大城市近郊畜禽糞便資源化利用問(wèn)題及對(duì)策

楊琴 樊戰(zhàn)輝 孫家賓 彭朝輝 朱順熙

摘要?就新津縣畜禽糞便資源化利用存在的問(wèn)題做出梳理，并提出相應(yīng)的解決措施。提出畜禽糞便資源化利用工藝模式推薦：根據(jù)糞便來(lái)源不同，提出干清糞能源生態(tài)模式和全進(jìn)料能源生態(tài)型模式;根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模不同，提出不同規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)資源化利用技術(shù)推薦。

關(guān)鍵詞?畜禽糞便;資源化;存在問(wèn)題;對(duì)策

中圖分類號(hào)?X713文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A文章編號(hào)?0517-6611（2018）35-0087-04

畜禽養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)甚至是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖量居世界第一，畜禽糞便排放總量大，含能量豐富，不合理肥料化不僅會(huì)導(dǎo)致耕地負(fù)荷超標(biāo)還會(huì)造成環(huán)境污染。畜禽糞便已經(jīng)是世界公認(rèn)的農(nóng)村面源污染的主要來(lái)源，我國(guó)畜禽糞便利用率低，農(nóng)村面源污染日益嚴(yán)重，已經(jīng)威脅到廣大農(nóng)村的生態(tài)安全。四川又是養(yǎng)殖業(yè)大省，畜禽糞便資源總量居全國(guó)第四位[1]。畜禽糞便屬于生物質(zhì)能源，屬于可再生能源的一種，畜禽糞便資源化利用不僅能解決環(huán)境問(wèn)題，還能解決能源短缺問(wèn)題，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和21世紀(jì)能源戰(zhàn)略意義重大。因此，畜禽糞便資源化利用是其未來(lái)利用的主要方向，尋找畜禽糞便資源化的有效途徑迫在眉睫。

1?畜禽糞便資源化利用存在的問(wèn)題

新津按照成都衛(wèi)星城建設(shè)的總體部署，大力推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖量擴(kuò)大，畜禽糞便產(chǎn)生更為集中，畜禽糞便資源化利用存在以下問(wèn)題。

1.1?畜禽養(yǎng)殖污染物排放總量大

2016年新津縣出欄畜禽總數(shù)12 119 205頭（只）。全縣畜禽養(yǎng)殖糞便達(dá)569 784 t，其中化學(xué)需氧量排放總量22 928 t，氨氮排放總量2 056 t，總磷排放總量2 955 t、總氮排放總量228 088 t，占全縣農(nóng)業(yè)資源總量的份額較大，新津縣畜禽出欄量及養(yǎng)殖污染物質(zhì)產(chǎn)生量如表1所示。

1.2?資源化利用成本高，對(duì)財(cái)政資金依賴大

新津縣十三五規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容如表2所示，其中需要固液分離設(shè)施60套，有機(jī)堆肥漚場(chǎng)10 000 m2，沼氣工程20 000 m3，沼液貯存池20 000 m3，沼肥轉(zhuǎn)運(yùn)合作社25個(gè)。新津縣規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容投資估算如表3所示，僅規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容，新津縣就需投資5 040萬(wàn)元。資源化利用成本較高，大多“入不敷出”，其中大部分依賴政府補(bǔ)貼。工程運(yùn)營(yíng)者、管理者也不愿提高工程效益，僅僅滿足于財(cái)政補(bǔ)貼現(xiàn)狀。政府無(wú)法回收前期相應(yīng)投資，也就是說(shuō)，大多數(shù)沼氣工程政府只能是無(wú)償投資。我國(guó)政府為了推動(dòng)沼氣行業(yè)發(fā)展，已先后施行了國(guó)債項(xiàng)目、亞行貸款項(xiàng)目，給予沼氣項(xiàng)目補(bǔ)貼，對(duì)沼氣行業(yè)已累計(jì)投入300億元[3-4]。

