常見的羊糞無害化處理技術(shù)

陳亞迎，劉瀚揚，楊雪，朱佳文，許禎瑩，邱時秀

（成都市農(nóng)林科學(xué)院畜牧研究所，四川溫江 611130）

畜禽糞便是優(yōu)質(zhì)的生物有機肥原料，含有較為豐富的氮、磷、鉀和有機質(zhì)，以及少量的微量元素。但未經(jīng)任何處理的糞便對環(huán)境和人類均有不利影響，會造成空氣污染、水體富營養(yǎng)化、重金屬污染、病原微生物、寄生蟲蛔蟲污染等問題。近年來，肉羊養(yǎng)殖從散養(yǎng)逐漸向規(guī)模化、集約化發(fā)展，肉羊養(yǎng)殖數(shù)量也快速增長，導(dǎo)致羊糞排放量劇增對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力。由于羊糞產(chǎn)量大、利用率低、無害化處理率低，養(yǎng)殖場環(huán)保設(shè)備不完善等原因，羊糞對環(huán)境污染日益加重，在環(huán)保壓力逐年倍增的情況下，羊糞的無害化處理刻不容緩。

科學(xué)的羊糞無害化處理，應(yīng)當(dāng)在維持生態(tài)平衡的前提下，充分利用羊糞豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。常見的無害化處理方式是制成飼料、能源和肥料等資源性產(chǎn)品。

1 羊糞無害化制備飼料

羊糞中含有未完全消化的蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，是羊糞變廢為寶的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。研究表明，畜禽糞便可根據(jù)不同畜種的需求，采用發(fā)酵、干燥或者化學(xué)處理等適宜的生產(chǎn)工藝條件制備成相應(yīng)的畜禽飼料。但由于養(yǎng)殖過程中各種因素影響，羊糞存在含有病原微生物、寄生蟲卵等有毒有害物質(zhì)或抗生素殘留、重金屬超標(biāo)等風(fēng)險，同時，將羊糞無害化處理為畜禽飼料，存在較多問題及難點，因此羊糞制備飼料不適宜推廣。

2 羊糞無害化制備能源

德國已在國內(nèi)實現(xiàn)以畜禽糞便為主的沼氣工程技術(shù)推廣，同時在德國國內(nèi)較為完備的可再生能源法律法規(guī)支持下，德國沼氣工程發(fā)展已名列世界前茅。在德國，畜禽糞便作為再生能源的重要資源，在生物質(zhì)能工廠中，對有機廢棄物進行生物降解，糞便混合莊稼和蔬菜垃圾等通過厭氧發(fā)酵生產(chǎn)出沼氣、沼液和沼渣。沼氣作為燃料用于發(fā)電、取暖及烹飪，沼液沼渣作為肥料施肥，實現(xiàn)了對畜禽糞便的綜合利用，不僅可產(chǎn)生清潔生物能源，還可消除惡臭、殺死病原微生物和寄生蟲卵、減少有毒有害物質(zhì)的影響。糞便沼氣化是利用畜禽糞便發(fā)酵的沼氣工程所采用的厭氧發(fā)酵技術(shù)，主要受原料C/N比（碳氮比）、發(fā)酵底物種類、溫度、pH值等因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，厭氧發(fā)酵碳氮比在20～30之間較為適宜。厭氧發(fā)酵中產(chǎn)生的沼氣量隨著發(fā)酵底物中碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含量的不同而不同，脂類物質(zhì)含豐富的C和H，厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷潛力高于碳水化合物。一般溫度在50～60℃（高溫厭氧發(fā)酵）和30～40 ℃（中溫厭氧發(fā)酵）條件下有利于微生物生長產(chǎn)生甲烷。pH值也是影響厭氧發(fā)酵的關(guān)鍵因素之一，試驗證明用雞糞和牛糞的混合廢棄物進行厭氧發(fā)酵，所產(chǎn)生甲烷的最適初始pH為7.5。

