規模奶牛場糞污處理及循環利用模式

文/侯 麗

（山西大同市動物衛生監督所）

生態養殖是生態文明發展的需要。習近平總書記在2016年12月專門主持研究畜禽養殖廢棄物處理和資源化問題，在黨的十九大報告中又強調指出，要“強化土壤污染管控和修復，加強農業面源污染防治”。大力推進畜禽養殖廢棄物處理及資源化利用，是落實黨中央、國務院戰略部署的重要舉措，是實施鄉村振興戰略，加快農業供給側結構性改革、確保畜產品質量安全、治理好農業面源污染、優化6億多農村居民生產生活環境的重要路徑。從而實現農業更強、農民更富、農村更美。

大同市南郊區四方高科農牧有限公司在奶牛糞污資源化利用方面做了許多有益探索，走在了全國前列，其經驗值得研究借鑒。

1 大同地區奶牛養殖現狀

筆者所處的大同地區，位于山西省最北部，晉冀蒙三省交界處、黃土高原東北邊緣，處于世界養殖業發展黃金緯度帶，為全國三大優勢奶業產區之一，2016年被列入涉及5 省9 市的全國北方農牧交錯帶核心示范區。近年來，奶牛養殖集約化、專業化、規模化的程度不斷提高。據畜牧獸醫部門統計，2015年奶牛存欄數為95 369 頭，2016年存欄數為96 804 頭，2017年上升為101 703 頭，屬于逐年遞增的態勢。但因奶牛代謝旺盛，采食量大，也隨之產生了大量養殖廢棄物，如果不能對其進行及時有效地處理，將會成為嚴重的污染源，對奶牛場周邊環境造成嚴重的污染，并會危及牲畜和人體的健康，引起生態環境系統的變化。

2 奶牛養殖行業環境污染現狀

據《中國環境報》報道，目前已知全世界有250 多種“人畜共患疾病”，中國有120 種，其中由牛傳染的有26 種，這些人畜共患疾病主要以患病動物的糞尿、分泌物、養殖廢水、污染的飼料等為載體進行傳播。規模養殖場的糞污處理及資源化利用問題已成為公眾關注的焦點。根據測定，1 頭體重為500～600 kg的奶牛，每天的排糞量為30～50 kg，尿量為15～25 kg，污水量為15～20 L。1 個標準的千頭奶牛場（全群1 000 頭，其中成年母牛600 頭），每天的排糞量約為30 噸，尿和污水量約25 m3；據此推算，每月的糞、尿污分別為900噸、750 m2，全年分別為10 800 噸和9 000 m3。

3 奶牛場糞污處理及循環利用模式

大同市南郊區四方高科農牧有限公司位于南郊區口泉鄉楊家窯村南，占地面積750 畝，2011年12月投產，目前飼養奶牛4 756 頭，其中公牛233 頭，母牛4 523 頭。為最大限度降低對環境的污染，公司根據糞污形成特點，區域環境要求等因素，以源頭減量、過程控制、末端利用為核心，采用循環利用處理模式對糞污處理及資源化利用，該處理模式是農業農村部主推畜禽糞污綜合處理的九種模式之一。奶牛場糞污處理及循環利用模式在實現經濟效益的同時更注重生態效益，為更多奶牛養殖場做到保護環境，減少農業污染提供技術示范。

該處理模式主要采用干清糞、控制生產用水，減少養殖過程用水量；場內實施污水暗道輸送、雨污分流和固液分離，減少污水處理壓力；處理后的污水主要用于場內沖洗糞溝或圈欄等。固體糞便通過堆肥、基質生產、牛床墊料、燃料等方式處理利用。

圖1 牛舍糞污處理流程圖

3.1 具體流程示意圖

奶牛舍內機械刮板清糞，糞污進入暗溝后用循環水沖洗；糞污—暗溝—室內集糞池（切割泵和攪拌機）—混合攪拌均勻—潛水切割泵提升—固液分離—固體落到傳送帶上；傳送帶運送固體糞便—堆放場發酵—晾曬—含水量小于30%后用作墊料—回填牛床或后期生產有機肥；多次循環利用后的高濃度污水—氧化塘存放（圖1）。

