畜禽糞污資源化利用現(xiàn)狀與思考

王存波 朱慈根 嚴(yán)康 路璐 王勇

（1，江蘇省畜牧總站 210017；2，江蘇省灌云縣人民政府侍莊街道辦事處 222207）

改革開放以來，我國畜牧業(yè)取得長足發(fā)展，一家一戶的傳統(tǒng)散養(yǎng)模式逐步縮減，規(guī)模化程度大幅增加，生產(chǎn)水平明顯提高，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障居民消費(fèi)做出重要貢獻(xiàn)。以江蘇省為例，1978～2018 年生豬存欄量分別為2161.05 萬頭和1722.69 萬頭，減少20.3%，而出欄量分別為1326.12 萬頭和3266.44 萬頭，增加146.3%。但隨著規(guī)模化水平和生產(chǎn)效率的提升，畜禽養(yǎng)殖廢棄物對環(huán)境的污染問題日漸凸顯。“十八大”以來，生態(tài)文明建設(shè)納入“五位一體”總布局，習(xí)近平總書記“綠水青山就是金山銀山”發(fā)展理念對我國生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。畜牧業(yè)也開始自我革命，轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，探索新的養(yǎng)殖技術(shù)和模式，從原來的追求高增長逐步向高質(zhì)量發(fā)展方向轉(zhuǎn)變。本文總結(jié)分析了當(dāng)前畜牧業(yè)糞污資源化利用的現(xiàn)狀，并提出建議，以期對畜牧業(yè)綠色發(fā)展及畜牧技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)提供參考。

1 畜禽糞污資源化利用方向

1.1 肥料化利用

畜禽糞污制作的有機(jī)肥富含氮、磷等植物生長必需的營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)全面且肥效長而穩(wěn)定，同時(shí)有利于促進(jìn)土壤固粒結(jié)構(gòu)的形成，增加土壤保水、保溫、透氣、保肥能力，與化肥混合使用可彌補(bǔ)化肥所含養(yǎng)分單一，有效改善長期單一使用化肥導(dǎo)致土壤板結(jié)，保水、保肥性能減退的缺陷，是生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品必需的投入品。杜少平等[1]研究表明，施用牛糞、雞糞和豬糞有機(jī)肥較單施化肥可促進(jìn)西瓜營養(yǎng)生長和氮、鉀養(yǎng)分的運(yùn)轉(zhuǎn)，顯著提高西瓜產(chǎn)量和養(yǎng)分的吸收積累量，其中西瓜產(chǎn)量較化肥處理分別顯著提高27.4%、31.6%和30.2%，且西瓜品質(zhì)得到明顯改善，可溶性固形物和VC含量均顯著提升。林瑞等[2]發(fā)現(xiàn)，施用雞糞復(fù)合菌肥、羊糞復(fù)合菌肥和蚯蚓糞復(fù)合菌肥對楊梅凋萎病有明顯防效，且能促進(jìn)楊梅植株長勢恢復(fù)，提升果實(shí)品質(zhì)。王文東等[3]研究表明，有機(jī)肥和秸稈配施可顯著增加中小型土壤動(dòng)物個(gè)體數(shù)，提高中小型土壤動(dòng)物類群，明顯改善環(huán)境生物多樣性。

1.2 能源化利用

目前畜禽糞污能源化利用最常見的方式為沼氣發(fā)酵，最終產(chǎn)物為沼氣、沼渣和沼液，沼氣發(fā)酵工程可避免糞污發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有害氣體污染大氣，并將沼氣用作燃料或用于發(fā)電、生產(chǎn)生物天然氣等清潔能源。大豐蘇港河順生物科技有限公司日處理雞糞600t，生產(chǎn)天然氣10000m3。畜禽糞污經(jīng)沼氣發(fā)酵后COD 可降低85%以上，并可有效降解糞污中多西環(huán)素、金霉素等殘留抗生素[4]。此外，牧區(qū)牛糞風(fēng)干后作為生活燃料也是能源化利用的一種方式。

1.3 飼料化利用

畜禽糞便中含有豐富的粗蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，如新鮮的豬糞中蛋白質(zhì)含量為3.5%～4.1%、牛糞為1.7%～2.3%、雞糞為11.2%～15.0%、羊糞為4.1%～4.7%[5]，畜禽糞便經(jīng)滅菌、除臭、干燥等處理后可作為動(dòng)物飼料。據(jù)徐啟明[6]研究發(fā)現(xiàn)，以熱噴雞糞代替部分黃豆餅對奶牛產(chǎn)奶沒有影響，飼喂青貯雞糞飼料可有效提高肉羊增重效果。但由于畜禽糞便飼料化利用與人們傳統(tǒng)觀念相悖，目前推廣利用程度不高。

