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畜禽粪污资源化利用模式探讨

2021-10-31王亮高学伟李宁

湖北畜牧兽医 2021年7期
关键词:资源化

王亮 高学伟 李宁

摘要:随着国家对环境保护力度的加大,对畜禽粪污的治理势在必行。分析了畜禽粪污处理现状,介绍了处理畜禽粪污的方式,主要有自然发酵法、发酵床法、生产有机肥、沼气工程、种养结合等。对畜禽粪污的处理应根据饲养方式、排污量大小、排污方式等,按照清洁化生产的原则,选择最适宜的处理工艺与综合利用模式,满足减量化、无害化、资源化、生态化的要求。

关键词:畜禽粪污;资源化;利用模式

中图分类号:X713        文献标识码:B        文章编号:1007-273X(2021)07-0030-02

近年来,随着畜禽养殖数量不断增加,每年产生的粪污数量巨大,但因为缺乏必要的资金投入和技术推广服务,导致大量的畜禽粪污不能被资源化利用,加剧了对环境的污染,随着国家对环境保护力度加大,对畜禽粪污的治理迫在眉睫。

1 畜禽粪污处理现状

随着我国畜禽养殖规模化、集约化的兴起,畜禽产能逐年提升,粪污排放量持续增多,呈现出以下特点。

1.1 排放量递增

据统计,全国畜禽粪便的年排放量从1988年的18.8亿t逐年上升,1998年已达到35亿t[1]。根据农业农村部《重点流域农业面源污染综合治理示范工程建设规划(2016—2020)》,我国每年畜禽粪污产生量约38亿t,但综合利用率不足60%。

1.2 污染影响大

粪便中COD、BOD及残留的重金属会造成水体浑浊、变黑,畜禽污水未经处理会含有大量的N、P,导致水体富营养化;粪污散发出的NH3、H2S等恶臭气体对大气产生污染;畜禽粪便中含有细菌、病毒、寄生虫,并且孳生蚊蝇等,这些病原体会传播疾病,造成人、畜传染病的蔓延[2]。

1.3 技术推广少

对畜禽粪污的控源减排、清洁生产、无害化处理、资源化利用等技术层面的研究较为成熟,但缺乏专门的推广和服务力量,资金投入少,市场化运作满足不了需求。

2 畜禽粪污处理原则

对畜禽粪污的处理应根据饲养工艺、排污量大小、排污方式等,按照清洁化生产的原则,进行可操作的调整。结合废弃物处理、环境保护、资源综合利用和生态农业生产的要求,选择最适宜的处理工艺与综合利用模式,应满足减量化、无害化、资源化、生态化的要求。减量化就是有效削减污染总量,如采取干清粪工艺、实施雨污分离等,并将污水减少到最低限度,从污染源头减少粪污产生量;无害化就是选用先进工艺技术对畜禽粪污加工处理,消除污染,杀灭病菌,实现污水达标排放和能源生态综合利用的零排放;资源化就是利用生物有氧发酵,配套先进的生产工艺生产有机肥,利用生物厌氧发酵生产沼气,提供能源;生态化就是建成“畜-污-沼-饲(菜、果)-畜(人)”“畜-污-肥-饲(菜、果)-畜(人)”种养结合、农牧循环的生态平衡系统,为发展有机农业提供依托。

3 畜禽粪污资源化处理方式

3.1 自然发酵法

对养殖场产生的粪便、尿和污水集中收集,全部进入氧化塘贮存,氧化塘分为敞开式和覆膜式两类,粪污在氧化塘内厌氧发酵,在施肥季节进行农田利用。

模式特点:粪污收集、处理、贮存设施建设成本低,处理利用费用也较低。粪便和污水全量收集,養分利用率高。粪污贮存周期一般要达到半年以上,要有足够的土地建设氧化塘贮存设施,需配备粪肥输送设备。主要适用于各类中小型畜禽养殖场和散养户。

