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鸭粪污资源化利用模式与问题建议

2021-10-22宋文双张春华梁志红李绪卫

畜牧业环境 2021年10期
关键词:养鸭沼液沼气

宋文双,张春华,梁志红,李绪卫

(山东省平原县畜牧业发展中心,山东德州 253100)

山东省是畜牧业大省,2019年,全省出栏生猪3 176万头,家禽23 亿只,羊2 701 万只,肉牛346万头,肉蛋奶总产量1 377万t,牧业增加值1 043亿元。全省畜牧业产量、产值等主要指标连续多年位居全国前列。山东以1.63%的国土面积,承载着全国近10%的养殖废弃物,环保压力巨大。肉鸭养殖是山东省养殖业的重要组成部分,肉鸭养殖量约占全国40%,多年来位居全国第一位。据业内人士测算,2018年山东省肉鸭出栏近13亿只,2019年出栏肉鸭突破16亿只,2020年行业统计23亿只。鸭粪由于含水量大、黏度大、腥臭味大,导致收集、储存、处理及资源化利用难度大,对环境影响尤其明显,肉鸭粪污的处理利用问题成为困扰从业者和政府部门的一件难事,也严重制约着肉鸭养殖业自身的可持续发展。为此,我们搜集整理鸭粪处理利用的技术模式、存在的问题并提出意见建议。

1 鸭粪污资源化利用的主流模式

1.1 粪污全量还田模式

在耕地面积充足地区,鸭场自身或依托专业化的粪污收集加工企业,粪污通过氧化塘贮存,进行无害化处理,在菌藻及自然因素作用下有机物降解腐熟,一般静置存放4个月以上还田,在作物收割后和播种前采用专业化施肥机械集中施用。

优点:投资少,处理方法简单,运行管理费用低,应用方便,环节少,成本低;在有足够土地可利用的条件下,它是一种较为经济的处理方法。适用于消纳面积充足的大中小各类规模养鸭场和散养户。

缺点:占地面积大,需采取有效的防雨、防渗漏、防溢流等措施,受地理条件的限制,中小型养鸭场应用较多。

1.2 鸭粪水肥料化利用模式

鸭粪水(一般原料浓度小于6%)通过贮存(氧化塘)处理,与“粪污全量还田模式”类似。其优缺点与“粪污全量还田模式”类似,鸭粪污经固液分离,固体生产有机肥,液体则经厌氧发酵还田。

1.3 粪水厌氧处理模式(沼气工程)

粪水厌氧发酵处理,其主要目的是处理粪水而不是生产沼气,一般规模比较小,设备比较简陋,中小型鸭场应用较多,红泥塑料沼气池是其典型代表。该模式工艺适用于能源需求不大,主要以进行污染物无害化处理、降低有机物浓度、减少沼液和沼渣消纳所需配套的土地面积为目的,且养殖场周围具有足够土地面积全部消纳低浓度沼液,并且有一定的土地轮作面积的情况。

优点:沼气工程处理粪水与氧化塘处理比,厌氧处理发酵周期短,能够产生一定量的沼气用于生产和生活。

缺点:投资比较大,运行费用比较高;沼液、沼渣处理不及时,容易造成二次污染;技术含量高,需要专门的技术人员运行。池容产气量低,效益差。

1.4 鸭粪便好氧堆肥模式

针对固体粪便,一类是自然堆肥模式,主要利用自然环境中的好氧微生物对固体粪便进行发酵。鸭粪含水量比较高,一般补充秸秆、稻壳等辅料,添加或不添加菌种,给予人工或机械翻抛,加工成初级有机肥。这种方式中小型鸭场较多;另一类是机械强化堆肥模式,有条垛式、槽式、静态通气式、发酵仓(罐)式等加工成商品有机肥。大多通过调节有机质含量、含水量、PH值、C/N比、通风量等提高发酵效率。因这种方式技术含量高,且有产品销售这一关键环节,多数大型鸭场和集中处理中心进行专业化产业化生产经营。