2 當(dāng)前畜禽糞污處理的主要方法

2.1 堆肥發(fā)酵

堆肥發(fā)酵是傳統(tǒng)的糞污處理方式，將畜禽糞污和作物秸稈混合在一起，堆積發(fā)酵后用作肥料進(jìn)行還田，分為自然發(fā)酵法和棚下堆肥發(fā)酵法，自然發(fā)酵法工藝簡單，原料混合堆積后自然發(fā)酵即可，適合小型養(yǎng)殖場。而棚下堆肥發(fā)酵法則在自然發(fā)酵的基礎(chǔ)上引入固液分離、機(jī)械攪拌、人工接種等工藝，大幅加快發(fā)酵進(jìn)程，適用于中大型養(yǎng)殖場和專業(yè)有機(jī)肥場。具有投資小、操作簡單、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)具有處理時(shí)間長的缺點(diǎn)，自然發(fā)酵堆肥需要堆放3～5 月才能完成堆肥[7]。

2.2 發(fā)酵床處理

發(fā)酵床處理的原理為糞污通過接種好氧微生物后進(jìn)行發(fā)酵降解，最終生成有機(jī)肥或直接還田，分為原位發(fā)酵床和異位發(fā)酵床，區(qū)別主要在于畜禽糞污是否就地發(fā)酵處理。一般而言，原位發(fā)酵床適合育肥豬、肉雞等適宜地面平養(yǎng)的畜禽種類，而異位發(fā)酵床適用性更加廣泛。發(fā)酵床處理的優(yōu)點(diǎn)在于，利用時(shí)間長，利用過程中只需不斷加入畜禽糞污和墊料便可維持好氧微生物的持續(xù)發(fā)酵，管理得當(dāng)可持續(xù)利用3～5 年；沒有污水排放，糞污和墊料通過發(fā)酵后形成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥直接還田或優(yōu)化配比后包裝銷售；可以利用發(fā)酵床產(chǎn)生的熱量為畜禽保溫，褚曉紅等[8]研究結(jié)果表明，發(fā)酵床飼養(yǎng)仔豬在日增重和成活率上顯著優(yōu)于普通水泥地面飼養(yǎng)方式，并可節(jié)水降耗。缺點(diǎn)在于技術(shù)性較強(qiáng)，需了解發(fā)酵原理并定期管理維護(hù)以保持良好的發(fā)酵狀態(tài)，管理不當(dāng)容易造成“死床”和霉變；異位發(fā)酵床需要一定場地，占地面積大；墊料需要量大，高艷兵等[9]推算，每處理1t 糞污需要墊料33m3，部分地區(qū)木屑等墊料采購和運(yùn)輸成本高。

2.3 發(fā)酵塔

發(fā)酵塔處理工藝是將畜禽糞污接種高效生物發(fā)酵菌種（真菌、酵母菌、放線菌等）混合均勻后置入發(fā)酵塔內(nèi)分層密閉發(fā)酵，適用于含水量較小的家禽糞污處理。此工藝不同于堆肥發(fā)酵或發(fā)酵床之處在于物料在塔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，原料不斷進(jìn)入，發(fā)酵產(chǎn)物不斷產(chǎn)出，一般以6～7d 為一個(gè)循環(huán)周期[10]。此種處理模式優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)酵產(chǎn)生的廢氣可收集凈化處理，基本無廢氣外排；污水產(chǎn)生量較小，糞便中大部分水分可在發(fā)酵過程中利用發(fā)酵熱量蒸發(fā)為水蒸氣，王順清[11]研究表明，畜禽糞污經(jīng)發(fā)酵處理后水分由70%下降到30%左右；發(fā)酵條件容易控制，能克服冬季低溫天氣對發(fā)酵的不利影響；便于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)；占地面積小。缺點(diǎn)在于一次性投入大，處理成本高。

