畜禽粪污生物净化及资源化利用模式探讨

聂小想 郝胜楠 （山东省东营市河口区畜牧局 257200）

畜禽粪污生物净化及资源化利用模式探讨

聂小想 郝胜楠 （山东省东营市河口区畜牧局 257200）

目前我国养殖业正处于一个由家庭养殖户向规模化、集约化、标准化和现代化方向快速发展的时期，与养殖数量和规模场增加相伴而生的是环境问题。大量畜禽粪便污染物不但不能被充分利用，有些还被随意排放到自然环境中，对生态环境形成了巨大的压力，使得水体、土壤以及大气等环境受到了严重的污染。因此对畜禽粪便进行减量化、无害化和资源化利用，防止和消除畜禽粪便污染，对于保护城乡生态环境具有十分重要的意义。

1 畜禽粪便对环境的污染

1.1 畜禽粪便的排放量

据测定一个饲养10万只鸡的规模化养鸡场，年产鸡粪达3600多t。猪年产粪尿约2.5t/头。如采用水冲式清粪，猪日污水排放量约为30kg/头。一头成年母牛一昼夜排粪量约30kg/头，占日粮采食量的70%左右，一昼夜排尿量约20kg，占饮水量的30%左右。

1.2 畜禽粪便对环境的污染

1.2.1 氮和磷的污染 畜禽粪便中含有大量的氮和磷的化合物，尤其是在饲料的氨基酸不平衡、可利用养分低的情况下，含量更高，如肉仔鸡粪便中含有约50%的食入氮及55%的食入磷。奶牛粪中氮和磷的含量分别为4.37kg/t和1.18kg/t，奶牛尿中氮和磷的含量分别为8.00kg/t和0.40kg/t。粪便中含有的氮，一部分挥发到大气中，增加大气中的氮含量，严重时构成酸雨，危害作物，其余大部分则被氧化成硝酸盐，渗入地下或随地表水流入江河，从而造成污染的扩散。粪尿中的磷也会渗入土壤或进入水体，造成水质污染，引起藻类和浮游生物大量繁殖，产生多种有害物质，进一步污染环境。

1.2.2 空气污染 粪便中因含有硫化氢、粪臭素(甲基吲哚)、脂肪族的醛类、硫醇、胺类和氨气等，所以臭气难闻。如果粪便排出后不能及时处理会使臭味增加，危害人畜的健康。

1.2.3 生物污染 患病或隐性带病的畜禽会排出多种致病菌和寄生虫卵，如大肠杆菌、沙门氏菌、鸡金黄色葡萄球菌、传染性支气管炎病毒、禽流感和马立克氏病毒、蛔虫卵、毛首线虫卵等。据化验分析，养殖场所排放的每毫升污水中平均含33万个大肠杆菌和66万个肠球菌；沉淀池内每升污水中蛔虫卵和毛首线虫卵分别高达193.3个和106个。如不适当处理，不仅会造成大量蚊虫孳生，而且还会成为传染源，造成疫病传播，影响人类和畜禽健康。

1.2.4 金属元素的污染 当今畜牧业生产中大量使用各种微量元素添加剂，如仔猪生产中使用铜制剂可高达250mg/kg，铁制剂100mg/kg。此外，含砷生长剂也广泛使用，据测算，一个10万只肉鸡场若连续使用有机砷生长剂15年后，周围土壤中的砷含量会增加一倍。

2 养殖场粪污处理模式探讨

要实现畜牧业的可持续发展，养殖场粪污处理就不能走简单治理的道路，必须把无害化处理和资源综合利用结合起来，不断提升养殖环境管理水平，探索粪污处理新技术，制定综合解决方案，提高粪污处理能力。

2.1 从源头上进行控制

建养殖场之前，首先要进行场址选择。其建场地点要与国家农业产业结构调整以及畜牧业结构调整相一致，同时还要注重环境保护，因为养殖场周边的环境直接影响养殖前端饲料供给和后端粪污处理的方案和难度。场址应选择在远离其他污染源，地势高燥、水电、交通方便，离开城市、铁路等嘈杂环境，周边有足够的土地或水面消纳养殖场产生的粪污的地方，使其不对环境造成污染。其次考虑从源头减排粪污。传统畜牧业经济是一种由“饲料—畜牧养殖—污染排放”构成的不断消耗饲料资源的经济模式，养殖场的粪污主要来源于畜禽排泄物，其中含有大量未消化的营养成分，可通过饲喂高效、环保的饲料，提高饲料的利用率等实现粪污的减排。

2.2 选择合适的清粪方式

规模化养殖场目前主要有水冲式、水泡粪(自流式)和干清粪三种工艺。

2.2.1 水冲式 清粪工艺流程是粪尿污水混合进入缝隙地板下的粪沟，每天数次从沟端的水喷头放水冲洗，粪水顺粪沟流入粪便主干沟，进入地下贮粪池或用泵抽吸到地面贮粪池。此方式耗水量大、运行费用高，分离出来的固体粪料利用价值很低，污水的COD和氨氮等浓度很高，优点仅为减轻劳动强度。

