畜禽小型養殖場糞污資源化利用技術

劉萬喜 張彥春 高鵬

摘 要：隨著農村養殖方式的變化，畜禽小型養殖場發展勢頭迅猛，大量的糞污處理不當就會造成環境污染，本文主要闡述了畜禽小型養殖場糞污處理及利用技術。

關鍵詞：糞污；資源化；利用

中圖分類號：X713 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180632099

近年來，隨著農村外出務工人員的增加和城鎮化進程的推進，農村畜禽散養戶劇減，養殖方式發生了明顯變化，畜禽小型養殖場發展勢頭迅猛，已成為農村經濟中最活躍的增長點和支柱產業，為推動農村經濟發展、調整產業結構做出了貢獻。與此同時，養殖業污染問題也日益突出。隨著2014年1月1日起施行的《畜禽規模養殖污染防治條例》的進一步落實、環境治理力度的加大，畜禽小型養殖場糞污資源化利用技術已成為農村環境保護工作者最關心的一項實用技術，解決環境污染問題已成為一項緊迫而艱巨的任務。

1 畜禽小型養殖場環境污染現狀

1.1 糞便污染

一般情況下，1頭育肥豬從出生到出欄，排糞量850～1050kg，排尿1200～1300kg。1個萬頭豬場每年排放純糞尿3萬t，再加上集約化生產的沖洗水，每年可排放糞尿及污水6～7萬t，畜禽糞尿排泄量很大，畜禽糞便中含有大量氮、磷和有機污染物等，是造成農村環境污染的主要原因。

1.2 水質污染

養殖污水不經過無害化處理直接排放到溝渠或者開放水域里，由于這些污水中氮（N）、磷（P）含量豐富，極易造成水體富營養化污染。高濃度的污水排入河中，造成水質不斷惡化。污水對周邊農民的生產生活帶來極大影響，有些已對集中飲用水源地構成嚴重威脅。

1.3 大氣污染

畜禽糞便經過發酵后會產生大量的氨氮、硫化氫、糞臭素、甲烷等有害氣體，這些氣體不但會破壞生態，而且還會直接影響人類健康。

1.4 生物污染

糞便含有大量的病原微生物和寄生蟲卵，如不及時處理就會孳生蚊蠅，使環境中病原種類增多、菌量增大，使病原菌和寄生蟲蔓延，引起人畜共患病的發生，危害人畜健康。

2 畜禽小型養殖場糞污資源化利用的幾種途徑

2.1 人工堆肥

人工堆肥一般的工藝流程：糞便集中→脫水→消毒→除臭→堆肥→配方攪拌→造粒→烘干→過篩→包裝。

由于畜禽糞便的含水率在80%左右，因此要對畜禽糞便進行脫水處理，也即固液分離，使其含水量達到20%～30%。把脫過水的糞便輸送到一個專門蒸汽消毒房內，消毒房的溫度不能太高，一般為80～100℃。溫度太高易使養分分解損失。肥料在消毒房內不停運轉，經過20～30min消毒，殺死全部的蟲卵、雜草種子及有害的病菌等。消毒房內應裝有脫臭塔，臭氣通過塔內排出。

堆肥好氧發酵生產工藝：已處理原料→發酵（發酵時間5～7d，溫度控制在60～65℃）—翻堆（溫度25～30℃），一般需經過反復3次的發酵翻堆，整個過程需要15～21d，溫度最高不超過65℃，進行腐熟。

然后將腐熟好的糞便，配上必要的天然礦物，如磷礦粉、白云石和云母粉等進行造粒，在烘干即成為有機肥料。通過有機肥的無害化處理，可以達到降解有機污染物和生物污染的目的。

2.2 沼氣工程處理

沼氣工程是利用畜禽養殖場糞污為原料，通過厭氧發酵過程，對原料進行一系列的轉換，產生沼氣及沼渣、沼液等有用物質的過程。沼氣工程集供能、產肥、防污三大功能于一體，能有效地解決區域養殖畜禽糞污對周圍環境的污染問題，改善養殖區域農業生產和人民生活環境質量，是目前我國廣泛采用的一種形式。

沼氣工程的容積要與養殖規模相配套，同時需配套相應的沼液安全消納的種植面積，確保種植、養殖、沼氣工程的有機聯系，一般年出欄5000頭豬的小型養殖場，應建設沼氣工程厭氧發酵的總容積為500m?。其它畜禽折算：30只蛋雞折算成1頭豬，60只肉雞折算成1頭豬，1頭奶牛折算成10頭豬，1頭肉牛折算成5頭豬。沼氣工程設計要以技術先進、經濟合理和安全實用為原則，選擇投資省、占地少、工期短、運行穩定和操作簡單的工藝路線。要充分利用附近的農田資源和消納工程排放的廢水；要與臨近區域的給排水系統相協調。處理畜禽糞污的沼氣工程應以減量化、無害化和資源化為目標，在條件允許的情況下，可首選“能源生態”模式，實現糞污零排放。能源生態模式的優點是：經濟、實用、有效，沼液以還田利用為主，能最大限度地實現資源化利用。在自然條件允許的狀況下，應該是首選方案。但其缺點是需要有大量土地消納沼液。土地消納沼液的承載力（歐盟標準）為：1頭牛糞/0.33～0.4hm2·年，8～10頭豬糞/0.33～0.4hm2·年，200～250只雞糞/0.33～0.4hm2·年。此項技術比較成熟，系統不復雜，運轉費用低。

