畜禽糞污資源化利用技術模式探討

李軍平彭 華

（1河南省駐馬店市畜牧站，河南駐馬店 463000；2中國農業科學院農業信息研究所，北京 100081）

我國畜禽糞污處理利用歷史源遠流長，人民群眾在長期的生產生活中，探索出許多行之有效的方式方法，使人與自然和諧相處。但是，近年來隨著規模養殖的快速發展，種養分離矛盾日益突出，畜禽糞污治理任務日益艱巨，各地因地制宜、積極探索、不斷實踐，形成了許多比較成熟的技術模式。2017年5月，在各地推進畜禽糞污處理實踐的基礎上，原農業部收集整理了畜禽糞污資源化處理的7種典型模式。本文結合調研實際，對其中應用較為廣泛的4種技術模式進行深入研究，即糞污專業化能源利用模式、污水肥料化利用模式、固體糞便堆肥利用模式、異位發酵床模式，對每種模式的技術特點、適用范圍、節點控制內容進行闡述，以期為各個畜牧部門和養殖企業選擇行之有效的處理模式提供參考。

1 糞污專業化能源利用模式

1.1 基本特點

以專業生產可再生能源為主要目的，養殖場建設或依托現有大型沼氣工程，進行高濃度厭氧發酵，沼氣發電上網，沼渣生產有機肥供農田利用，沼液農田利用或深度處理后達標排放（見圖1）。

1.2 適用范圍

從畜種方面考慮，該模式主要適用于新建或改擴建的大型生豬養殖場，豬舍采用尿泡糞工藝，糞尿、沖洗和飼養管理用水全部排放到全漏縫地板下的糞溝中儲存一定時間后（1～2月），待糞溝裝滿后，打開出口的閘門，將溝中的糞水排除，使糞水流入糞便主干溝，用沼液將其沖入勻漿池中，再進入沼氣池進行厭氧發酵處理，見圖2。產生的沼渣、沼液直接還田利用，或經固液分離后，沼渣生產有機肥后還田利用，沼液直接還田利用或達標排放。

從地區適用性方面考慮，該模式主要適用南方地區，

圖1 糞污專業化能源利用模式工藝流程圖

北方因冬季氣溫較低，使用受限較大。

圖2 專業化能源模式糞污處理流程

1.3 優缺點

該模式優點是運行費用低、節省人力。缺點是糞便被水尿稀釋發酵，產生大量氨氣等有害氣體，導致舍內的空氣質量變差，可通過在豬舍一側安裝風機（圖3），及時將有害氣體輸出，保證豬舍內空氣質量。一次性投資高，能源產品利用難度大，沼液產生量大集中，處理成本較高，需配套后續處理利用工藝。

圖3 裝在豬舍墻體一側的風機

1.4 節點控制

在源頭減量上，一方面可通過在這些養殖場推廣使用微生物制劑、酶制劑等飼料添加劑和低氮、低磷、低礦物質飼料配方，提高飼料轉化效率，促進獸藥和銅、鋅飼料添加劑減量使用，降低糞便產生量；另一方面，鼓勵生豬養殖場改水沖糞為干清糞，改鴨嘴式飲水器為節水型的碗式飲水器，實行雨污分離等措施，從源頭上控制養殖污水產生量。在過程控制上，鼓勵和支持規模養殖場建設標準化圈舍，采用半漏縫地板和機械清糞工藝，配套建設與養殖規模相匹配的沼氣生產設施、沼渣沼液儲存池、發電機組等。在末端利用上，鼓勵養殖場流轉土地發展種植業，與種植大戶簽訂糞污消納協議或委托第三方機構消納本場沼渣沼液。

2 污水肥料化模式

2.1 基本特點

養殖場產生的污水經厭氧發酵或氧化塘處理儲存后，在農田需肥和灌溉期間，將無害化處理的污水與灌溉用水按照一定的比例混合，進行水肥一體化施用，固體糞便進行堆肥發酵就近肥料化利用或委托他人進行集中處理（圖4）。