3.2 发酵床法

将发酵菌种与秸秆等混合制成有机垫料,利用微生物对粪便分解,形成有机肥还田。猪床免冲洗,粪便和尿液直接与垫料混合,利用猪喜好翻拱的特性,使垫料与粪污混合均匀进行发酵分解和无害化处理;或垫料不直接与生猪接触,猪舍免冲洗,粪便和尿液通过漏缝地板进入下层垫料或转移到舍外铺设垫料的发酵槽中,通过机械翻抛,经过一段时间发酵后,可直接作为有机肥料进行利用。

模式特点:饲养过程不产生污水,处理成本低。垫料经进一步发酵后,可制作有机肥料还田。但是发酵床养猪也存在一些缺点,如成本高、发酵床护理不好易造成“死床”等[3]。粪便和尿液混合含水量高,发酵分解时间长,寒冷地区使用受限。主要适用于中小型生猪养殖场,其中舍外发酵床适用于年出栏1 000~2 000头的养猪场。

3.3 生产有机肥

主要是采用好氧堆肥发酵。在有氧条件下,依靠好氧微生物的作用使粪便中有机物质稳定化。好氧堆肥有条垛、静态通气、槽式、容器等4种堆肥形式。堆肥过程中可通过调节碳氮比、控制堆温、通风、添加沸石和采用生物过滤床等技术进行除臭。以生猪、肉牛、蛋鸡、肉鸡和羊规模养殖场的固体粪便为主,经好氧堆肥无害化处理后,就地农田利用或生产有机肥。

模式特点:好氧发酵温度高,粪便无害化处理较彻底,发酵周期短、附加值高、经济效益显著。但是该模式需专业的设施设备,投资较大,技术较为复杂,人工控制需及时跟进。主要适用于各类大型养殖场、养殖密集区和区域性有机肥生产中心。

3.4 沼气工程

建设大型沼气工程,养殖场畜禽粪便、尿液及其冲洗污水经过预处理后进入厌氧反应器,经厌氧发酵产生沼气、沼渣和沼液。沼气发电上网或提纯生物天然气入户,沼渣、沼液可生产有机肥。

模式特点:对养殖场的粪便和污水集中统一处理,减少小规模养殖场粪污处理设施的投资。专业化运行,能源化利用效率高。但一次性投资较大,沼液产生量多,处理成本较高,需配套后续处理工艺。适用于大型规模养殖场或养殖密集区,要求具备沼气发电上网或生物天然气进入管网条件,需要地方政府配套政策予以保障。

3.5 种养结合

即“以地定养、以养肥地、种养对接”,根据畜禽养殖规模配套相应粪污消纳土地,或根据种植需要发展相应养殖场户。畜禽粪便和污水采取不同方式处理后,直接用于农作物、蔬菜、果品生产,形成农牧良性循环,维护畜禽健康养殖,生产高端农产品,提高土壤肥力,实现生态、经济效益双丰收,适用于发展有机农业的农场。

4 结语

绿色发展是构建高质量畜牧业的必然要求。当前,畜牧业已由高速发展阶段转向高质量发展阶段,发展畜牧业不能片面地追求速度,而更要注重发展的可持续性和高质量,粗放的饲养模式已经不适应现代发展要求,绿色、优质、环保将是未来畜牧业发展的必然趋势。

参考文献:

[1] 陈丹丹,谷子林,王圆圆,等.畜禽粪便污染及其防治措施的研究[A].生态环境与畜牧业可持续发展学术研讨会暨中国畜牧兽医学会2012年学术年会和第七届全国畜牧兽医青年科技工作者学术研讨会[C].北京:中国畜牧兽医学会、中国农业工程学会,2012.

[2] 刘 芳.畜牧产业发展对环境的影响[J].农业环境与发展,2000,17(1):30-33.

[3] 刘向明.猪场生物发酵床垫料卫生研究[D].武汉:华中农业大学,2012.

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