1.3?畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化水平低

目前，新津縣納入規(guī)模化養(yǎng)殖的養(yǎng)殖量占養(yǎng)殖總量的比重不高，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的養(yǎng)殖場(chǎng)占較大比例。雞、鴨、鵪鶉等小家禽的養(yǎng)殖量占養(yǎng)殖總量的比重較大，但雞、鴨、鵪鶉等小家禽的養(yǎng)殖大多沒(méi)有建設(shè)規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)。同時(shí)，牛、羊等食草動(dòng)物仍以散養(yǎng)為主，且散養(yǎng)戶飼養(yǎng)觀念落后，飼養(yǎng)方法不科學(xué)，缺乏畜禽糞便治理設(shè)施，隨意排放的畜禽糞便極易造成農(nóng)田及土壤的污染，影響環(huán)境衛(wèi)生和居民健康。

新津縣配套處理畜禽糞便的沼氣工程產(chǎn)業(yè)模式單一，主要以戶用沼氣模式為主，沼氣發(fā)電和氣肥聯(lián)產(chǎn)等模式雖有過(guò)試點(diǎn)，但效果不佳，大多已經(jīng)閑置[5-6]。新的規(guī)模化處理技術(shù)仍處于研究階段，與規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化有一定的距離。

1.4?污染防治設(shè)施不到位

新津縣部分規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)未建設(shè)與其規(guī)模相匹配的污染治理設(shè)施，或建設(shè)污染防治配套設(shè)施不合格，未能實(shí)現(xiàn)畜禽糞便綜合利用或無(wú)害化處理。畜禽糞便資源化利用關(guān)鍵在于技術(shù)創(chuàng)新，現(xiàn)有的資源化利用技術(shù)存在環(huán)境隱患[7]。污染防治設(shè)施不到位，在糞便進(jìn)入資源化利用之前，未將糞便進(jìn)行除臭處理，臭味氣體向空氣中擴(kuò)散，老鼠、蟑螂滋生等較為常見(jiàn)。

1.5?種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)分離，結(jié)合不緊密

種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)在發(fā)展過(guò)程中分離，種植業(yè)的增長(zhǎng)在很大程度上依賴于資源開(kāi)發(fā)和化石資源投入的增加，大量使用化肥、農(nóng)藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等化學(xué)物品，帶來(lái)了環(huán)境污染、生物多樣性減少或消失、土壤板結(jié)造成的自然肥力退化、地下水資源污染、食品安全等問(wèn)題。畜禽養(yǎng)殖不斷向規(guī)模化、集約化轉(zhuǎn)變的同時(shí)，畜禽糞污大幅增加，由于還田利用不暢、綜合利用水平不高，既浪費(fèi)了寶貴的資源，也對(duì)環(huán)境造成了污染，局部地區(qū)甚至成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源。

2?對(duì)策

2.1?加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化和標(biāo)準(zhǔn)化

新津縣應(yīng)按照“養(yǎng)殖集約化、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化”的發(fā)展思路，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，創(chuàng)新發(fā)展途徑，推進(jìn)全縣散養(yǎng)戶快速向適度規(guī)模化轉(zhuǎn)移，促進(jìn)全縣畜禽養(yǎng)殖健康發(fā)展。深入開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化示范創(chuàng)建活動(dòng)，加強(qiáng)示范引導(dǎo)，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，規(guī)范畜禽養(yǎng)殖行為，整合“小而散”畜禽養(yǎng)殖散戶，扶持發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化適度規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)。

46卷35期?楊 琴等?大城市近郊畜禽糞便資源化利用問(wèn)題及對(duì)策

2.2?加快發(fā)展適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)

創(chuàng)新農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)體制機(jī)制的重要舉措，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革，是推動(dòng)養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)有機(jī)結(jié)合的重要抓手，是開(kāi)展畜禽養(yǎng)殖糞污資源化利用的基礎(chǔ)。畜禽糞便資源化要從依賴政府補(bǔ)貼到市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，引入社會(huì)資本，提升畜禽糞便資源化活力，加快發(fā)展適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)。

2.3?種養(yǎng)平衡合理布局

以新津縣推進(jìn)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)為契機(jī)，按照科學(xué)的耕地載畜量原則，推行以地定產(chǎn)、以產(chǎn)定肥、以肥定畜，鼓勵(lì)種植企業(yè)使用畜禽糞便有機(jī)肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，根據(jù)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)的數(shù)量和布局推進(jìn)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的布局，以期形成適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)用肥封閉體系的形成。