圖4 污水肥料化利用模式工藝流程圖

2.2 適用范圍

該模式適用于污水產生量較大的生豬養殖場和奶牛養殖場。采用干清糞工藝的養殖場，由人工將干糞運至干糞棚進行堆積發酵，污水經過糞溝進入沼氣池或氧化塘發酵。采用自動清糞的養殖場，收集得到的全量糞污經干濕分離后，干糞堆積發酵，污水進入氧化塘發酵或達標排放或回沖糞溝。該模式適用于各個地區。在人力成本較高的東部及沿海地區，適宜采用自動清糞工藝，在人力成本相對較低的地區可采用干清糞工藝，但可對現有工藝略作改進，如在圈舍的一側架設軌道，放上可移動的裝置，通過拖動將干糞清出圈舍。

圖5 豬欄安裝的軌道及糞斗

2.3 優缺點

該模式工藝較簡單，投資較少。缺點是采用干清糞工藝的養殖場需單獨清出干糞，人力投入大。采用自動清糞工藝的養殖場需對圈舍進行改造，如豬舍改全水泥地面為半漏縫地板，下設糞溝，通過自動刮糞板將圈舍內的糞污清出。牛舍地面改造后安裝自動刮糞板，將糞污刮至圈舍一側的糞溝。另外，干濕分離后產生的污水進入沼氣池發酵，因有機質含量較少，發酵周期較長，沼氣產生量少。

2.4 節點控制

在源頭減量上，一方面可通過在這些養殖場推廣使用微生物制劑、酶制劑等飼料添加劑和低氮、低磷、低礦物質飼料配方，提高飼料轉化效率，促進獸藥和銅、鋅飼料添加劑減量使用，降低糞便產生量；另一方面，鼓勵生豬養殖場改鴨嘴式飲水器為節水型的碗式飲水器，實行雨污分離等措施，從源頭上控制養殖污水產生量。在過程控制上，鼓勵和支持規模養殖場建設與養殖規模配套的儲糞池、氧化塘，建設有機肥加工設施處理本場干清糞等。在末端利用上，鼓勵養殖場流轉土地發展種植業，與種植大戶簽訂糞污消納協議或委托第三方機構消納本場糞污。

圖6 固體糞便堆肥利用工藝流程

3 固體糞便堆肥利用模式

3.1 基本特點

該模式適用于污水產生相對較少的規模化肉雞、蛋雞、肉鴨、兔場、肉牛場、羊場等。雞、鴨、兔為籠養，以固體糞便為主，飲水時漏水（主要是乳頭飲水器，采用碗式飲水器漏水很少），清洗圈舍時也產生少量污水，采用傳送帶或機械刮板將產生的糞污移至舍外，糞污干濕分離后，干糞用清糞車運至堆糞棚進行好氧堆肥處理，生產初級有機肥，就近農田利用；污水在糞污收集池中暫存（圖6）。肉牛場、羊場采用舍飼養殖，同時建有運動場，牛羊排泄的尿液自然蒸發，污水產生量較少。

好氧堆肥主要推廣條垛式堆肥、發酵槽堆肥和生物發酵塔堆肥等3種方式。

條垛式堆肥：將畜禽糞便混合一定比例的秸稈堆成條垛式或三棱形的堆，利用好氧微生物將有機物分解，同時利用堆肥高溫進行無害化處理（圖7）。目前，很多有機肥廠采用此種堆肥方式生產有機肥。部分養殖場利用傳統的堆漚發酵（圖8），對該工藝進行了改進，即先將含水量65%左右的新鮮糞便放入塑料或玻璃鋼遮蓋的陽光棚中進行初級發酵，厚度在10～15 cm左右，發酵10～15天后，大部分水分蒸發，糞便含水率降至60%左右。再將初級發酵的有機肥堆積到一定高度繼續發酵10～15天。該工藝的優點是成本低、設備簡單。缺點是占地面積大，受天氣影響大，臭氣污染大、二次堆積發酵溫度控制難度較大，腐熟不徹底、二次污染嚴重。適用于中等規模的蛋雞場、肉雞場、兔場、牛場、羊場。

發酵槽堆肥：由發酵槽、攪拌機械、通風裝置和發酵大棚（車間）4部分組成（圖9），將含水量65%左右的新鮮糞便放入塑料或玻璃鋼遮蓋的糞床中，攪拌機往復行走，并強制通風排濕。整個發酵周期在30～40天。優點是腐熟徹底，二次污染小，產品質量高。缺點是占地面積大、受天氣影響大、臭氣污染大、投資成本較高，攪拌機易受腐蝕，需定期進行維護和更換。適用于大規模的蛋雞場、肉雞場。

