畜禽养殖粪污资源化利用常见模式分析

文│徐光玉 刘飞（重庆市永川区畜牧渔业中心）

周秀群（重庆市永川区三教镇人民政府）

近年来，随着人们的生活水平不断提升，饮食结构也发生了根本性转变，对优质畜禽产品的需求量逐渐增加，这直接促进了养殖场数量增加。但是在畜牧业发展的同时，也凸显出畜禽养殖规划布局不合理、养殖污染处理设施设备落后、种养脱节、部分地区养殖总量超过土地承载力等问题。现如今，各级农业农村部门高度重视畜禽粪污资源化利用工作，按照“源头减排、种养结合、因地制宜”的思路进行养殖粪污综合治理。基于此，笔者分析了畜禽粪污处理的瓶颈问题，并结合当前形式分析常见的利用模式，对指导畜禽养殖具有重要作用和意义。

一、畜禽粪污污染的危害

1.对水体的影响。在畜禽养殖过程中产生的废水、污水直接排放到水体中，或是在堆放贮存过程中因降雨或其他原因流入水体中，均会对水体造成污染。当进入水体中的粪污总量超过水体自身净化能力时，就会使水质变坏，严重时使水体发臭、发黑，失去使用价值且难以修复处理，造成持久性污染。

2.对土壤的影响。随着畜禽养殖数量的增加，大型规模养殖场产生的畜禽粪便量过大，缺乏足够的消纳土地，未经处理的粪污堆积和排放占据了土地资源，粪污中的污染物在土壤中积累，导致土壤孔隙堵塞，造成土壤生产力明显下降，对土壤造成严重威胁。

3.对大气环境的影响。养殖场户产生的臭气体中含有大量的氨、硫化物、甲烷等有害成分，会影响场区周围的空气质量。相关研究表明，奶牛、猪、蛋鸡饲料中的70%左右的氨会被通过粪便排泄出体外，在高温环境下，这些粪便发酵以及含硫蛋白分解会产生大量氨气和硫化氢等臭味气体，造成空气中含氧量相对下降，污浊度升高，降低了空气质量。

二、畜禽粪污处理原则

1.源头减排。畜禽采食后，未经消化的养分随排泄物排出体外。要想从源头上减排，就要提高畜禽日粮中的营养物质消化利用率，以减少畜禽排泄物中氮、磷的含量。通过科学饲养管理，合理设计圈舍和饮水装置，采取干清粪的处理模式可以显著减少冲洗水和有害气体挥发，可以一定程度上减少污水产生量。养殖场排水系统如果雨污用同一个管道，遇到下雨天会造成污水量迅速增加，合理设计排水系统，做到雨污分流可以减少粪污储存和处理阶段粪污量增大问题。

2.种养结合。畜禽粪污中含有农作物生长所需要的氮、磷等养分资源，施入农田是农业资源再利用，肆意排放就造成对环境的污染。因此，通过发展生态农业、种养紧密结合的方式加强畜禽粪污循环利用，实现畜禽生产与环境建设的协调发展。走访调研发现，畜禽产生的液体粪肥存在运输困难、运输成本高的问题，因此对于液体粪肥提倡就近利用，这就需要养殖场在其周围要有足够面积的农田。

3.因地制宜。不同地区受自然环境、经济等因素的影响，畜禽养殖条件具有一定的地域差异性。因此，在畜禽粪污资源化利用的模式选择上也应因地制宜，综合考虑资源环境条件以及畜禽养殖场的实际需要，采取适合养殖场户自身处理的模式。对于有充足流转土地的养殖场，可选择对畜禽粪污进行适当处理后就近还田利用；对于流转土地较少的养殖场，可选择生产商品有机肥或与周围的农户签订土地消纳协议；对于水资源较为紧缺的养殖场，可通过污水处理后循环利用，减少水资源消耗；对于农作物种植较少的养殖场，可利用生物发酵床的处理模式，减少粪污的产生和排放。

4.统筹兼顾。对于畜禽粪污，养殖污水的处理难度比固体粪便处理难度大，可根据养殖场的生产情况，选择适宜的污水处理方式和清粪方式，但清粪方式与后续的污水处理方式一定要紧密联系，不可完全割裂开来。在生产实际中，对于采用水泡粪方式的规模化猪场，其粪污处理宜采用沼气加工技术，若选用达标排放处理技术，就会增加后处理的难度。

三、畜禽粪污资源化利用常见的几种模式

1.就近还田模式。

（1）运行机制。养殖场户在生产过程中采用干清粪，实行雨污分流，从源头上减少污水产生量，养殖场户自己配套土地或与农户签订消纳土地协议，建设储粪池和污水沉淀池，固体粪便堆积发酵，污水通过管道排入污水沉淀池腐熟，在播种或农作物施肥季节就近施入农田。

（2）工艺流程。一是储粪池。建在生产区的下风向，靠近污道，便于粪便的清运。储粪池多为长方形，设有进、出粪口，要求两个单元以上，做到轮换使用。钢筋水泥底（15厘米左右）、四周砖墙（三七墙）和钢筋混凝土（20厘米左右）结构，并进行防水处理，底部留有渗沥液排出口通向污水池，上覆开放式或半开放式彩钢瓦顶棚，做到防雨、防渗、防溢流。在干清粪方式下，每出栏1头猪，储粪池容积不少于0.1立方米。

