快速無公害處理人畜糞便對環境的意義

成旭　孟祥棟　鄭里華　陸夢瑤　韓瑞澤　張澤　張立穎　凌克首　呂國才

摘 要：文章分析了目前養殖場、農業用肥、城郊及鄉村的衛生狀況，提出使用家庭糞便快速生成有機肥的技術（獲得國家專利：ZL 201220109642.1），不用水沖、不通過排水管網、下水道及污水處理廠，快速無公害處理公共廁所、養殖場糞便及農村有機垃圾，進而減少抗生素的使用及排放量，減少農藥、化肥的使用，不僅能促進綠色有機產品發展，而且可以徹底改善環境衛生狀況，投入很少，運營成本低，造福人類環境。

關鍵詞：人禽畜糞便 抗生素 化肥 除臭劑 農藥 零污染排放 動物福利 餐廚垃圾 垃圾收費

中圖分類號：X713.031 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（b）-0121-03

1 人禽畜糞便現狀

1980年以來，我國陸續建造了許多禽畜養殖場，養殖規模越來越大，逐步發展成為一個獨立的行業，禽畜糞便的數量急劇增加，成為一些城市郊區最嚴重、最重要的類似工廠污染的大型污染源[1]。

全國禽畜糞便年排放量已達18.84億噸，相當于工業廢棄物年排放量的3.4 倍，大量的禽畜糞便，已與工業廢水、生活污水并列，成為水環境污染的三大源頭之一并成為阻礙禽畜養殖業可持續發展的重要因素[2]。

高密度畜禽養殖場，大多數采用水沖洗清理糞尿，水泥地面每天幾次的沖洗，稀釋了糞肥，制作成肥料或產業化前，還須固、液分離，這樣會有相當部分被直接排放到周邊環境，造成大范圍的污染。

禽畜糞便含有大量的病原體及其他污染物，影響土壤水體、飲用水源危及人民健康，養殖業與種植業的日益分離，也使禽畜糞便未作妥善處理和有效利用。采用傳統方法直接還田、由于量大往往難以消化，必須借助于新技術，對禽畜糞便進行無公害處理、轉化成有用的資源，是畜禽產業與環境持續發展的必需。

我國目前畜禽糞尿的利用率不高，大中型養殖場，一般不到 20%，如北京市的畜禽糞便加工處理能力僅有22萬噸，處理率僅為3%[3]。

2010年《全國第一次污染源普查公報》顯示，畜禽養殖業的污染排放已經成為我國最重要的農業面源污染源之一，到2020年我國畜禽污染排放將會比2007年增加37%[4]。我國目前農村的面源污染中，35%～40 %來源于畜禽糞便，10%～15%來源于化肥，而50%來源于村鎮的生活垃圾與生活污水。

由于農業生產長期使用化肥，造成土壤板結、沙化、地力下降， 我國土壤平均有機質含量已接近聯合國公布的最貧瘠的土壤水平，土壤改良迫在眉睫，最直接最根本的途徑是多使用有機肥和農家肥，少用化肥[5]。

我國模仿西方工業國家經歷160多年、才逐步發展起來的水沖廁 所的污水、糞便合并處理系統，導致城市糞便質量變差，城市糞便已逐漸失去傳統的土地處置途徑，相當數量的污水糞便向城郊區域隨意傾倒，給環境和健康帶來嚴重的影響，已成為許多城市急需解決的重大問題。

根據國外經驗和我國財力狀況，排水管網污水處理系統，要達到歐美城市較高普及率與配套的水平，至少還需幾十年時間。即使在下水道普及地區，化糞池糞渣仍有類似旱廁糞便的無害處理問題。

禽畜糞便不作無害處理，不僅對周圍環境的水源、土壤、空氣、農作物造成嚴重污染，成為公害，甚至成為人、禽畜共（互）患病的污染源。

對養殖場不全面進行防疫，僅靠消毒等治標措施，不發生疫情只是僥幸偶然。

在20世紀上半葉，血吸蟲病泛濫于長江流域，文獻表明糞水污染在引發和加劇這一泛濫中起著重要作用。糞便是約30種傳染病和寄生蟲病的源頭，這一地區河流密布，降雨量充沛，疫病傳播快。

2004年發布的《與健康相關的水、環境衛生和個人衛生事實與數據》中，世界衛生組織進一步強調，“血吸蟲病與不衛生的糞便處理和缺乏安全水源密切相關；改善基本的環境衛生可使該疾病感染率降低77%以上，人畜糞便無害處理是最基本的和理論上最有效的血吸蟲病控制方法”[6]。