圖7 條垛式堆肥

圖8 傳統堆漚發酵堆肥

圖9 發酵槽堆肥

圖10 生物發酵塔結構圖

生物發酵塔堆肥：利用密閉性多層塔式發酵裝置進行分層發酵，發酵裝置有從頂部進料、底部出料的筒倉，通風系統使空氣從筒倉的底部通過堆料，在筒倉的上部收集和處理廢氣（圖10）。新鮮的畜禽糞便和各種輔料，攪拌均勻后經過皮帶或料斗設備提升到筒倉內，通過翻板滑動使物料逐層下移，在移動過程中完成發酵。優點是占地面積小、自動化程度高、省工省地；不受天氣影響，發酵周期短，臭氣污染小。適用于規模較大的蛋雞場、肉雞場。

3.2 節點控制

在源頭減量上，一方面可通過在養殖場推廣使用微生物制劑、酶制劑等飼料添加劑和低氮、低磷、低礦物質飼料配方，提高飼料轉化效率，促進獸藥和銅、鋅飼料添加劑減量使用，降低糞便產生量；另一方面，鼓勵小規模鴨場、雞場采用墊料飼養模式。推廣使用碗式飲水器，減少污水產生量。在過程控制上，鼓勵和支持規模養殖場建設標準化圈舍，鼓勵新建或改擴建大規模雞場、鴨場、兔場使用或改機械刮板清糞為傳送帶清糞。鼓勵根據養殖規模和污染防治需要，選擇適當堆肥發酵工藝。在末端利用上，鼓勵養殖場流轉土地發展種植業，與種植大戶簽訂糞污消納協議或委托第三方機構消納本場沼渣沼液。

4 異位發酵床模式

4.1 基本特點

畜禽舍采用自動清糞工藝，糞便和尿液通過漏縫地板或傳送帶轉移到舍外儲糞池，再由儲糞池轉移到舍外鋪設墊料的發酵槽中，進行糞便尿液的發酵分解和無害化處理，經過一段時間后可直接作為有機肥料進行農田利用（圖11）。

圖11 異位發酵床模式工藝流程圖

此模式主要適用于新建或改擴建的規模養豬場，也可用于改擴建的規模養雞場、鴨場和兔場。豬舍為半漏縫地板，因豬有定點排糞的習慣，豬尿經漏縫地板進入糞溝，豬在漏縫地板上活動的同時將豬糞踩入糞溝，糞溝內的自動刮糞板將糞尿轉入豬舍一側的儲糞池，再定期將儲糞池的糞污泵入舍外發酵床。在轉移至發酵床之前，儲糞池的糞污經切割泵與攪拌機的切割攪拌，實現糞污混合均勻不分層，再通過連在自動翻拋機的自動噴淋裝置，將糞污均勻地噴在舍外發酵床墊料上。舍外發酵床對糞便和污水同時處理，污水在發酵過程中大部分自然蒸發，糞便通過微生物菌群的降解發酵，實現糞污轉化有機肥的過程。見圖12。

4.2 優缺點

該模式優點是飼養過程不產生污水，處理成本低，可以實現糞污的零排放。缺點是應用規模有限，主要適用于年出欄1 000～2 000頭的規模豬場；為避免死床，需經常對墊料進行翻拋，耗電量較大；混合有糞便的墊料在發酵床中存放1～2年，在存放過程中釋放臭氣，影響周邊環境；需要大量的墊料，發酵處理后的墊料肥效性不高。該模式主要適用南方地區，北方因冬季氣溫較低，使用受限較大。

圖12 異位發酵床模式糞污處理流程

4.3 節點控制

在源頭減量上，鼓勵生豬養殖場改水沖糞為干清糞，改鴨嘴式飲水器為節水型的碗式飲水器，實行雨污分離等措施，從源頭上控制養殖污水產生量。在過程控制上，鼓勵和支持規模養殖場建設標準化圈舍，采用半漏縫地板和機械清糞工藝，配套建設與養殖規模相匹配的儲糞池等。在末端利用上，鼓勵養殖場流轉土地發展種植業，與種植大戶簽訂糞污消納協議或委托第三方機構消納本場沼渣沼液。