畜禽糞污厭氧發(fā)酵全量利用模式效果分析

尹燕 張凱 裴強(qiáng) 閆軍保 徐源暢 樊靜雅

摘 要： 近年來(lái)，河南省潢川縣加大畜禽養(yǎng)殖污染治理力度，以種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)、就近消納和綜合利用為主線，通過(guò)實(shí)施生豬調(diào)出大縣、畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)及綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)等項(xiàng)目，提高養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施配套率和綜合利用水平，取得了顯著成效。介紹了潢川縣探索實(shí)踐畜禽糞污厭氧發(fā)酵全量利用模式的成效，分析了當(dāng)前存在問(wèn)題，提出發(fā)展對(duì)策與建議，為畜禽糞污全量利用工作持續(xù)深入開(kāi)展提供參考。

關(guān)鍵詞：畜禽糞污；厭氧發(fā)酵；全量利用；循環(huán)農(nóng)業(yè)；潢川縣

中圖分類號(hào)：S141.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1795（2023）12-0049-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.12.009

0 引言

近年來(lái)，河南省信陽(yáng)市潢川縣把畜禽糞污全量利用工作作為推動(dòng)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展、綠色發(fā)展和環(huán)境污染攻堅(jiān)的重要舉措來(lái)抓，通過(guò)7 年的綜合整治，潢川縣規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）糞污治理基礎(chǔ)設(shè)施基本配套，畜禽糞污資源化利用率高，大大提高了畜禽糞污綜合利用率和土地肥力。以種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)、就近消納和綜合利用為主線，通過(guò)實(shí)施生豬調(diào)出大縣項(xiàng)目、畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目及綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目，多方籌集資金8 億多元，多方協(xié)同、連片實(shí)施，探索模式、總結(jié)推廣，取得了顯著成效。

1 利用現(xiàn)狀

潢川縣位于河南省東南部，信陽(yáng)市中部，轄17 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、4 個(gè)街道辦事處、1 個(gè)國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)，總?cè)丝?7.13萬(wàn)人，常住人口65.86 萬(wàn)人，是全國(guó)糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣、全國(guó)生豬調(diào)出大縣、生豬活儲(chǔ)鮮銷供港基地縣，享有世界鴨王、甲魚(yú)王國(guó)、全國(guó)花木之鄉(xiāng)和全國(guó)優(yōu)質(zhì)糯米之鄉(xiāng)的美譽(yù)。潢川縣農(nóng)作物以種植小麥、水稻、油菜和茶葉為主，全年糧食作物種植面積10 萬(wàn)hm2、養(yǎng)殖水面利用面積0.97 萬(wàn)hm2、油料作物種植面積2.02 萬(wàn)hm2、蔬菜種植面積0.79 萬(wàn)hm2、茶葉種植面積0.58 萬(wàn)hm2及花卉種植面積1.2 萬(wàn)hm2。