优点:好氧堆肥法,能实现稳定化、无害化,发酵周期短,可以避免或减轻粪便大面积堆积、散发臭气、传播疾病。

缺点:条垛式占地面积大、发酵和干燥时间长,运行费用低,易受天气影响。发酵仓(罐)式设备投资大,占地面积小,发酵周期短,但运行成本高。槽式介于上述两种方式之间。

1.5 膜式发酵技术

膜式发酵技术是近两年迅速发展起来的技术,向鸭粪中添加微生物腐熟菌剂,用纳米膜完全密闭,通过自动控制系统调控温度及通风量,对鸭粪进行无害化处理,实现腐熟、除臭、灭菌。在发酵过程中产生的臭气被有效地阻断在纳米膜内。纳米膜高分子选择性透气膜膜上的小孔不允许大分子通过,有防水、透湿、杀菌、除臭等功能智能控制系统,通过温度、压力传感器,来实现精准的温度控制、氧气供应智能控制程序智能自动化控制系统,实现电脑端、手机端全程自动化远程控制复合微生物菌群。

1.6 发酵床养殖模式

1.6.1 垫料发酵床养殖模式

肉鸭网上平养鸭,网下铺设发酵床垫料,粪污排泄到发酵床垫料上,发酵床通过自动翻耙机定期翻耙,利用发酵床垫料中的微生物对粪污进行降解。用过的垫料可直接还田或加工制肥。适宜养鸭场周围垫料资源比较丰富的地区。

优点:能使鸭粪尿在舍内充分降解,实现养殖过程清洁生产和污染物零排放。

缺点:物料需要定期翻倒;垫料湿度不易控制,容易死床;垫料需要量大,成本高。

1.6.2 异位发酵床处理模式

将鸭粪污均匀喷洒在异位发酵床上,通过人工或机械翻耙、或辅助曝气等措施进行定期维护。近些年应用比较多的是阳光房生物发酵床处理鸭粪技术。异位发酵床适合于各类畜禽养殖场。

优点:阳光房内温度较高,能够有效蒸发水分;发酵床空间大,方便机械作业,翻抛彻底死床可能性小;臭味小,环保无污染。

缺点:与原位发酵床比,异位发酵床需要更多的建设用地或设施农用地。同样存在垫料成本高问题。

1.7 鸭粪污专业化能源利用模式

发酵原料浓度一般大于6%。依托大规模场或第三方粪污处理企业,对一定区域内,包括鸭粪污在内的畜禽粪污进行集中厌氧处理,通过大型沼气工程,沼气发电上网或提纯生物天然气,沼渣生产有机肥,沼液通过农田利用或浓缩使用。此工艺以能源利用与综合利用为主要目的,适用于当地有较大能源需求;沼气能完全利用;周边有足够土地消纳沼液、沼渣;有一倍以上的土地轮作面积;使整个养殖场(区)的畜禽排泄物在小区域范围内全部达到循环利用,适宜于大中型养鸭场。

优点:固液粪污不经分离直接将混合物进行厌氧发酵,减少了工艺流程;还节省了液化气、煤炭等常规能源;沼液沼渣可回收,是农田的很好肥料。

缺点:受环境温度的影响较大。沼液、沼渣处理不及时,容易造成二次污染;技术含量高,需要专门的技术人员运行。受产气量瓶颈制约,如果没有补贴政策,单靠市场化运营不挣钱。

1.8 粪水达标排放模式

有的鸭场没有配备消纳用地,粪污外运成本又高,就采取达标排放模式。采用干清粪或干湿分离工艺,固体粪便作为有机肥原料,粪水经厌氧好氧深度处理达标排放或消毒回用。

优点:这种处理方法占地少,适应性广,几乎不受地理位置、气候条件的限制,而且治理效果稳定,处理后的出水可达行业排放标准。

缺点:是投资大,能耗高,运行费用大,机械设备多,维护管理复杂。主要适用于大型规模化养殖场(小区);生态敏感地区以及土地紧张、没有足够的土地来消纳粪污的养殖场(小区)。

2 存在问题及建议

2.1 厂区规划布局不合理

有的养鸭场缺乏总体规划,边养边建;有的生产区有多处粪污储存设施,生产区和粪污处理区混杂;有的交叉设置,净道污道不分;有的粪污处理区距离鸭舍太近。

2.2 污水产生量大

据调查,每只鸭每天用水量高达1~3kg,有的甚至更高。用水量大除品种原因外,鸭舍建设标准低。低矮通风差,无湿帘降温设施,夏季故意布设水盘让鸭玩水以降温。很多养殖场是通过自备井取用地下水,从业者节水意识差,造成用水成本低。