2.2.2 水泡粪 是在畜舍排粪沟中注入一定量的水，粪尿、冲洗和饲养管理用水一并排放到缝隙地板下的粪沟中，储存到粪沟装满后，打开出口的闸门，将沟中粪水排出。该方法耗水小，劳动强度小，但粪便长时间在畜舍中停留，发生厌氧发酵，产生大量的有害气体，如硫化氢、甲烷等，污水的COD和氨氮等的浓度极高，降解难度非常大，达标处理难度极高。

2.2.3 干清粪 工艺分为人工清粪和机械清粪两种，现多用机械清粪，包括铲式清粪和刮板清粪，畜舍内采用智能化清粪系统将粪尿收集至畜舍中间的集粪渠，经地下管渠将粪污集中输送到粪污处理区进行固液分离。该工艺的主要目的是及时、有效清除畜舍内的粪污，保持畜舍环境卫生，减少粪污清理过程中的用水、用电，自动化程度高，污染物浓度在三种方式中最低，且未经水大量稀释，养分损失小，最大限度的保存了肥料价值。我国环保局于2001年12月19日发布了《畜禽养殖业污染防治技术规范》，其中推行干清粪工艺，且机械清粪节省人力，降低劳动强度，所以成为现代规模化养殖场中比较理想的清粪方式。

2.3 畜牧业循环经济—能源生态型模式

畜牧业循环经济是把畜牧养殖的经济活动按照自然生态系统的循环模式，组成一个“饲料—畜牧养殖—粪便—资源”的反复循环流动的畜牧业循环经济生产模式，使得整个生产过程基本不产生废弃物，达到高效、环保的目的。2.3.1 沼气工程 沼气发酵技术即畜禽养殖污水经厌氧消化处理后作为农田水肥综合利用的处理工艺，利用对畜禽粪污采用固液分开处理的方式，固体制肥，液体发酵，在厌氧处理系统污水中颗粒状的无机、有机物通过厌氧消化得以降解，寄生虫卵和病原菌也被抑制或杀死。沼气是有机物质经过微生物发酵作用而产生的一种可燃性气体，可做燃料；沼肥是有机物厌氧发酵后的残渣和废液，具有营养元素齐全、肥效高等特点，是农林生产的理想优质用肥。该方法的主要特点是粪污不向自然水体排放，实现污水“零排放”；采用种养结合，消化后的沼液沼渣还田，实现生态综合利用；厌氧过程中产生的沼气进行发电，实现能源综合利用。若养殖场周边游足够的土地或水面消纳沼液、沼渣，建议采用此模式实现种养结合，发展循环经济。

2.3.2 生态循环型模式 畜牧养殖产生的粪污通过固液分离，固体部分通过翻抛机等设备加工成有机肥，用于牧草及农作物种植；污水进入厌氧发酵罐处理系统，沼泥用于加工有机肥，沼液用于光伏大棚内水藻池塘浮萍养殖，沼气用作燃料；污水经浮萍养殖池塘(污水处理系统)净化后，出水泵入净水存储利用池内，用于牧草及农作物种植用水，或利用中水处理设备再净化，通过净水管网用于畜牧养殖。光伏大棚在棚顶安装薄膜太阳能电池板，将太阳能转化为电能，通过太阳能存储利用系统，可用于有机肥加工、水藻养殖、畜牧生产等，同时可以保障浮萍养殖对环境温湿度的要求。实现畜牧生产资源的循环再利用，粪污实现“零排放”，达到清洁、安全、高效生产的目标，建立一种“畜牧养殖—有机肥加工—光伏发电—浮萍养殖—净水利用—牧草种植”的新型循环经济模式。

2.4 能源环保型模式

能源环保型模式指畜禽养殖场的污水处理后达标排放或以回用为最终目标的处理工艺，本模式是农业部倡导的、以厌氧发酵制取沼气为核心并结合环保要求的处理和利用方式。首先将分为进行固液分离，分离出的粪渣出售或生产有机肥，然后液体进入厌氧处理系统和好氧处理系统，以实现达标排放。其投资额比生态型沼气工程高，每年的运行成本高于产生收益，不产生利润。优点在于经好氧处理后，污水水质达到《畜禽养殖业污染物排放标准》，可直接排放，且工艺处理单元效率高、管理及操作自动化水平高、适用范围广。

当前规模化养殖场粪污的污染已经不容忽视，但是粪便中含有植物所需N、P、K及其它养分，可作为肥料施用于农田，因此畜禽粪便在产生污染的同时，还是宝贵的农业资源，所以不但要控制污染，还应对其进行合理利用。按照可持续发展的要求，加强源头控制和养殖过程控制，减少污染物排放。在粪污的处理方面，尽量实现因地制宜，选择能耗低、效率高、效益好，符合当地畜牧发展的处理工艺，做好畜禽养殖污染防治工作，使畜牧业和农业相辅相成。

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