)分解,腐殖質(zhì)不斷增加且穩(wěn)定化。降溫后,好氧發(fā)酵的需氧量大大減少,含水量也隨著降低,牛糞空隙增大,氧擴散能力增強,此時只需自然通風(fēng)。

3.3 厭氧發(fā)酵技術(shù)

厭氧發(fā)酵技術(shù)是指利用厭氧微生物活動將糞污中的有機物分解為甲烷、二氧化碳等的糞污處理技術(shù)。沼氣工程是典型的運用厭氧發(fā)酵技術(shù),也是牛場應(yīng)用較為普遍的技術(shù)。牛場沼氣工程主要有能源生態(tài)型和能源環(huán)保性兩種類型。能源生態(tài)型:牛場周邊足夠的土地消納沼液、沼渣,養(yǎng)殖與種植緊密結(jié)合的模式。該模式省去了后處理工藝,運行成本較低。周至縣牛場周邊大都有大量的農(nóng)田、果園和苗木種植基地,建議采取能源生態(tài)型模式。能源環(huán)保型:該工藝在厭氧發(fā)酵消化器的出水自流進入后處理系統(tǒng),后處理系統(tǒng)以好氧發(fā)酵為主要技術(shù)手段,最終處理的污水尿液達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)進行回收利用。

4 資源化利用

牛場糞污經(jīng)過無害化技術(shù)處理后可以變廢為寶,循環(huán)利用,成為牛場新的經(jīng)濟增長點,提高牛場養(yǎng)殖的綜合效益。資源化利用方式主要有能源化利用、肥料化利用、牛床墊料、養(yǎng)殖蚯蚓、栽培蘑菇等方式。

4.1 能源化利用

運用厭氧發(fā)酵技術(shù)的沼氣工程生產(chǎn)沼氣,沼氣是一種清潔能源,可以用來發(fā)電、取暖、做飯和照明等。沼渣和沼液是理想的有機肥料,滿足農(nóng)作物、果樹和蔬菜生長需求。

4.2 肥料化利用

牛糞便經(jīng)過堆肥發(fā)酵處理,可直接作為種植業(yè)的農(nóng)家肥使用。還可根據(jù)士壤測肥和不同植物生長需求,適當(dāng)添加所需專用有機肥料。

4.3 牛床墊料

新鮮牛糞經(jīng)過固液分離、無害化處理和干燥,可以作為牛床墊料使用。牛床墊料不僅為牛提供舒適的小環(huán)境,還能避免沙床帶來糞污處理沉沙的難度。

4.4 養(yǎng)殖蚯蚓

牛糞是最適合養(yǎng)殖蚯蚓的原料,在養(yǎng)殖過程中不僅產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的生物有機肥,還能收獲大量的蚯蚓。蚯蚓是一種高蛋白動物,具有很好的食用、藥用價值,可以開發(fā)食品、藥品、飼料等多種用途。

5 存在問題及建議

5.1 存在問題

5.1.1 糞污處理設(shè)施不能滿足大量的糞污處理 牛場糞污產(chǎn)生量大,糞污處理設(shè)施不匹配。每頭奶牛每天可產(chǎn)生尿液9.81 kg,糞便15.76 kg,是生豬產(chǎn)量的10倍。

5.1.2 部分牛場未能實現(xiàn)雨污分流 有部分牛場仍把雨水排澇與排污混合在一起,使雨水污染,造成了糞污數(shù)量增大,給糞污處理帶來難度。

5.2 建議

牛場應(yīng)配建相應(yīng)的糞污處理設(shè)施。以100頭奶牛為例,應(yīng)當(dāng)配建堆肥場300 m2以上,沼氣池200 m3以上,多級沉淀池1 200 m3以上。在條件允許的情況下,購買糞污處理設(shè)備,建設(shè)糞污處理設(shè)施和場地。專人專管,專人監(jiān)督。對于經(jīng)過處理的糞污聯(lián)系種植果樹農(nóng)戶和蔬菜種植農(nóng)戶售賣,結(jié)合周至縣綠化苗木和花卉養(yǎng)植,廣泛宣傳經(jīng)過處理后的有機肥料,把養(yǎng)殖糞污處理工作落實到位,給人居環(huán)境創(chuàng)造一個美麗、干凈、衛(wèi)生健康的優(yōu)美環(huán)境。