規(guī)?；i場糞污資源化利用方式探究

趙艷

摘? 要：目前規(guī)模化豬場的糞污處理設(shè)施和技術(shù)已經(jīng)難以處理日益增加的糞污排放量，會對豬群自身、人員健康和周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生難以消除的影響。本文闡釋了規(guī)?；i場糞污資源化利用的必要性，探究了異位發(fā)酵床、厭氧發(fā)酵沼氣、糞污堆積制肥等技術(shù)在規(guī)?；i場糞污資源化利用中的應(yīng)用，旨在促進(jìn)糞污資源化利用技術(shù)升級，提高規(guī)?；i場生產(chǎn)效益，降低糞污環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：資源化利用；異位發(fā)酵床；厭氧發(fā)酵沼氣；糞污堆積制肥；糞污

近年來，我國養(yǎng)豬業(yè)快速發(fā)展，規(guī)模化程度不斷提高，養(yǎng)豬生產(chǎn)效益顯著提高。但是，隨著飼養(yǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，規(guī)?；i場會產(chǎn)生大量的糞污，嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境。根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》，全國畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖場糞便資源化利用率為85％，尿液資源化利用率為78％[1]。雖然相比于2007年的糞污資源化利用率得到了明顯的提高，但是所采用的糞污處理方式較為傳統(tǒng)，很多規(guī)?；B(yǎng)殖場仍然采用厭氧堆肥（俗稱“漚肥”）方式，已不適合規(guī)?；B(yǎng)殖場應(yīng)用。因此，開展規(guī)?；i場糞污資源化利用，需要形成廢物資源化利用標(biāo)準(zhǔn)化模式，提高能量利用率，減少污染。本文闡釋了國內(nèi)外規(guī)模化養(yǎng)殖場糞污資源化利用技術(shù)，以期為改進(jìn)規(guī)?；i場的糞污資源化處理技術(shù)提供積極參考。

1? 規(guī)?；i場糞污資源化利用的必要性

糞污是畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞、尿及沖刷水等混合廢棄物，主要成分為粗蛋白、粗纖維、無氮浸出物、微量元素、抗生素、殘留的藥物、寄生蟲、病原微生物以及水，由于組成成分復(fù)雜，很難將糞污分開處理[2]。隨著近年來規(guī)?；i場不斷增多，糞污排放量加大，糞污處理配套設(shè)施不完善，養(yǎng)豬生產(chǎn)者的環(huán)境意識薄弱，再加之存在治理成本高、處理模式滯后等問題，因而對糞污進(jìn)行治理難度較大。隨著規(guī)?；i場的增多，傳統(tǒng)的糞污還田模式已經(jīng)無法消化產(chǎn)量巨大的糞污，一旦糞污排放量超出水體的自凈能力，便會造成永久的環(huán)境污染。開展規(guī)?；i場糞污資源化利用能有效提高豬場的糞污處理能力，減少糞污排放量，降低對生態(tài)環(huán)境的污染。糞污中除了含有寄生蟲、病原微生物等有害物之外，還有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)和微量元素，通過合理的加工能進(jìn)一步挖掘糞污的利用價值，變廢為寶，提高資源化利用效率。如糞污處理加工后可變成有機(jī)肥料，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供養(yǎng)分[3]。此外，糞污污染問題是影響畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，開展糞污資源化利用能實現(xiàn)糞污的無害化處理，將污水排放量降到最低，不但能降低生產(chǎn)成本，而且對于促進(jìn)健康養(yǎng)殖，維護(hù)人與自然和諧發(fā)展具有十分重要的意義。

2? 規(guī)模化豬場糞污資源化利用模式

2.1 異位發(fā)酵床模式

異位發(fā)酵床是在豬舍外建設(shè)獨立的發(fā)酵槽，通過鋪設(shè)墊料對收集的糞污進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵，異位發(fā)酵床技術(shù)能實現(xiàn)養(yǎng)殖和發(fā)酵的完全分離，有效避免了傳統(tǒng)發(fā)酵方式溫度過高對畜禽造成不良的影響。異位發(fā)酵床技術(shù)對糞污具有明顯的消納效果，而且重金屬和殘留抗生素的含量低。李路瑤等[4]的研究表明，異位發(fā)酵床對豬污水和糞便的消納系數(shù)分別可達(dá)到1.96和1.24。董麗婷等[5]研究發(fā)現(xiàn)，在運行異位發(fā)酵床時，糞便中的砷、汞、鉛、鎘和鉻等重金屬含量均超過標(biāo)準(zhǔn)。李艷苓等[6]在豬糞污中加入濃度為60 mg/kg的土霉素，結(jié)果經(jīng)異位發(fā)酵床處理2個月后，土霉素濃度降為5 mg/kg。此外，在處理畜禽糞便時，異位發(fā)酵床模式具有較好的生物安全性，處理產(chǎn)生的墊料均符合NY/T 525-2021《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。但目前的研究對異位發(fā)酵床技術(shù)在抗生素及抗性基因殘留方面的機(jī)制尚不明確，在實際應(yīng)用中受溫度、濕度等因素影響，缺乏針對性的精細(xì)化操作。發(fā)酵床廢棄墊料在使用過程中的安全性評價仍是一項動態(tài)化、持續(xù)性的工作，需要進(jìn)一步探討制定科學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 厭氧發(fā)酵沼氣模式

厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術(shù)是在厭氧環(huán)境下液體糞污含有的有機(jī)碳被厭氧微生物分解，產(chǎn)生生產(chǎn)、生活所需的沼氣，而發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣可作為肥料還田，大大提高廢物資源化利用效率。但是糞污含有大量的含氮化合物，單純發(fā)酵會造成氨氮抑制，需要在發(fā)酵過程中添加相應(yīng)的添加物來增強(qiáng)發(fā)酵效果。陳芬等[7]的研究表明，在豬糞中以2∶1的糞稈比加入玉米秸稈進(jìn)行糞污發(fā)酵，能取得明顯的發(fā)酵效果，甲烷產(chǎn)生量大幅提升。劉春軟等[8]通過在豬糞中添加2.5％生物炭、粉煤灰，結(jié)果顯示沼氣總產(chǎn)量可提升5％以上，甲烷產(chǎn)量提升4％以上。此外，糞污在經(jīng)過發(fā)酵池發(fā)酵后重金屬的含量有所降低，還田后能提升農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。額爾和花等[9]將發(fā)酵后的豬糞沼液施入蔬菜田，蔬菜的產(chǎn)量明顯提升。厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術(shù)能有效解決規(guī)?；i場糞污排放的問題，還能產(chǎn)生多樣化的產(chǎn)品，增加豬場的經(jīng)濟(jì)效益。但是該模式在推廣中存在種養(yǎng)分離、部分糞污重金屬難以去除、液體糞污生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)不達(dá)標(biāo)等問題，規(guī)?；i場大規(guī)模推廣還需要進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)升級。

2.3 糞污堆積制肥模式

規(guī)模化豬場糞污堆積制肥技術(shù)改變了傳統(tǒng)糞尿混合堆肥的方式，在糞污固液分離后進(jìn)行無害化、資源化處理，讓固體糞污堆積后在好氧菌和厭氧菌的共同作用下，高溫發(fā)酵殺滅有害病原體，形成有機(jī)肥料。目前，在實際生產(chǎn)中常用的堆積制肥模式有條垛式、槽式和封閉倉式。條垛式具有資金投入少，技術(shù)簡單的特點，但反應(yīng)條件不好控制；槽式雖然能有效控制反應(yīng)條件，但是投資成本較高；封閉倉式采用現(xiàn)代化技術(shù)，能精準(zhǔn)控制反應(yīng)過程，但是普及推廣率不高。目前，對于糞污堆積制肥技術(shù)的研究主要集中在堆肥后抗生素、氮、磷等含量的變化方面，武晉萍等[10]在糞污中加入中藥渣進(jìn)行共堆肥，發(fā)現(xiàn)喹諾酮類對細(xì)菌的抗生素耐藥性基因降低率達(dá)99.89％；王硯等[11]在豬糞中加入用腐熟處理的秸稈進(jìn)行共堆肥，能有效提高堆肥的效率，縮短堆肥進(jìn)程，堆肥后的有效磷達(dá)14.44 g/kg；曹云等[12]采用超高溫對豬糞進(jìn)行堆肥發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)氮的損失率明顯下降，與常溫堆肥發(fā)酵相比下降幅度達(dá)33.3％。此外，規(guī)?；i場采用糞污堆積制肥技術(shù)要改變清糞方式，變水沖糞為干清糞。同時，豬場液體糞污和雨水收集要分開處理，液體糞污經(jīng)沉淀進(jìn)行厭氧發(fā)酵，堆肥還田實現(xiàn)糞污資源化利用。

3? 存在的問題與展望

畜禽糞污既是污染源，又是寶貴的可利用資源，通過科學(xué)利用能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供必要的生活資料。規(guī)?；i場常用的廢物資源化利用方式有異位發(fā)酵床、厭氧發(fā)酵沼氣和糞污堆積制肥等，這些技術(shù)有別于傳統(tǒng)的“漚肥”方式，能在大中型規(guī)?；i場實施，顯著提高規(guī)模化豬場的糞污資源化利用能力。但是，糞污資源化利用方式也存在如下問題：異位發(fā)酵床技術(shù)對抗性基因殘留的機(jī)制研究不明確，發(fā)酵床廢棄墊料在使用過程中的安全性評價不完善，部分系統(tǒng)在翻堆通氧中存在臭氣等；厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣技術(shù)存在種養(yǎng)分離、部分糞污重金屬難以去除、液體糞污生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)不達(dá)標(biāo)等；糞污堆積制肥技術(shù)存在生產(chǎn)成本高、堆肥后有機(jī)肥質(zhì)量難以提高、堆肥過程缺乏相應(yīng)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)等，上述問題需要再進(jìn)一步的研究，探討解決方法。

此外，現(xiàn)有的廢物資源化利用方式重點關(guān)注技術(shù)和模式的創(chuàng)新，較少關(guān)注適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)效益等實質(zhì)操作問題。因此，要增強(qiáng)規(guī)模化豬場高效使用模式的探究力度，目前主要依靠厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣來實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化，但受資金的制約，利用率較低，未來要強(qiáng)化無氧條件下糞污降解技術(shù)研究，拓寬糞污能源轉(zhuǎn)化方式[13]。同時豬場應(yīng)主動加強(qiáng)與第三方合作，以降低糞污處理成本，提高糞污資源化利用的效率。

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