據(jù)潢川縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局畜牧股農(nóng)情調(diào)度統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，2016 年，潢川縣畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)共計(jì)2 955 個(gè)（戶），其中生豬養(yǎng)殖場(chǎng)2 312 個(gè)、肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)76 個(gè)、羊養(yǎng)殖場(chǎng)83 個(gè)、肉雞養(yǎng)殖場(chǎng)40 個(gè)、蛋雞養(yǎng)殖場(chǎng)101 個(gè)和鴨養(yǎng)殖場(chǎng)343 個(gè)。2016 年，全縣生豬存欄60.5 萬(wàn)頭、肉牛存欄14.43 萬(wàn)頭、家禽存欄2 026.9 萬(wàn)只和羊存欄12.38 萬(wàn)只；生豬出欄84.65 萬(wàn)頭、羊出欄14.05 萬(wàn)只、家禽出欄9 194.68 萬(wàn)只，其中肉雞出欄107.1 萬(wàn)只；禽蛋產(chǎn)量3.36 萬(wàn)t，肉類總產(chǎn)量25.75 萬(wàn)t。2016 年，全縣畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生量194.48 萬(wàn)t，尿液產(chǎn)生量111.28 萬(wàn)m3，全縣畜禽糞污綜合利用率70%，如表1 所示。由于受非洲豬瘟和禽流感影響，以及農(nóng)村環(huán)境污染治理，近幾年畜禽養(yǎng)殖規(guī)模顯著下降。2021 年，潢川縣規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)共計(jì)647 個(gè)，其中生豬養(yǎng)殖場(chǎng)498 個(gè)、500 頭以上肉牛養(yǎng)殖場(chǎng)2 個(gè)、蛋雞養(yǎng)殖場(chǎng)3 個(gè)、鴨養(yǎng)殖場(chǎng)144 個(gè)；全縣生豬存欄38.65 萬(wàn)頭、肉牛存欄1.38 萬(wàn)頭、家禽存欄1 405.43 萬(wàn)只及羊存欄3.88 萬(wàn)只；生豬出欄53.06 萬(wàn)頭、羊出欄5.23 萬(wàn)只、牛出欄0.84 萬(wàn)頭及家禽出欄3 880.05 萬(wàn)只；禽肉產(chǎn)量8.12 萬(wàn)t、禽蛋產(chǎn)量6.73萬(wàn)t。2021 年，全縣畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生量47.67 萬(wàn)t、尿液產(chǎn)生量38.67 萬(wàn)m3， 分別是2016 年的24.5% 和34.7%，如表2 所示。目前，潢川縣畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)設(shè)施裝備配套率達(dá)到100%，畜禽糞污綜合利用率達(dá)到99.2% 以上，較2016 年提高29.2 個(gè)百分點(diǎn)。

2 利用模式

2.1 種養(yǎng)結(jié)合生態(tài)循環(huán)模式

該模式主要是在養(yǎng)殖場(chǎng)周邊配套一定數(shù)量的農(nóng)田、蔬菜地和果園飼料地等，畜禽養(yǎng)殖糞污經(jīng)過(guò)處理后全量用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥，實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖污染零排放和農(nóng)牧結(jié)合的生態(tài)循環(huán)，養(yǎng)殖模式如圖1 所示。

2.1.1 沼氣工程為紐帶生態(tài)循環(huán)模式

以大中型沼氣工程為紐帶，將糞污排入密閉的沼氣池中，通過(guò)厭氧菌的發(fā)酵作用降解畜禽糞污中的顆粒狀有機(jī)物，殺死或抑制其中寄生蟲(chóng)卵和病原菌，工藝流程如圖2 所示。產(chǎn)生的沼氣可以作為能源用于發(fā)電、照明和燃料；沼渣可以直接出售或用于生產(chǎn)有機(jī)肥料，厭氧出水可直接作為肥料用于農(nóng)田施肥。截至2022 年底，潢川縣擁有700～1 000 m3 大中型鋼膜沼氣工程13 處，1 000 m3 以上紅泥和黑膜沼氣工程50 多處，1.5 萬(wàn)m3 大型沼氣工程2 處。如潢川縣忠泰牧業(yè)有限公司、潢川縣中原天鑫牧業(yè)有限公司等大型生豬養(yǎng)殖場(chǎng)，糞污處理后產(chǎn)生的沼氣發(fā)電、沼液用管網(wǎng)直接輸送到田間、沼渣制成有機(jī)肥[1-2]。

2.1.2 沉淀發(fā)酵就地消納生態(tài)循環(huán)模式

該模式主要針對(duì)不具備建設(shè)大型糞污處理設(shè)施的規(guī)模以下養(yǎng)殖大戶。經(jīng)與生態(tài)環(huán)境部門(mén)協(xié)商，允許小型養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)簡(jiǎn)易的沉淀設(shè)施，畜禽糞污經(jīng)過(guò)3 級(jí)沉淀處理后就地消納利用。鼓勵(lì)有條件的畜禽規(guī)模養(yǎng)殖戶建設(shè)與養(yǎng)殖規(guī)模相匹配的厭氧處理設(shè)施和固液分離設(shè)施。潢川縣所有小型養(yǎng)殖場(chǎng)（ 戶） 均建有60～500 m3 混凝土、紅泥或黑膜沼氣池，3 級(jí)沉淀等糞污處理設(shè)施，糞污處理配套率達(dá)到100%。