2 現有的解決辦法

我國對禽畜糞便的處理有3種方法：（1）通過高溫滅菌消毒處理制作飼料、肥料等；（2）通過堆肥發酵做成肥料；（3）隨意排放、堆放，不作什么處理。

高溫干燥機處理糞便，利用煤、電或燃氣等升溫至幾百度使之干燥，此法滅菌、干燥一次完成，生產率高，可實現工業化生產，主要問題是設施初期投資大、能耗高、運行成本高，干燥處理過程中會產生臭氣，污染周邊的空氣環境，對糞便含水率有一定要求。

大中型畜禽養殖場遠離居民區，使沼氣的利用、沼液和沼渣的處理遇到困難，還需要投資，沼氣池發酵方法，生成的大量污水又會造成嚴重的環境污染。而且夏天雨季和冬天封凍期不能利用，畜禽糞便的污染更為嚴重，有些已建的沼氣處理池基本陷入困境、甚至被閑置，如北京葦溝豬場沼氣池。

目前還沒有適合全國各地的新型高效處理技術。畜禽糞便的資源化、無害化處理和綜合利用是我國今后的發展方向。

畜禽糞便，是當今世界各國的飼養業所面臨的共同難題。美國、日本、荷蘭等發達國家，從1960年代中期就開始解決養殖場的糞便處理問題，開發了各種處理技術和設備，但由于經營成本和環境保護等原因，糞便處理問題至今尚未得到徹底解決[7]。

日本采用高溫焚燒處理糞便（約800 ℃～850 ℃），運營成本大。

當前，世界許多國家日益采用厭氧（甲烷）發酵方法處理畜禽糞便，至今仍缺少簡單、可靠、準確和持久的糞便收集和轉運系統，來保證糞便處理成本低，持續時間長。

傳統發酵處理糞便方式不僅占場地、時間長、費用高，操作環境惡劣且有污染，肥料含水量高，仍有惡臭，商品性差，經濟效益也不高。

良好干凈的衛生飼養環境有利于禽畜的生長性能達到最佳。

3 糞便和垃圾的危害

幾十年來，獸藥抗生素被禽畜養殖業廣泛用于防病、治病、促進動物生長和提高產量，它們的使用給人們帶來了巨大經濟效益，但近年研究表明，獸藥抗生素的過度使用可能對人類生存環境造成極大威脅，在動物體內只有大約12%～20%被吸收，其余均以原藥或代謝物的形式隨畜禽糞便排出。這些殘留抗生素進入農田土壤環境，也將污染土壤。如果欄舍衛生搞干凈，就可以大幅度降低動物患病，從而大量減少抗生素的使用。

不作無害處理的禽畜糞便，有可能成為人、畜禽共（互）患病的污染源。高致病性禽流感病毒 H5N1、豬丹毒、豬瘟、副傷寒、布氏桿菌、鉤端螺旋體、炭疽等大量的病原微生物、寄生蟲及蟲卵，人畜共患疾病的傳播，主要載體，這些疾病如在大中型畜禽養殖場暴發， 后果不堪設想。這些病菌可在土壤中保持致病力數年、甚至數十年之久。

很多養殖場疫病產生的原因基本都是細菌和病毒感染，從疫病的角度來考慮，糞便無害化處理必不可少。而且，從動物福利方面，糞便的堆積會產生惡臭的有毒氣體物質，達到一定程度，勢必影響禽畜的生長健康，引起一系列疾病。有些地區由于沒有專門處理糞便的技術和場所，再加之糞便不適合長途運輸集中處理， 通常就地處理。

目前已發現可引起感冒的病毒有12種200余型，人在一種病毒感染治愈后不久，有可能被另一種病毒所感染，可能會反復患感冒，前次感冒未愈，下次感冒又起，整天咽癢喉痛等。動物也有類似情況。

2005年12月31日頒布了《中共中央國務院關于推進社會主義新農村建設的若干意見》，將 “建設社會主義新農村的重大歷史任務”具體化，重點推廣廢物綜合利用技術，“加強村莊規劃和人居環境治理。帶動農村改圈、改廁、改廚”。

有機生活垃圾是指能降解、發酵、分解的所有生活垃圾中有機質物料的廢棄物，它包含剩菜剩飯、瓜皮果殼、菜皮、茶葉渣、魚蝦、過期食品、養殖業排泄物等。這些常用來養豬等，在市區存放到夜里運到郊區養殖場，冬天氣溫低可能不會變質，夏天尤其南方溫度高，很多還沒外送就已經變質，動物福利方面，禽畜吃了變質食物，肯定患病，因此，對喂養禽畜的有機生活廢棄物也應作滅菌消毒處理。一是大量減少抗生素的使用，對吃肉的人群、環境也有益。

養殖場中的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、一氧化碳和甲烷等，這些氣體對禽畜的健康都有嚴重的影響。