2.2.1 沼氣工程

包括原料收集、預處理和沼氣的生產、凈化、儲存、輸配和沼渣沼液的綜合利用或后處理等。配套系統：發酵原料的預處理系統（收集、沉淀、水解、除沙、粉碎、調節、計量、加熱等）；厭氧消化系統（進出料系統、回流、攪拌系統）；沼氣儲存和輸配系統（凈化、儲存、輸配和利用系統）；沼液、沼渣綜合利用或后處理系統；安全保護系統；監控系統。

2.2.2 沼氣工程設計的具體內容

包括工藝技術流程的選擇、確定和設計；各個處理單元工藝技術參數的選擇和確定；整個系統的物料和能量平衡計算；各工藝階段所需構筑物、建筑物、設施和設備的圖紙繪制。

2.2.3 沼氣工程工藝類型

按發酵溫度分：常溫（變溫）發酵型、中溫（35℃）發酵型、高溫（54℃）發酵型；按工程目的分：能源生態型、能源環保型；按處理原料分：處理食品工業有機廢水工程型、處理畜禽糞污工程型、處理其他工業有機廢水工程型。畜禽小型養殖場沼氣工程常選常溫、能源生態型、處理畜禽糞污工程型。

2.2.4 沼渣、沼液后處理技術

畜禽小型養殖場沼氣工程最終產出是沼氣、沼渣、沼液。

沼氣主要用于養殖場生活用能、發電、沼氣噴槍對養殖場消毒等利用方式。沼氣溫室效應高，且輕于空氣不好處理，所生產的沼氣嚴禁排空。

沼渣沼液是混合在一起的，通過沼渣沼液分離機將其分離。分離后的沼渣含水率降低，應進行無害化處理后作為肥料或基質利用

2.2.4.1 沼渣后處理技術

沼渣制取有機肥料工藝技術：沼渣→調質→堆漚→腐熟→干燥→粉碎→篩分→有機肥。調質宜采用稻草、木屑、粉煤灰、菇渣及益生菌劑等作為調質劑，需要進行腐熟，一般為25～35d，pH值為6～8，水分一般為50%～60%，孔隙度為60%～90%；堆漚溫度在55℃條件下保持3d或50℃以上保持5～7d；腐熟后C/N一般為15，pH值5～8；在70～80℃條件下保持約25min進一步干燥。沼渣其他利用方式如制作土壤改良劑、保水抗旱劑、栽培基質等，處理工藝需滿足產品的規定。

2.2.4.2 沼液后處理技術

以資源化利用為目的的沼液主要用于灌溉、制作水溶肥料和濃縮肥。

沼液用于農田灌溉后處理技術工藝：沼液→沉淀→消毒→儲存→配水→大田灌溉。沼液用于大田使用時，應根據作物需肥量和需水量等因素進行調配，才能作為灌溉水。

沼液用作水溶性肥料后處理技術工藝：沼液→沉淀/過濾→消毒→調質→水溶肥料。調質針對不同施用對象，按照不同用途產品配方摻入適當的無機成分、增效劑或催化劑，并調整增效劑原液的pH值，經過攪拌，混合均勻后施用。

沼液濃縮后處理技術：針對我國沼氣工程沼液產量大，沼液還田無法廣泛實施，一般采用濃縮高值化并回收沼液中的營養物，使其液體體積減量化。通過沼液濃縮后，土地消納沼液的承載力可以增加3～20倍。其工藝流程一般為：沼液→好氧發酵池（15d、曝光）→沉降池→粗濾（或濃縮）→高溫處理系統（70℃、1h以上）→過濾→儲液罐→中微量元素→活性劑→絡合→混配→成品罐。采用沼液濃縮高值化利用后處理技術，提高了液肥中有機質和營養物質含量，體積大大降低。

沼液達標排放技術：沼液排放必須進行凈化處理，凈化工藝應根據沼液的成分、數量以及當地的自然地理條件、生產生活條件和排放標準，因地制宜地選擇凈化處理工藝和技術路線，推薦采用生物處理或膜生物反應器等處理技術。沼液進入達標處理系統前，應進行沉淀預處理或機械分離，以減輕后續處理的有機負荷分離的清液進入后處理系統，處理后達標排放。沼液達標排放處理技術工藝：沼液→沉淀→曝氣池→穩定塘→膜生物反應器→消毒→達標排放。

畜禽小型養殖場沼氣工程是目前國內廣泛應用的糞污資源化利用技術，但應提高沼氣、沼渣、沼液的綜合利用效益，切實避免對環境造成二次污染。沼氣工程處理畜禽小型養殖場糞污應堅持“種養平衡”的原則，經無害化處理后應堅持回用到農田生態系統的原則，實現資源化利用。

作者簡介：劉萬喜（1973-），男，農藝師，研究方向：農村能源及農業環保。