节水措施不到位。许多企业仍在采用早该淘汰的饮水器,用常压自来水冲刷圈舍,粪污清理仍用水冲粪水泡粪工艺。据省局畜牧与畜禽废弃物利用处2017年4月统计,全省21 241家规模养鸭场,采用水冲粪的3 103家,占比14.61%,水泡粪265家,占比1.25%。

建议:一是提高节水意识。二是推广节水养殖技术。(1)饮水方式。安装乳头下配套水碗的节水型饮水器,防止饮水外溅滴漏。通过调低非采食时间光照强度至5Lux,可节水30%以上。(2)清粪方式。干清粪比水冲粪节水40%。干清粪可采取人工干清粪、机械干清粪、传送带清粪等方式。(3)喷淋降温。将降温水由洒水变成电脑控制喷雾方式,喷雾不形成径流,大量减少了清水用量。(4)圈舍清洗。使用18~20个大气压,甚至高达150个大气压的高压水枪刷圈消毒,比传统方式可节水2/3。(5)制度措施。安装水表,定额管理,控制人为浪费和管道滴漏。三是淘汰落后产能,通过安装湿帘、温度探头等设备自动调节通风量和舍内温度。

2.3 雨污分流不彻底

污水应该采取管道和暗沟输送,但很多企业污水输送采取明沟加盖板的方式,但沟的两沿低于周围地面、且盖板不严,大量雨水径流入内形成污水,污水池容纳不了,常常外溢污染环境,而且增加了污水的利用难度和处理成本。

建议:修污水-暗管暗沟-污水贮存池,使雨水-明渠-外排。铺设污水输送管,污水采用暗沟或管道输送,严格做到雨污分离。

2.4 无粪污暂存设施

采取委托处理方式的养鸭场,有的采取即产即清方式,有的在肉鸭出栏后采取一次性清理的方式,都难免出现粪污不能及时清运的特殊情况。

建议:委托第三方处理的养鸭场按照有关标准配建粪污暂存设施。

2.5 污水仍存在达标排放模式

一是达标排放不仅投资大,而且运行成本高,一般处理1t污水的运行成本在7元以上,是用资源处理资源的“烧钱”行为。二是根据《中华人民共和国环境保护税法》达标排放要交纳环保税,如果超标准排污,是违法行为要受到处罚的。三是即使达标排放,水中仍含有一定的污染物,这些污染物如果形成污染,还应当对所造成的损害依法承担责任。

建议:加快畜禽养殖污染从重达标排放向重全量利用转变。以粪肥全量还田为重点,通过减少处理环节、简化操作流程、实行专业服务,不断降低粪污处理、粪肥施用的难度和成本,促进鸭粪肥低成本还田利用。

2.6 沼气排空现象严重

据调查,55%以上的养鸭企业生产的沼气没有利用而排入空气中,其危害很大。因为沼气的主要成分是温室气体甲烷,甲烷占农业温室气体排放量的50%,其暖化潜能是二氧化碳的25倍。近些年二氧化碳、沼气、氧化亚氮等温室气体排放形成的温室效应造成全球变暖,自然灾害突发频发,造成的损失也越来越大。

建议:加强监管,把生产的沼气用起来,即使不用至少要采取燃烧措施。

2.7 养鸭污水采取第三方集中处理模式

不建议养鸭污水进行第三方集中处理,因为现在的人工运输费用很高,收集之后无论是生产沼气还是其他用途都不经济。

建议:以各自独立为自己负责方式为主,委托第三方处理为辅,采取有效措施实现最大限度的就地就近还田利用。

2.8 鸭粪污还田不符合标准

一是没有无害化或无害化处理不彻底,通过氧化塘处理滞留时间短,有的不足一个月。虽然目前国家没有相关标准,但从欧美国家的要求看一般不低于4个月。二是还田量比较随意,不仅浪费资源,而且对环境造成污染。

建议:鸭粪污作为肥料利用,遵循有关标准和要求,好氧堆肥堆体温度55 ℃以上;条垛式堆肥维持时间不得少于15d;槽式不得少于7d;反应器不少于5d;氧化塘处理时间不少于4个月;厌氧发酵常温≥30d,中温(35℃)≥7d,高温(53±2)℃≥2d。

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