4 可行的解決辦法

堆肥溫度達到50 ℃～70 ℃，能有效清滅病原微生物、寄生蟲等等，實現無公害化利用的目的。

工廠化養殖場采用漏縫地板，糞便通過地板下面的漏斗漏到容器里，輔以綠色制品除臭劑，既可抑制細菌，又能除臭，可減少臭氣濃度50%～80%，合理盡可能少地用水清掃欄舍，采用糞便快速生成有機肥的專利技術（獲得國家專利：ZL 201220109642.1），定時（如2 h）對收集的糞便（含液體）進行熱處理，達到100 ℃可充分殺滅病菌、蟲卵等，可將處理后的液體糞便通過液體泵或裝運車直接用于土地施肥，脫水后的固體糞便，避免病原微生物再次繁殖，可繼續熱處理制成顆粒狀肥料或飼料，包裝存放。保持養殖場衛生、空氣清潔。

在一些城郊養殖比較集中的地區，用該專利技術處理畜禽糞便，可以制成飼料或肥料，在市場上出售，促使養殖業可持續發展。

采用該技術減少欄舍及周圍環境難聞氣體含量，減少了通風設備的使用時間，減少舍內禽畜糞便的滯留時間，養殖場的清潔衛生能防止疾病傳播，減少了禽畜接觸糞便的機會，大量減少抗生素等醫藥費用，也減少了抗生素等向環境的排放量。

采用該專利技術快速無害化處理人畜糞便，制成高效有機肥， 處理時間短（不用水沖，一次排泄量不到1 h）、效率高，除臭、滅菌徹底，無“三廢”排放，肥料中的有機質和養分不受損失，可以大量減少化肥用量。設施簡單、投資少、運行成本低，而且可殺滅蟲卵，達到衛生防疫和生產商品飼料的要求。CCTV-7曾經報道，云南等多個地方，農田用有機肥、不用化肥，田里農作物不起蟲，不用打農藥[8]。

我國農村有著幾千年的“零排放”傳統，尋求一種與城市根本不同的垃圾處置模式。傳統農業，垃圾幾乎可以全量循環，有機物，用這項專利技術，將有機物垃圾（如農作物殘留和廚余等）和糞便等以直接還田的形式進入自然循環系統，雖然不存在絕對“零污染”垃圾處理方式，但這種有機垃圾循環模式可以大大減少環境污染，有利于可持續性農業的發展。這些農業附產物可以用做肥料、燃料、飼料等，形成一種良好的循環經濟模式。

有機生活垃圾處理時，必須控制餐飲企業和食堂的餐廚垃圾總量，以控制有機肥料的含鹽量。

5 展望

實行收取垃圾處理費制度，按照國際慣例，垃圾處理項目由國家投入建成后，將靠收取垃圾處理費以保證營運。垃圾回收獎勵制度、污染者負擔制度、循環經濟法、垃圾回收法等，用經濟、技術、政策鼓勵與支持減少生活垃圾的產生量和綜合回收利用[9]。

人禽畜糞便資源化利用的好處：一是增加土壤中的有機質含量，有利于土壤的保護；二是減少污染物的排放及處理成本，有利于環境保護，提高經濟效益；三是養殖企業可以變廢為寶，增加收入；四是國家推行人禽畜糞便資源化利用政策，可以發展一個新的產業，培育一個新的經濟增長點。

這項專利技術同樣適用于廁所糞便無公害處理。不通過下水道、不用水沖，能夠取代廁所，使污染不出各戶。廁所是衡量人類社會文明的重要標志，改善廁所衛生狀況直接關系到人民的健康和環境狀況。這項專利技術將為人類文明進步、環境健康及發展綠色農業作出貢獻。

參考文獻

[1] 楊朝飛.加強禽畜糞便污染防治迫在眉睫[J].生態與自然保護，2001（2）：32-35.

[2] 肖永慶.現代化養豬的糞便處理與資源化途徑[J].農業環境保護，1998，17（6）：281-283.

[3] 黃鴻翔，李書田，李向林，等.我國有機肥的現狀與發展前景分析[J].土壤肥料，2006（1）：3-8.

[4] 莫海霞，仇煥廣，王金霞，等.我國畜禽排泄物處理方式及其影響因素[J].農業環境與發展，2011（6）：59-64.

[5] 孫明湖，何洪，閃紅光，等.禽畜糞便處理設備與有機肥生產[J].農業環境與發展，2002（5）：33-35.

[6] 李建.糞便處理和農業利用與血吸蟲病在長江流域的流行：1905～1949[J].長沙電力學院學報：自然科學版，2006（4）：140-143.

[7] 封俊，沈雪民，劉春和.我國畜禽糞便處理設備的研究現狀及其發展趨勢[J].農業工程學報，1993（S1）：134-138.

[8] 成旭，徐浚洋，韓瑞澤.家庭生產有機肥—傳統廁所的革命[J].科技風，2016（15）：189.

[9] 劉永鋒，王兆禮.廣州市生活垃圾處理問題初探[J].云南地理環境研究，2003（4）：72-77.