另外，畜禽糞便熱值較高，是一種容易獲得和制備的常規(guī)能源，糞便干燥后易直接燃燒產(chǎn)熱作為燃料利用，特別是在高寒牧區(qū)屬于非常重要的燃料。畜禽糞便碳化后易儲存，可用作燃料，不過作為燃料對糞便利用十分有限，且燃燒產(chǎn)生的氣體還會對環(huán)境造成二次污染。畜禽糞便碳化后可加工為活性炭，糞便活性炭的重金屬吸附能力強于普通活性炭。畜禽糞便制備能源是較為便捷的方式，但如不按規(guī)定操作處理，反而會造成環(huán)境問題。

3 羊糞無害化制備肥料

羊糞含有豐富的未消化的營養(yǎng)成分，是一種可利用的優(yōu)質(zhì)有機肥料。生產(chǎn)中將羊糞作為肥料，常見的處理方式有兩種，一是直接施用于田間，另一種是堆肥處理后再還田。前者對環(huán)境危害較為嚴(yán)重，后者通過特定微生物和高溫作用，可以去除有害氣體、殺滅病原微生物、蟲卵和雜草種子等，同時對抗生素的降解也有一定作用，使有機物無害化腐熟成為肥效更高且對環(huán)境更為友好的生物有機肥。

羊糞堆肥較為常見的方式有三種：好氧高溫發(fā)酵式堆肥、厭氧發(fā)酵式堆肥和混合翻堆式堆肥。其中，好氧高溫發(fā)酵堆肥優(yōu)勢更為明顯，其發(fā)酵時間短、產(chǎn)品腐熟效果好且無害化程度高，是技術(shù)更為成熟的糞便無害化處理方式。影響因素主要包括：水分，溫度，碳氮比，微生物，以及建堆和供氧量等。溫度是影響好氧發(fā)酵堆肥和堆基中微生物活動的重要因素，有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)堆肥溫度達到50～65 ℃時，5～6 d即可殺滅寄生蟲（卵）、病原微生物等有害物質(zhì)，從而實現(xiàn)糞便中病原菌的無害化處理。研究表明，羊糞高溫堆肥時添加小麥秸稈或玉米秸稈可以加快C/N降低速率，縮短進入高溫發(fā)酵期的時間，減少氮素?fù)p失，減少有害物質(zhì)產(chǎn)生，腐熟效率高于純羊糞堆肥1倍，28 d即可腐熟。微生物種類是好氧發(fā)酵堆肥的重要影響因素。研究發(fā)現(xiàn)，添加高效的外源微生物有益菌劑，可以優(yōu)化堆肥基質(zhì)菌群結(jié)構(gòu)、提高微生物活性，快速提升堆體溫度，從而縮短發(fā)酵周期。

羊糞采用蚯蚓堆肥是無害化處理的一種有效方式。相關(guān)試驗證明，羊糞經(jīng)蚯蚓堆肥處理后，有機質(zhì)含量下降，全氮、全磷、全鉀及速效氮、速效磷和速效鉀含量升高，促進pH降低并趨近中性，有利于發(fā)酵進行。蚯蚓分泌的各種酶類可有效分解有機質(zhì)，增強堆肥基質(zhì)中微生物的活性，從而提高微生物對有機廢棄物的分解效率。研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓堆肥有利于糞便無害化處理，采用蚯蚓堆肥后，糞便病原菌被殺滅率可達到98%，糞大腸菌滅活率為100%，病原微生物無害化處理效果較好。另外，采用蚯蚓堆肥處理污泥，發(fā)現(xiàn)蚯蚓可有效吸附污泥中的重金屬。

4 展望

羊糞無害化處理應(yīng)當(dāng)依托其資源化利用實現(xiàn)。通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣能源、沼液沼渣有機肥或微生物好氧發(fā)酵生產(chǎn)有機肥等技術(shù)，產(chǎn)生高溫殺滅病原微生物和寄生蟲等有毒有害物質(zhì)，吸附重金屬，減少污染，從而達到無害化處理，使畜禽糞便實現(xiàn)資源化利用。■