2.1.3 專業(yè)承包運(yùn)輸配送生態(tài)循環(huán)模式

2021 年，潢川縣實(shí)施綠色循環(huán)農(nóng)業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目，實(shí)施面積0.8 萬(wàn)hm2。專業(yè)承包運(yùn)輸配送生態(tài)循環(huán)模式將養(yǎng)殖與種植通過(guò)第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)有效連接，真正打通種養(yǎng)循環(huán)堵點(diǎn)，在畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)戶設(shè)施裝備基本配套的情況下，著力打造種養(yǎng)結(jié)合、生態(tài)循環(huán)利用的畜牧業(yè)新模式[3-6]。第三方服務(wù)公司分別與養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）、種植場(chǎng)（戶）簽訂運(yùn)輸、供肥合同，把發(fā)酵成有機(jī)肥的畜禽養(yǎng)殖糞污，利用吸污車運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)業(yè)種植場(chǎng)的田間地頭直接噴施；把發(fā)酵后的干糞運(yùn)送到種植戶指定的地點(diǎn)或指定地塊施用；同時(shí)實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖糞污零排放和保障農(nóng)業(yè)種植生態(tài)發(fā)展的雙贏效果[7]。

2.2 收集分散養(yǎng)殖戶糞污集中處理模式

針對(duì)養(yǎng)殖密集區(qū)域小、養(yǎng)殖戶糞污處理設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)低、處理不徹底的現(xiàn)狀，在該區(qū)域合適位置建設(shè)區(qū)域性糞污集中處理中心[8]。采取收集分散小養(yǎng)殖戶糞污集中處理方式，生產(chǎn)有機(jī)肥異地消納養(yǎng)殖廢棄物，實(shí)現(xiàn)廢棄物再利用，解決養(yǎng)殖密集區(qū)養(yǎng)殖廢棄物就地消納困難的問(wèn)題。收集區(qū)域內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污，利用厭氧堆肥發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行集中處理，再經(jīng)過(guò)粉碎、配料、造粒、干燥和包裝等流程，生產(chǎn)商品有機(jī)肥[9]。有機(jī)肥產(chǎn)品外銷到種植戶和種植企業(yè)，形成種養(yǎng)結(jié)合的良性循環(huán)。如億隆環(huán)?？萍加邢薰緦⒉∷佬笄轃o(wú)害化處理和糞污集中處理統(tǒng)籌考慮，建成綜合處理中心，將畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物綜合處理后，用于金塔紅農(nóng)業(yè)合作社的芡實(shí)、蔬菜、農(nóng)作物等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機(jī)肥料，就地就近消納利用。糞污集中處理和有機(jī)肥生產(chǎn)工藝流程如圖3 和圖4 所示。

糞污集中處理中心與中小養(yǎng)殖場(chǎng)戶簽訂糞污收運(yùn)協(xié)議，養(yǎng)殖場(chǎng)戶自建糞污暫存池，中心利用專用的吸糞車輛，將養(yǎng)殖場(chǎng)戶的糞污運(yùn)到集中處理中心配水池，經(jīng)過(guò)固液分離機(jī)將糞污分離成干糞和糞水，糞水進(jìn)入沼氣池進(jìn)行厭氧發(fā)酵，降低污染濃度，沼渣進(jìn)入有機(jī)肥車間，與干糞一起制作有機(jī)肥[10-11]。以公路運(yùn)輸為主，利用公司的運(yùn)輸車輛運(yùn)輸至廠處理中心。