2.4?完善配套設(shè)施

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)、養(yǎng)殖散戶應(yīng)當(dāng)根據(jù)畜禽糞便資源化利用需要，建設(shè)相應(yīng)的畜禽糞便、污水與雨水分流設(shè)施，畜禽糞便、污水的貯存設(shè)施，糞污厭氧消化和干糞堆漚、有機(jī)肥加工、制取沼氣、沼渣沼液分離和輸送、灌溉管網(wǎng)、畜禽尸體處理等綜合利用和無(wú)害化處理設(shè)施。

2.5?推行清潔生產(chǎn)和健康養(yǎng)殖技術(shù)

引入清潔生產(chǎn)和健康養(yǎng)殖的概念，采用清潔生產(chǎn)工藝模式。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的清潔和健康生產(chǎn)是將畜禽養(yǎng)殖污染預(yù)防戰(zhàn)略持續(xù)應(yīng)用于畜牧生產(chǎn)的全過(guò)程，通過(guò)采用科學(xué)合理的飼料配方、先進(jìn)的清糞工藝以及飼養(yǎng)管理和技術(shù)，減少?gòu)U棄物的排放，提高資源利用率[8]。

3?資源化利用工藝模式

基于存在的問(wèn)題該研究提出畜禽糞便資源化利用工藝模式，根據(jù)糞便來(lái)源分為干清糞能源生態(tài)模式和全進(jìn)料能源生態(tài)型模式。

3.1?干清糞能源生態(tài)型模式

養(yǎng)殖場(chǎng)糞污排泄物經(jīng)干清糞和固液分離后，糞渣固體經(jīng)過(guò)堆漚發(fā)酵制成有機(jī)肥，集中運(yùn)輸至糧油作物、菜園、果園等用于基肥、追肥;污水則進(jìn)入沼氣工程厭氧發(fā)酵，沼液通過(guò)專門管道或車輛運(yùn)輸至果園、菜園、糧油作物等用于基肥、追肥，干清糞能源生態(tài)型模式如圖1所示。

養(yǎng)殖場(chǎng)采用干清糞工藝，配套固液分離設(shè)備日產(chǎn)日清，盡量減少?zèng)_水量。分離的干清糞貯于貯糞池。貯糞池建筑要分間設(shè)計(jì)，有頂棚屋頂，防止雨水進(jìn)入池內(nèi)，池底要防水、防漏。自然發(fā)酵熟化的糞便可加工成有機(jī)肥，或定期將肥料運(yùn)到果（糧油、菜）園，作為基肥或追肥。

分離后的污水進(jìn)入沼氣工程厭氧發(fā)酵，沼液進(jìn)入貯糞池。貯糞池建設(shè)的總?cè)萘坎坏玫陀谵r(nóng)林作物生產(chǎn)用肥的最大間隔時(shí)間內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)排放沼液的總量。

養(yǎng)殖場(chǎng)要在田間、果林等鋪設(shè)管網(wǎng)灌溉系統(tǒng)，把貯液池的液肥輸送到田間、果林。這種模式將糞污作為有機(jī)肥料被農(nóng)作物完全吸收利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境及水源造成污染，強(qiáng)調(diào)的是種養(yǎng)結(jié)合，沼氣工程投資成本和運(yùn)行費(fèi)用低，有機(jī)固肥直接經(jīng)濟(jì)效益明顯，且需周邊配套耕地面積較少[9]。

3.2?全進(jìn)料能源生態(tài)型模式

對(duì)存欄規(guī)模較少、沒(méi)必要固液分離的或存糞時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、不易固液分離的養(yǎng)殖場(chǎng)，可將所有養(yǎng)殖廢棄物全部進(jìn)入沼氣工程進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣用于發(fā)電或直燃供熱;產(chǎn)生沼液進(jìn)入沼液貯存池內(nèi)暫時(shí)貯存，再用管網(wǎng)或轉(zhuǎn)運(yùn)車輛送至耕地還田，全進(jìn)料能源生態(tài)型模式。這種模式省去固液分離以及建設(shè)有機(jī)肥堆漚設(shè)施投資和運(yùn)行管理，且沼氣工程產(chǎn)生的沼氣量最大，畜禽糞污能源效益最高。