二是污水沉淀池。分为舍边的一级沉淀池、污水输送过程中的二级沉淀池和最终汇集的三级沉淀池（氧化塘）。一级、二级沉淀池要靠近污道，三级沉淀池应选在生产区的下风向，储粪池附近，便于污泥的清运。沉淀池多为全地下式，深度2～2.5米，一般为上大下小的梯形，设有进污口和清污口，水泥底（15厘米左右）、四周砖墙（三七墙）和钢筋混凝土（25厘米左右）结构，并进行防水处理，设顶盖，做到防雨、防渗和防溢流。为避免沼气聚集，应注意留有通风口。每出栏1头猪，沉淀池容积不少于0.3立方米，最少能容纳4个月以上的污水产生量。

三是粪污消纳用地。养殖场户要有与养殖规模相适宜的消纳用地，每出栏1头猪至少需0.2亩，建设输送管道或配套输送设备。

（3）试用范围及优缺点。就近还田模式适用于规模较小的养殖场，附近要有与养殖规模相适应的粪污消纳用地。优点是建设成本低、投资少、不耗能、不需要专人管理、基本无运行费用；缺点是对化学需氧量和氨氮去除率相对较低，要求周边要有足够常年施肥的农田。

2.能源化利用模式。

（1）运行机制。建设大型沼气工程，养殖场产生的粪污全部进入沼气设备，沼气用于发电上网、生产生物天然气供给附近居民，沼渣加工成固体有机肥销售，沼液肥加工成液体有机肥销售，也可以建设成生物质热电工程，热电工程产生的剩余物质经过处理加工成肥料还田。

（2）工艺流程。一是厌氧发酵系统：包括提升井、调节池、初淀池、进料池等预处理系统，高浓度厌氧反应器、低浓度厌氧反应器、沉淀池等厌氧处理及后处理系统等。

二是沼气发电系统：包括沼气预处理系统、增压系统、发电机主辅机系统、软化水系统、余热回收系统、DCS控制系统、电气综保系统、输电系统、并网介入系统及配套仪表、管线等。

三是提纯生物天然气系统：包括提纯净化系统、压缩机、集装箱式控制柜以及配套仪表、管线等。

四是有机肥生产系统：包括固液分离系统、固体肥生产线、液体肥生产线、产品包装线及配套除臭系统等。

（3）使用范围及优缺点。能源化利用模式适用于有投资能力和技术能力强的大型养殖企业，需要养殖企业周围有一定的能源供给对象和一定面积的消纳土地。这种模式的优点主要有：一是为养殖企业提供了清洁能源，变废为宝，实现了畜禽粪污的能源化利用，有利于减少煤炭使用，环保、节能效益明显；二是沼渣、渣液还田实现了肥料化利用；三是消化畜禽粪污能力强，可收集消化附近中小养殖户产生的粪污。缺点主要是投资大，对技术要求高。

3.园区种养循环模式。

（1）运行机制。养殖园区内通过土地流转，配套种植业基地，用于消纳养殖过程产生的废弃物，形成种养一体化的循环农业发展模式。种植业生产的部分粮食作物及农作物秸秆、牧草等加工成饲料，供养殖使用；养殖过程中的粪污经厌氧消化处理，产生的沼气发电供园区内各个环节用电，沼渣加工成有机肥，大部分用于园区蔬菜、瓜果等种植，剩余部分销售到市场，沼液用于种植业基地的灌溉。通过发展循环产业链，有效将种植、养殖、沼气、饲料等产业紧密连接，实现变废为宝和产品层层升值。

（2）工艺流程。一是厌氧发酵系统：采用厌氧发酵工艺，建设沼气工程、沼气发电机组，配套脱水脱硫装置、粪污输送管道、吸污泵、吸污车等设施设备。养殖粪污通过管道或吸污车输送进入沼气工程，产生的沼气脱水脱硫后进行发电，生产的电能用于养殖、种植、饲料加工等园区各个用电环节。

二是有机肥生产系统：采用条垛式或槽式好氧堆肥工艺，建设有机肥发酵车间，配套翻抛机、铲车、造粒机、机械化施肥车等设施设备。厌氧发酵后的沼渣运至有机肥车间，接入菌种发酵，发酵好的沼渣通过施肥车进行机械化还田，用于园区绿色有机农产品种植。

三是肥水一体化系统：建设肥水一体化工程、沼液罐车、沼液输送管道、田间储存池等配套设施设备。根据种植基地分布及施肥周期，布局沼液输送管道，并每间隔一段距离设沉淀井，同时在田前建设沼液储存池。储存池为混凝土结构，水泥抹面，加盖顶棚，做到防雨、防渗、防溢流。沼液通过管道进入储存池，按15%比例混合灌溉用水浇农田。

（3）适用范围及优缺点。园区种养循环模式适用于养殖场自身有消纳土地或附近具备大面积的流转土地，需要养殖场具备长链条农业生产能力。这种模式的优点主要有：一是园区内实现自循环，不向外界排放任何污染物；二是农牧结合可以降低养殖和粪污处理成本；三是可以改良耕地，增加农作物产量和质量。缺点主要是受土地限制因素较多，附近不具备大面积流转土地的养殖场无法采用本模式。

四、结语

综上所述，畜禽粪污经过无害化处理后，粪污中的多种有机成分能够变为植物生长所需的养分，成为有用的资源，养殖场户要根据自身条件选择适宜的畜禽粪污资源化利用模式，以促进畜牧业绿色、可持续发展。