具體流程：糞污→養(yǎng)殖場(chǎng)糞污暫存池→簽訂收運(yùn)協(xié)議→運(yùn)輸（吸糞車）→處理中心。

2.3 工業(yè)化治理達(dá)標(biāo)再利用模式

由于潢川縣畜禽養(yǎng)殖規(guī)模大，水環(huán)境污染防治工作壓力大，生態(tài)環(huán)境部門(mén)要求所有畜禽養(yǎng)殖污水不準(zhǔn)外排。因此，所有已建設(shè)達(dá)標(biāo)排放設(shè)施的養(yǎng)殖場(chǎng)又補(bǔ)建了與污水排放量相匹配的儲(chǔ)液池，達(dá)標(biāo)后的污水仍然要進(jìn)行農(nóng)牧結(jié)合、綜合利用，實(shí)現(xiàn)零排放，并要求畜禽養(yǎng)殖企業(yè)流轉(zhuǎn)有與養(yǎng)殖規(guī)模相匹配用于消納糞污的土地， 或與周邊農(nóng)民簽有協(xié)議消納糞污的合同[12]。2019 年，潢川縣在白店鄉(xiāng)成功打造一個(gè)畜禽糞污資源化高標(biāo)準(zhǔn)示范點(diǎn)，示范點(diǎn)以連片花木、林地為主要糞肥消納對(duì)象，鋪設(shè)還田管網(wǎng)超過(guò)1 萬(wàn)m，將養(yǎng)殖肥水通過(guò)管網(wǎng)直接輸送到田間地頭，真正實(shí)現(xiàn)糞肥還田“最后一公里”，生態(tài)效益顯著。目前，已有11座大型養(yǎng)殖場(chǎng)共鋪設(shè)還田管網(wǎng)超過(guò)6 萬(wàn)m，充分利用畜禽?沼肥?糧食?林?茶?漁業(yè)相結(jié)合模式，實(shí)現(xiàn)了全量畜禽糞污資源化利用，打開(kāi)了畜牧業(yè)綠色發(fā)展的大門(mén)，農(nóng)村人居環(huán)境得到明顯改善。如河南中州牧業(yè)有限公司、潢川縣前進(jìn)生態(tài)養(yǎng)殖有限責(zé)任公司等，流轉(zhuǎn)土地70 余hm2，糞污處理后就地就近消納利用。

3 取得成效

3.1 畜禽養(yǎng)殖糞污處理設(shè)施全配套

潢川縣規(guī)模以上養(yǎng)殖企業(yè)都配套建設(shè)了糞污收集、處理、儲(chǔ)存設(shè)施；改造建設(shè)了雨污管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雨污分流；改變水沖糞、水泡糞等濕法清糞工藝，推行干法清糞工藝，實(shí)現(xiàn)干濕分離；干糞經(jīng)堆糞發(fā)酵還田模式，污水經(jīng)沼氣池處理排入儲(chǔ)液池儲(chǔ)存，再進(jìn)行土地消納。養(yǎng)殖場(chǎng)配套建設(shè)儲(chǔ)糞場(chǎng)和污水儲(chǔ)存池，糞污基本實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理、資源化利用。各散養(yǎng)戶的畜禽糞便經(jīng)厭氧發(fā)酵堆肥、沉淀池自然發(fā)酵等方法處理后全部用于還田施肥。全縣畜禽糞污處理設(shè)施裝備配套率達(dá)100%。

3.2 畜禽養(yǎng)殖糞污綜合利用全鏈條

充分利用畜禽?沼肥?糧食?林?茶?漁業(yè)相結(jié)合模式，促進(jìn)糞污綜合利用，實(shí)現(xiàn)零排放。畜禽糞污制成有機(jī)肥，用于糧食、花木、茶葉種植，沼渣沼液用于農(nóng)田灌溉、魚(yú)塘和小龍蝦養(yǎng)殖，沼氣用于發(fā)電、照明和清潔燃料，養(yǎng)殖場(chǎng)戶均與周邊農(nóng)戶簽訂消納協(xié)議，就地實(shí)現(xiàn)資源化利用。