3.2 糞污處理

該奶牛場實施“雨污分離，干濕分離，糞尿分離”，削減污染物排放總量。

3.2.1 雨污分離

用不同管道分別收集和輸送畜牧場污水和雨水的排水方式，即奶牛養殖場的生產生活污水經過地下污水管道流向污水貯存或處理設施進行貯存或凈化處理；雨水則通過地下雨水管道或地面明溝直接排出場外。

奶牛場對水體污染的主要來源是奶牛糞尿、牛場沖洗及擠奶廳沖洗等所產生的污水。奶牛養殖污水中含有大量的有機質和N、P、K等養分，污水的生化指標極高。奶牛糞污中的大量有機質和氮、磷等養分若進入到水體中，可為藻類和其它水生生物的生長繁殖提供物質條件，極易造成水體的富營養化，進而減少地表水中溶解氧的含量，使水中氨、氮含量增加。應用雨水和污水輸送系統分離，雨水在牛舍屋頂設置專用的收集管道，通過明渠排出，布設直徑不低于300 mm具有防滲漏功能的暗溝進行污水收集輸送，用水循環沖糞溝，污水排放量可以大大減少，而水處理壓力也會大大減少，從源頭上控制養殖污水產生量。

3.2.2 干清糞工藝

動物的糞、尿一經排出便進行分流，干糞由機械刮板收集、清掃、運走，尿液則從地下排尿溝流出，然后再分別單獨進行處理。干清糞工藝具有節約用水、污水產量少、污染物濃度低且易于后續處理，同時分離出的干糞養分損失小，肥效高等優點，糞尿一經排出便進行分流處理，可保持牛舍的干凈清潔、無臭味，將干清糞通過運糞車送往堆糞場，作為食用菌培養基質和蚯蚓養殖基質、直接售賣或經堆漚制腐熟肥或有機肥后售賣給種植業。奶牛糞便中含有大量的氮、磷和有機質，是一種良好的有機肥，應用到農田中供作物生長利用，土壤對糞便中的養分有較好的吸收和緩慢的釋放能力。

3.2.3 固液分離

奶牛場根據土地承載能力確定適宜養殖規模，建設糞污處理設施，使用堆肥發酵菌劑、糞水處理菌劑和臭氣控制菌劑等，加速糞污無害化處理過程，減少氮磷和臭氣排放。糞污處理過程中最緊要的工作就是固液分離，固液分離的重要意義在于通過預處理使廢水污染物負荷降低和防止大的固體或雜物進入后續處理環節，造成設備的堵塞或破壞。研究表明，牛糞的含水量主要由纖維和膠體形成致密的網狀結構而蓄積大量水分引起，固液分離是目前降低牛糞含水量的常用方法，通過機械破壞牛糞中致密的網狀結構而達到脫水目的。分離后的固液部分進行后續處理，達標后排放和使用。處理后的污水主要用于場內沖洗糞溝或圈欄等。固體糞便通過堆肥、基質生產、牛床墊料、燃料等方式處理利用。

3.3 循環利用

奶牛場所產生的糞渣和污水，回填墊料和循環水利用，資源化利用。奶牛場的糞污經固液分離，固體牛糞再經堆積發酵或條垛發酵無害化處理后作為臥床墊料。牛糞臥床墊料一般鋪設15～20 cm，鋪平牛床。牛床投入生產時，必須按時補充墊料，保持墊料厚度。用量一般為9 kg/頭·天，每周添加1 次。保持墊料的清潔衛生，避免牛床上積累牛糞牛尿過多引起牛床濕滑，損傷肢蹄。對于好的臥床，奶牛在其上的休息時間可達16 h。牛糞臥床墊料利用技術把固液分離過程和墊料生成過程聯合在一起，既解決了牛床墊料的來源問題，也開拓了牛糞的利用渠道，解決墊料的安全問題，保證了固體部分得到有效利用，一舉多得。

4 進一步推動奶牛場糞污處理和資源化利用的建議

奶牛養殖行業關系國計民生，發展奶業、提升奶業、振興奶業是推進農業供給側結構性改革的重大任務，農業農村部制定了《全國奶業發展規劃（2016-2020）》，要求種養結合農牧循環發展，推進奶牛糞污綜合利用，促進奶業持續健康發展，保障乳品質量安全。筆者認為奶牛糞污綜合利用不僅是一個技術問題，而且是一個資源環境問題，更是一個經濟問題，三者相輔相成，缺一不可。強化通過糞污處理對奶牛糞便進行循環利用，提高奶牛養殖的良種化、規模化、標準化、自動化、智慧化水平，推動奶牛健康養殖、生態養殖。

