畜禽糞污資源化利用技術(shù)模式探究

寧云云，張 瑞，宋海霞，云德文，賈自立

（1.封丘縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河南 封丘 453300；2.河南畜牧規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院）

隨著我國養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，養(yǎng)殖污染問題日益突出，其中糞污是養(yǎng)殖污染中最大的污染源。為解決畜禽糞污問題，該文歸納了國內(nèi)外畜禽糞污資源化利用的典型模式，對(duì)畜禽糞污處理模式進(jìn)行探究，為養(yǎng)殖企業(yè)制定針對(duì)性的畜禽糞污解決方案提供參考，以期減少畜禽糞污造成的污染問題，促進(jìn)我國養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 國外畜禽糞污資源化利用模式

1.1 丹麥

丹麥法律規(guī)定養(yǎng)殖場(chǎng)必須滿足“和諧原則”，這是丹麥在糞污產(chǎn)生、管理與利用中各個(gè)環(huán)節(jié)制定嚴(yán)格規(guī)范和立法的基本原則。“和諧原則”即“種養(yǎng)平衡、按需施肥”理念，這一理念注重土壤中養(yǎng)分平衡、杜絕農(nóng)田過度施肥，控制氮的揮發(fā)。明確規(guī)定了土壤施肥要制定合理的施肥方案，要求畜禽糞污在貯存和使用過程中，養(yǎng)殖場(chǎng)要根據(jù)作物的生長(zhǎng)周期及其對(duì)養(yǎng)分的需求，結(jié)合土壤中各種養(yǎng)分情況，對(duì)糞肥使用量進(jìn)行測(cè)算。

1.2 瑞典

瑞典是全球第一個(gè)將生物天然氣納入天然氣管網(wǎng)的國家，政府對(duì)畜禽糞污向可再生能源方向的轉(zhuǎn)化十分重視，促使了其清潔能源的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)先世界。在畜禽糞便制作沼氣方面，主要選擇的是“沼氣發(fā)酵提純—壓縮運(yùn)輸/并網(wǎng)—車用燃料”的商業(yè)模式。

1.3 美國

美國推行“畜禽糞便養(yǎng)分管理計(jì)劃（CNMP）”養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)與規(guī)模、降雨量、糞污貯存時(shí)間相配套的糞污貯存池，糞污自然發(fā)酵處理后，全部灌溉農(nóng)田。由于美國各地地域條件不同、養(yǎng)殖模式不同，養(yǎng)殖場(chǎng)糞污貯存、處理還田方式也不相同。小型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)一般采用全漏縫地板，豬舍底下建有深坑用來貯存糞便，豬糞通過地板之間空隙排入貯存池，每年糞漿抽取1～2 次，直接還田；大型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)將產(chǎn)生的糞污進(jìn)行收集、厭氧處理，產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電或者燃?xì)猓右簞t直接還田。

2 國內(nèi)畜禽糞污資源化處理典型模式

2.1 糞污全量收集還田利用模式

將養(yǎng)殖場(chǎng)戶產(chǎn)生的畜禽糞污進(jìn)行集中收集，氧化塘貯存進(jìn)行無害化處理，達(dá)到《畜禽糞便還田利用技術(shù)規(guī)范》（GB/T2546-2010）后，在農(nóng)田施肥季節(jié)根據(jù)作物對(duì)肥料的需求還田利用。該模式優(yōu)點(diǎn)是糞污處理配套設(shè)施建設(shè)成本及處理利用費(fèi)用較低；缺點(diǎn)是貯存周期長(zhǎng)，要有足夠大的糞污貯存設(shè)施。主要適用于奶牛場(chǎng)的自動(dòng)刮糞回沖工藝或豬場(chǎng)的水泡糞工藝，糞污中固體總含量不大于15%。糞污全量收集還田利用模式工藝流程如圖1所示。

圖1 糞污全量收集還田利用模式工藝流程圖

2.2 糞污專業(yè)化能源利用模式

企業(yè)將周邊養(yǎng)殖場(chǎng)戶的畜禽糞污進(jìn)行收集，然后進(jìn)行集中處理，達(dá)到專業(yè)化生產(chǎn)可再生能源的目的。依托大型沼氣工程，將畜禽糞污進(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼液深處理后達(dá)標(biāo)排放或農(nóng)田利用，沼渣生產(chǎn)成有機(jī)肥用于農(nóng)田，沼氣提純?yōu)樯锾烊粴饣蛴糜诎l(fā)電上網(wǎng)。該模式優(yōu)點(diǎn)是減少了養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施的投資；缺點(diǎn)是沼液產(chǎn)生量大且集中，需完善后續(xù)處理工藝。主要適用于大型規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)或養(yǎng)殖密集區(qū)。糞污專業(yè)化能源利用模式工藝流程如圖2所示。