3.3 城鄉(xiāng)生態(tài)人居環(huán)境明顯改善

2017 年，潢川縣鄉(xiāng)村垃圾遍布、污水橫流，溝渠、塘堰、河流水體發(fā)黑污濁、臭氣熏天，嚴(yán)重污染地下水及地表飲用水安全。2017 年以來(lái)，潢川縣大力推進(jìn)農(nóng)村安全飲水、農(nóng)村生活污水治理、農(nóng)村生活垃圾清運(yùn)處理、畜禽養(yǎng)殖污染整治和城市黑臭水體治理等工程，極大地改善了城鄉(xiāng)人居環(huán)境、生活環(huán)境和村容村貌。目前，縣域內(nèi)各河道已全部消除黑臭，水質(zhì)不斷提升，潢河、白露河、寨河斷面水質(zhì)從Ⅲ類提升到Ⅱ類，春河斷面水質(zhì)從劣Ⅴ類上升到Ⅳ類。

4 分析和建議

4.1 畜禽糞便污水處理水平不夠高

受治理成本、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、設(shè)施設(shè)備及技術(shù)水平和環(huán)保意識(shí)等因素影響，部分養(yǎng)殖場(chǎng)戶將未經(jīng)充分腐熟的畜禽糞污施入農(nóng)田，可能存在農(nóng)作物燒苗和疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)。未被充分消納的糞水進(jìn)入河渠，增加了水環(huán)境污染。應(yīng)指導(dǎo)養(yǎng)殖企業(yè)規(guī)范建設(shè)2 套污水儲(chǔ)存設(shè)施，輪流使用、充分發(fā)酵，可引入菌種提高發(fā)酵效率，確保完全發(fā)酵腐熟后利用。

4.2 畜禽糞污處理利用渠道不夠暢通

當(dāng)前，種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)之間的銜接程度尚不夠密切，特別是受有機(jī)肥農(nóng)田施用勞動(dòng)量大、當(dāng)前農(nóng)村青壯勞動(dòng)力少、種植戶培育地力積極性不夠高、有機(jī)肥施用機(jī)械化程度低等因素制約，種植戶施用有機(jī)肥的積極性不高。僅靠國(guó)家項(xiàng)目資金支持成立的糞污資源化利用專業(yè)隊(duì)伍數(shù)量有限，不能完全滿足市場(chǎng)需求。地方政府應(yīng)積極引導(dǎo)社會(huì)資本進(jìn)入，鼓勵(lì)組建專業(yè)化、機(jī)械化有機(jī)肥儲(chǔ)運(yùn)、施用隊(duì)伍，打通畜禽糞污資源化利用渠道。

4.3 畜禽糞污集中處理效益低風(fēng)險(xiǎn)大

建設(shè)糞污分散收集集中處理中心社會(huì)效益大，但經(jīng)濟(jì)效益小，企業(yè)建設(shè)積極性不高。糞污運(yùn)輸車輛、人員在各養(yǎng)殖場(chǎng)之間穿行，給疫病傳播帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，養(yǎng)殖企業(yè)有抵觸情緒。運(yùn)輸車輛、人員應(yīng)加強(qiáng)消殺力度，做到一車一消殺，不留消殺死角，減小疫病傳播風(fēng)險(xiǎn)；政府應(yīng)出臺(tái)更多的扶持政策，鼓勵(lì)畜禽糞污進(jìn)行規(guī)范處置和全量資源化利用。

5 結(jié)束語(yǔ)

河南省潢川縣畜禽糞污厭氧發(fā)酵全量化利用模式，解決了大型畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)附近農(nóng)業(yè)種植消納糞污能力不足和小型養(yǎng)殖場(chǎng)單獨(dú)處理糞污成本高或處理能力不足的問(wèn)題。探索出一條廢物變資源、資源變效益、大小企業(yè)協(xié)作共贏的畜禽糞污全量利用新型處理模式。

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