4.1 構建“政府+企業”共擔機制

考慮奶牛場廢棄物資源化利用具有公共物品特征，建議由政府牽頭，針對不同養殖規模、養殖區域，建立不同的糞污處理方案，并由“政府+企業”共擔運營經費，借助環保部門對運營的效果進行監督。進一步從生態環境、節能減排和節地節水等角度大力扶持綜合治理行業。奶牛養殖企業應根據當地地域特點創新糞污資源化利用機制和發展模式，根據養殖規模不同進行不同的設計規范，這項工作需要在政府提供相關土地資源數據基礎上完成。奶牛養殖企業優先采用“就地結合、就地利用”的“零排放”模式，實現養殖排泄物全部資源化利用，促進畜牧業與種植業、農村生態建設協調發展。

4.2 推動制度機制創新，引領市場運作

激發市場主體探索具有地方特色的新機制、新模式，探索循環農業發展新路徑，在實踐中發現問題，在應用中解決問題，在推廣中完善提高。鼓勵奶牛場發展適合自身規模的糞污處理模式，而不僅限于沼氣或污水處理項目，增加模式的效率性和可行性，并從中選出具有示范推廣意義的養殖場作為畜禽糞污無害化處理示范工程，將試驗成功的糞污處理模式大面積地在奶牛養殖場推廣，從而產生規模效應。堅持企業主體地位和市場化運作原則，通過PPP等方式鼓勵社會資本進入糞污處理利用領域，建立健全可持續發展的市場化運作機制，推動糞污處理利用的健康發展。

4.3 堅持“一場一策”，加快推廣應用

根據養殖場的不同畜種、不同規模、不同稟賦、不同環境等特點，研究確定“一場一策”技術解決方案，提高技術應用的準確性、高效性。對于1～99 頭的奶牛養殖戶，鼓勵種養結合，通過還田模式進行低成本處理；對于100～499頭和500～999 頭的中小規模養殖場，自有或租有足夠耕地的也鼓勵種養結合，沒有足夠配套耕地的養殖場，一方面可鼓勵與周圍農戶結合，實現牛場糞污的堆肥發酵還田，另一方面可鼓勵堆積發酵烘干做再生墊料；對于1 000 頭及以上的大規模養殖場，一般具備一定的資金實力，鼓勵對糞污采取深加工處理，對糞污進行機械化、“一站式”處理。加快模式應用速度，提升模式應用質量，實現奶牛場精準治污、精準利用。

4.4 加強培訓，增強環保意識

畜牧部門應定期組織知識講座，派專家深入奶牛養殖場進行有針對性地技術指導，給養殖戶和相關技術人員提供機會和途徑，以便他們深入了解糞污處理的先進技術和長遠效益，有助于奶牛場糞污無害化處理技術的實施。通過培訓，提高養殖戶的環保意識，加強對糞污處理長期效益的認識。還要定期開展回訪活動，及時了解養殖戶環保意識的變化及對養殖場糞污處理方面的訴求，旨在強化通過糞污處理對奶牛糞便進行循環利用的理念，激勵從業人員能夠將奶牛場的財務盈利與環境保護結合起來，以實現企業經濟效益和社會效益共贏的目的。

4.5 構建部門聯動機制

奶牛場糞污處理及資源化利用工作，涉及發改、財政、環保、農牧、科學技術等多個主管部門，各部門需要通力配合、加強合作、即時溝通，建立定期會商機制，形成推動工作合力。相關的主體包括養殖主體、種植主體、區域糞便收集處理中心、有機肥生產廠商、沼渣沼液中介服務組織等，任何一個環節的運行不暢都會影響整個資源化利用的效果。畜禽糞污處理及資源化利用有其天然的上下游產業，要千方百計地推行產業聯合，形成市場主體之間的風險共擔、利益共享機制，探索建立相應的保險制度，做到防患于未然。C