畜禽糞污全量資源化利用的研究

李保強(qiáng)

摘要：目的，讓養(yǎng)殖業(yè)糞肥轉(zhuǎn)化處理達(dá)到全量化還田利用的規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)變得成本更低、效率更高。方法畜禽飲水設(shè)施需要改造升級從而減少污水排放總量，糞污進(jìn)行固液分離之后，針對固體和液體分別進(jìn)行利用物理法、化學(xué)法和生物法進(jìn)行無害化處理。結(jié)論新型技術(shù)的核心是分解轉(zhuǎn)化糞污中的抗生素殘留、氨以及硫化氫等物質(zhì)并殺滅各種蟲卵和蠅蛆，為微生物的繁殖創(chuàng)造更好的條件，更加有效地進(jìn)行達(dá)標(biāo)還田。

關(guān)鍵詞：畜禽糞污;資源化利用

一直以來，畜禽糞污對環(huán)境的惡劣影響困擾著養(yǎng)殖業(yè)主。隨著相關(guān)部門對養(yǎng)殖業(yè)的監(jiān)管力度不斷增強(qiáng)，養(yǎng)殖企業(yè)也在積極尋求解決辦法，但是，畜禽糞污處理達(dá)標(biāo)排放的處理高成本令大多養(yǎng)殖業(yè)難以承受。2020年6月 17日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、生態(tài)環(huán)境部辦公廳下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步明確畜禽糞污還田利用要求強(qiáng)化養(yǎng)殖污染監(jiān)管的通知》，明確指出：“鼓勵(lì)采取糞肥還田、制取沼氣、生產(chǎn)有機(jī)肥等方式進(jìn)行資源化利用”，無疑指出了一條畜禽糞污轉(zhuǎn)化利用的切實(shí)可行之路。畜禽糞污從重達(dá)標(biāo)排放向重全量利用的轉(zhuǎn)變勢在必行。

1異位發(fā)酵床存在諸多弊端，推廣難度大

1.1? 異位發(fā)酵床基礎(chǔ)建設(shè)、翻糞機(jī)、墊料以及人工費(fèi)用一般養(yǎng)豬戶負(fù)擔(dān)不起。

1.2? 異位發(fā)酵床不適合沖水量較大、漏水嚴(yán)重的養(yǎng)殖場使用{1}。

1.3? 普通發(fā)酵菌種不耐低溫、消毒劑抑制發(fā)酵菌生長，常出現(xiàn)“死床”現(xiàn)象{1}。

如何建立低成本、高效率、易于推廣的畜禽糞污無害化處理的技術(shù)方案，從而達(dá)到《畜禽糞便還田技術(shù)規(guī)范》、《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染治理工程技術(shù)規(guī)范》和《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》的技術(shù)要求，需要從養(yǎng)殖業(yè)的實(shí)際出發(fā)，分析糞污對于農(nóng)作物的危害原因入手，進(jìn)行研發(fā)具有針對性的新技術(shù)。通過對茌平區(qū)洪屯鎮(zhèn)東梭村小型養(yǎng)豬戶（70余頭）、馮屯鎮(zhèn)小楊屯村規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)（存欄量2000頭養(yǎng)殖企業(yè)三家、肉鴨存欄量12萬企業(yè)一家）實(shí)地考察，并走訪了該鄉(xiāng)鎮(zhèn)十余村大小養(yǎng)殖戶二十余戶，提取糞污樣品二十余次，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

2畜禽糞污對于農(nóng)作物的危害原因分析

2.1? 畜禽糞便發(fā)酵會(huì)散發(fā)大量熱量，散發(fā)氨、硫化氫以及甲烷等有害氣體，在土壤發(fā)酵過程中爭奪根部氧氣，造成作物根部缺氧，導(dǎo)致燒根以及死株現(xiàn)象;

2.2? 未經(jīng)處理的畜禽糞便中含有病原體、細(xì)菌和諸如根線蟲等蟲卵，容易給作物帶來病蟲害。

2.3? 部分畜禽糞便還有重金屬鹽、激素和抗生素造成農(nóng)產(chǎn)品安全隱患。

3目前畜禽養(yǎng)殖配套設(shè)施以及技術(shù)落后

3.1? 飲水器具浪費(fèi)大量水源

以養(yǎng)豬為例，目前諸多養(yǎng)豬戶采用價(jià)格較為低廉的乳頭式自動(dòng)飲水器和鴨嘴式自動(dòng)飲水器，這兩種飲水器不僅浪費(fèi)大量水源而且將大量水混入糞污，增加了糞污處理量。特別當(dāng)舍內(nèi)溫度升高時(shí)，豬會(huì)控制飲水器不斷流水進(jìn)行沖涼，于是常常出現(xiàn)糞污池一夜爆滿現(xiàn)象。

3.2? 棚舍內(nèi)消毒方式不利于微生物存活影響糞污發(fā)酵

部分養(yǎng)殖戶采用消毒液、火堿等方式對養(yǎng)殖棚舍消毒，其殘留物進(jìn)入糞污不僅影響糞便的發(fā)酵而且進(jìn)一步對土壤造成危害。

4畜禽糞污無害化處理新技術(shù)方案研究

4.1? 更換飲水器控制污水排放總量將傳統(tǒng)飲水器更換為碗式飲水器，該飲水器是一種以盛水容器（水杯）為主體的單體式自動(dòng)飲水器，常見的有浮子式、彈簧閥門式和水壓閥桿式等類型，可以杜絕豬飲水浪費(fèi)，從而使糞污含水量減少50%以上。