圖2 糞污專業(yè)化能源利用模式工藝流程圖

2.3 固體糞便堆肥利用模式

將肉雞、蛋雞、肉牛、羊或生豬規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的固體糞便進(jìn)行收集，好氧堆肥腐熟，無害化處理后，進(jìn)行有機(jī)肥生產(chǎn)或農(nóng)田利用。該模式的優(yōu)點(diǎn)是糞便可短期內(nèi)達(dá)到無害化處理效果；缺點(diǎn)是堆肥過程中有大量臭氣產(chǎn)生。主要適用于無污水產(chǎn)生、只有固體糞便的禽養(yǎng)殖場(chǎng)或羊場(chǎng)等。固體糞便堆肥利用模式工藝流程如圖3所示。

圖3 固體糞便堆肥利用模式工藝流程圖

2.4 糞便墊料回用模式

這種模式主要用于奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)。將奶牛產(chǎn)生的糞污進(jìn)行收集，并進(jìn)行干濕分離，污水貯存無害化處理后還田利用；固體糞便則進(jìn)行好氧發(fā)酵，殺菌處理后用作牛床墊料，達(dá)到循環(huán)利用效果。其優(yōu)點(diǎn)是牛糞作為墊料，糞污后續(xù)處理較為簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是未徹底無害化處理的糞便作為墊料，存在生物安全風(fēng)險(xiǎn)。糞便墊料回用模式工藝流程如圖4所示。

圖4 糞便墊料回用模式工藝流程圖

2.5 異位發(fā)酵床模式

這種模式主要用于生豬養(yǎng)殖場(chǎng)。畜禽糞便和尿液經(jīng)傳送或漏縫地板轉(zhuǎn)移到舍外鋪有墊料的發(fā)酵槽中，對(duì)尿液糞便發(fā)酵分解，無害化處理后作為肥料還田利用。其優(yōu)點(diǎn)是畜禽在飼養(yǎng)過程中不產(chǎn)生污水，降低了處理成本；缺點(diǎn)是生產(chǎn)鏈條長(zhǎng)，精細(xì)化技術(shù)程度高，受寒冷地域限制。異位發(fā)酵床模式工藝流程如圖5所示。

圖5 異位發(fā)酵床模式工藝流程圖

2.6 污水肥料化利用模式

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的污水經(jīng)過干濕分離，液體部分進(jìn)入氧化塘或厭氧發(fā)酵處理貯存，在農(nóng)田需要灌溉或施肥時(shí)，按要求進(jìn)行水肥一體化施用；固體糞便進(jìn)行堆肥發(fā)酵后還田利用或委托畜禽糞污處理企業(yè)集中處理。該模式優(yōu)點(diǎn)是糞水處理后直接還田，即提供了肥源，又解決了糞水處理帶來的壓力；缺點(diǎn)是養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)有糞水貯存設(shè)施和輸送設(shè)備，且周邊有足夠農(nóng)田。主要適用于養(yǎng)殖場(chǎng)周圍有一定面積農(nóng)田，可基本達(dá)到農(nóng)田配套要求的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)。污水肥料化利用模式工藝流程如圖6所示。

圖6 污水肥料化利用模式工藝流程圖

2.7 污水達(dá)標(biāo)排放模式

養(yǎng)殖場(chǎng)的固體糞便無害化處理后還田利用或委托畜禽糞污處理企業(yè)集中處理；產(chǎn)生的污水進(jìn)行深度無害化處理后，達(dá)到地方標(biāo)準(zhǔn)或《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）后進(jìn)行排放。該模式優(yōu)點(diǎn)是養(yǎng)殖場(chǎng)貯存池?zé)o需建設(shè)太大，減少了用地；缺點(diǎn)是糞水處理成本高。主要適用于養(yǎng)殖場(chǎng)周圍沒有農(nóng)田或農(nóng)田較少，達(dá)不到農(nóng)田配套要求的規(guī)模化奶牛場(chǎng)或豬場(chǎng)。污水達(dá)標(biāo)排放模式工藝流程如圖7所示。

圖7 污水達(dá)標(biāo)排放模式工藝流程圖

3 小結(jié)

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部要求，2020 年全國規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施設(shè)備配套率達(dá)到95%以上，畜禽糞污綜合利用率達(dá)到75%以上，畜禽糞污治理形勢(shì)緊迫。我國未來畜禽糞污資源化利用的主推模式仍將是“種養(yǎng)結(jié)合”。養(yǎng)殖企業(yè)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的實(shí)際情況，合理規(guī)劃場(chǎng)區(qū)建設(shè)，因地制宜探索經(jīng)濟(jì)效益高，治理效果好，投入成本低的種養(yǎng)循環(huán)模式，從而有效治理畜禽糞污，最終打贏畜禽養(yǎng)殖污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)。