4?不同規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)資源化利用技術(shù)

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理模式的選擇與養(yǎng)殖規(guī)模、環(huán)境、管理水平等因素有關(guān)，根據(jù)研究，提出以下幾種主要技術(shù)推薦。

4.1?小型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)

對(duì)于年出欄生豬500頭（存欄300頭）左右的規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)，其糞污資源化利用技術(shù)。

該技術(shù)主要以糞、尿沖洗水為發(fā)酵原料，沼氣工程宜采用200 m3地埋推流式（PFR）工藝，因產(chǎn)氣量較大，應(yīng)考慮建50 m3濕式氣柜，沼氣自用和就近供氣相結(jié)合。若養(yǎng)殖場(chǎng)周邊有6.67 hm2的種植業(yè)耕地，可建沼液還田利用管網(wǎng)，實(shí)施就地還田;若周邊無(wú)耕地或耕地不足，應(yīng)采用沼肥轉(zhuǎn)運(yùn)合作社機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)異地還田。

4.2?中型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)

對(duì)于年出欄500～1 000頭（存欄300～600頭），其糞污資源化利用技術(shù)。

該技術(shù)要求干清糞和固液分離，干糞和糞渣通過(guò)堆漚制有機(jī)肥，場(chǎng)內(nèi)要建堆肥車間，宜建地埋推流式（PFR）沼氣工程400～800 m3、建濕式氣柜50～100 m3、場(chǎng)內(nèi)貯液池200～400 m3，配置30～80 kW沼氣發(fā)電機(jī)，沼氣利用主要通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)電利用，若該養(yǎng)殖場(chǎng)配套有13.33～26.67 hm2耕地，可通過(guò)沼液灌溉系統(tǒng)直接還田;若無(wú)配套種植業(yè)耕地，應(yīng)通過(guò)沼液轉(zhuǎn)運(yùn)專業(yè)合作社轉(zhuǎn)運(yùn)異地還田。

4.3?大型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)

對(duì)于年出欄1 000頭（存欄600頭）以上的較大規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)，其糞污的資源化利用技術(shù)。該技術(shù)主要是建地上常溫完全混合式裝置型（CSTR）沼氣工程200 m3，配建50 m3濕式氣柜和400 m3場(chǎng)內(nèi)沼液貯存池，并配置80 kW的沼氣發(fā)電機(jī)組，沼氣工程產(chǎn)生的沼液一般通過(guò)沼肥轉(zhuǎn)運(yùn)合作社異地還田。

4.4?干糞加工有機(jī)肥技術(shù)

雞糞、牛糞、兔糞主要是干糞，對(duì)于年出欄500頭以上規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)，可獨(dú)立建設(shè)干糞堆漚發(fā)酵制有機(jī)車間，也可聯(lián)合若干家規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)單獨(dú)選址建設(shè)。干糞加工有機(jī)肥技術(shù)。

在生產(chǎn)過(guò)程中按一定比例加入原料（鮮干清糞、粉碎秸稈、谷殼）、水（沼液）、生物降解菌（EM菌）進(jìn)行配比混合，混合好的混合物料輸送到發(fā)酵降解槽內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵降解，由于混合物料中含有發(fā)酵降解適宜的水分（含水率達(dá)65%左右）、生物降解菌（EM菌）和溫度（發(fā)酵初期溫度在55～65 ℃，隨后逐步下降），經(jīng)過(guò)18～20 d的堆漚發(fā)酵、曝氣、翻拌，使物料腐熟降解，殺滅物料中的有害病菌和蟲卵，去除臭味和水分（高溫蒸發(fā)）;經(jīng)發(fā)酵腐熟降解后的物料（含水率在30%左右）進(jìn)入陳化工段，經(jīng)過(guò)約15 d陳化后的物料（含水率在30%以下）進(jìn)入加工包裝工段，經(jīng)過(guò)加工包裝的物料即為發(fā)酵生物有機(jī)質(zhì)肥成品，可進(jìn)庫(kù)發(fā)售，該技術(shù)可提高養(yǎng)殖場(chǎng)直接經(jīng)濟(jì)效益。

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