4.2? 改進(jìn)棚舍消毒方式，建議采用紫外線燈、臭氧氣體和過飽和臭氧水高壓沖洗方式進(jìn)行消毒，此三種方式可以綜合使用，避免火堿等殘留物進(jìn)入發(fā)酵池影響糞污發(fā)酵，從而減少對于土壤的危害。

4.3? 糞污處理工序流程

多年以來，畜禽糞污固液分離以及固體發(fā)酵技術(shù)相對成熟，難點(diǎn)在于液體的無害化處理。本技術(shù)以處理轉(zhuǎn)化養(yǎng)殖業(yè)有機(jī)污水制備成為液態(tài)肥為研發(fā)方向和主要科研內(nèi)容，將固體和液體全量無害化處理并進(jìn)行還田，提取二十余次糞污樣品之后，經(jīng)過固液分離、uvc光催化、強(qiáng)氧化曝氣分解，惡臭氣體減少，視覺感官效果變化明顯，由墨汁樣轉(zhuǎn)變?yōu)榘导t色。

研究結(jié)果：“結(jié)果表明，當(dāng)臭氧投加速率為1.13g/h、反應(yīng)溫度為20℃、pH值為7.2時(shí)，反應(yīng)40min后養(yǎng)豬廢水的COD、色度和UV254去除率分別約為50%、95%和75%?！盵2]

“經(jīng)臭氧氧化處理后大分子物質(zhì)被氧化降解為小分子物質(zhì)，微生物代謝產(chǎn)物的熒光峰基本消失，腐殖質(zhì)和紫外腐殖質(zhì)特征熒光峰熒光強(qiáng)度與原水相比也顯著降低，可見臭氧氧化法深度處理養(yǎng)豬廢水可有效去除COD和色度。”[2]

在光催化處理過程中，需要使用活性氧有機(jī)廢水曝氣機(jī)，該設(shè)備有兩個(gè)作用，首先在UVC短波光以及催化板作用下分解有機(jī)廢水的氨、硫化氫有害氣體、抗生素，殺滅病原體、蟲卵等;其次，經(jīng)過上述處理之后的有機(jī)廢水在好氧發(fā)酵過程中可以間歇性地對水體進(jìn)行曝氣，提供微生物所需要的氧氣。

4.4? 經(jīng)過茌平區(qū)環(huán)保局對比化驗(yàn)，COD為2080mg/L、病原菌殺滅率98%、蟲卵殺滅率97%。COD雖未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，經(jīng)過分別處理之后的固態(tài)和液態(tài)成分已經(jīng)達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范。處理之后的糞污原液經(jīng)過油菜苗澆灌實(shí)驗(yàn)，油菜苗長勢良好。

目前，茌平區(qū)馮屯鎮(zhèn)小楊屯村兩家養(yǎng)豬企業(yè)正在籌建以上述技術(shù)為核心的糞污全量資源化利用轉(zhuǎn)化配套設(shè)施。該設(shè)施投入使用之后，可以對固液分離之后的有機(jī)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化化學(xué)處理，隨即再進(jìn)行好氧發(fā)酵，進(jìn)一步分解水體中的有機(jī)質(zhì)，后期處理效果需要持續(xù)化驗(yàn)分析分析。

結(jié)論：畜禽糞污從重達(dá)標(biāo)排放向重全量利用的轉(zhuǎn)變?yōu)榻档吞幚碣M(fèi)用創(chuàng)造了條件。為了達(dá)到糞污符合規(guī)范還田的目的，該研究的核心圍繞糞污固液分離之后的有廢水采用物理法、化學(xué)法和生物法進(jìn)行處理，研發(fā)了活性氧有機(jī)廢水曝氣機(jī)和過飽和臭氧水沖洗機(jī)。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)首先在于投入成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于異位發(fā)酵床的建設(shè)投資以及墊料的費(fèi)用和人工成本;其次該技術(shù)即無需大量除臭消氨藥物、亦無需絮凝劑以及沉淀分離設(shè)備，只需要活性氧有機(jī)廢水曝氣機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行對有機(jī)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化，其過程可以殺死蟲卵以及病原體、分解抗生素、降低COD、脫色除氨。設(shè)備投資以及運(yùn)行費(fèi)用更低，更容易推廣;再次，通過改造豬飲水器和更換為零殘留式的棚舍消毒方法，大大減少有機(jī)廢水處理量和消毒藥液、火堿等殘留對土壤的傷害，并且肥料發(fā)酵腐熟效果更好。而且液態(tài)有機(jī)肥可以與滴灌進(jìn)行技術(shù)對接，更加有利于種養(yǎng)結(jié)合良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 汪明陽;王穎欣.推廣異位發(fā)酵床，還需“三思而后行”[J].養(yǎng)殖與飼料，2018（7）：1-2

[2]?? 潘松青;張召基;陳少華.臭氧氧化法深度處理養(yǎng)豬廢水研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2014（6）：153-157