2.4 沼氣工程

沼氣工程是指采用厭氧消化技術(shù)處理各類有機(jī)廢棄物（水），通過發(fā)酵降解有機(jī)物、殺滅病原微生物，并制取沼氣系統(tǒng)工程設(shè)施。適用于各種畜禽糞污的處理。優(yōu)點(diǎn)：糞污資源化利用最充分，沼氣、沼液、沼渣均可資源化利用；發(fā)酵完全；占地面積小。缺點(diǎn)：產(chǎn)氣不穩(wěn)定，處理效率普遍偏低，表現(xiàn)為原料濃度低、產(chǎn)氣率不高、發(fā)酵溫度低。騰昆辰[12]研究表明，目前我國沼氣工程進(jìn)料濃度普遍在8%以下、發(fā)酵溫度為10～25℃、單位容積產(chǎn)氣率0.3～0.5m3/m3·d，大幅低于發(fā)達(dá)國家的12%、38℃或53℃、2m3/m3·d；沼液運(yùn)輸儲(chǔ)存困難，需鋪設(shè)管網(wǎng)或配備運(yùn)輸車輛及儲(chǔ)蓄池，還田半徑小，需要周邊有足夠的協(xié)議消納用地；受環(huán)境影響大，北方寒冷地區(qū)冬季難以運(yùn)行；存在滲漏污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)。

3 畜禽糞污處理存在的問題與難點(diǎn)

3.1 糞污處理投入產(chǎn)出效益低，養(yǎng)殖場戶積極性不高

糞污作為養(yǎng)殖場的廢棄物，處理需要投入資金和人力，而產(chǎn)出效益相對較低，不一定能回收成本，小型養(yǎng)殖場及散養(yǎng)戶不愿投入，如果監(jiān)管缺位很容易對環(huán)境造成污染。

3.2 資金扶持政策仍需完善

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《畜禽糞污資源化利用行動(dòng)方案（2017～2020年）》 主要扶持生豬和牛養(yǎng)殖大縣，缺少對家禽養(yǎng)殖大縣扶持；畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用中央投資計(jì)劃中企業(yè)自籌資金比例時(shí)有增加，進(jìn)一步加大企業(yè)自籌壓力。

3.3 行業(yè)定位不明確

有機(jī)肥生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類目錄中被列為化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，生產(chǎn)許可申辦門檻高、難度大。

3.4 施肥方法制約有機(jī)肥的推廣利用

畜禽糞污生產(chǎn)有機(jī)肥營養(yǎng)濃度低，肥效作用慢，單位面積施用量大，施肥需要耗費(fèi)大量人力，影響了有機(jī)肥的大面積推廣應(yīng)用。

3.5 存在重金屬、抗生素殘留、抗生素抗性基因增加等風(fēng)險(xiǎn)

動(dòng)物飼料中往往添加各種微量金屬元素，而這些微量元素的消化利用率很低，如Cu、Zn 吸收率僅為5%左右，導(dǎo)致畜禽糞污重金屬含量升高，從而增加了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)[13]。彭晶等[14]利用高通量PCR 技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥的土壤中多種四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類抗性基因相對豐度有所增加。意味著即使經(jīng)發(fā)酵等工藝處理后畜禽糞污依然存在影響環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)因素。

3.6 污水成為治理畜禽糞污的難點(diǎn)

部分養(yǎng)殖場存在用水量大，雨水和污水沒能有效分離，導(dǎo)致污水量大幅提升，增加了治理難度。

4 對策建議

4.1 因地制宜建立糞污集中處理模式

在小型養(yǎng)殖場及散戶集中區(qū)域引入糞污集中處理機(jī)構(gòu)，探索建立“市場主導(dǎo)、循環(huán)利用、行政推動(dòng)、有償服務(wù)”的可持續(xù)運(yùn)行模式，形成政府、企業(yè)、社會(huì)共同參與畜禽糞污處理的社會(huì)化服務(wù)機(jī)制。

4.2 優(yōu)化畜禽糞污治理扶持政策

加強(qiáng)頂層政策設(shè)計(jì)，擴(kuò)大資金扶持范圍，根據(jù)各省畜禽實(shí)際養(yǎng)殖量，資金切塊下達(dá)給各省各地區(qū)，由各地農(nóng)業(yè)主管部門根據(jù)飼養(yǎng)結(jié)構(gòu)和地區(qū)分布實(shí)際情況統(tǒng)籌抓好落實(shí)。

4.3 鼓勵(lì)建立糞污處理機(jī)構(gòu)

明確有機(jī)肥生產(chǎn)是糞污資源化利用單位，而不是污染排放單位，工商、環(huán)保等部門對有機(jī)肥廠立項(xiàng)審批等環(huán)節(jié)應(yīng)予以區(qū)別對待。各地區(qū)規(guī)劃養(yǎng)殖區(qū)域布局時(shí)要綜合考慮畜禽糞污處理能力，在養(yǎng)殖場集中區(qū)域引入有機(jī)肥生產(chǎn)廠等糞污集中處理機(jī)構(gòu)。

4.4 研究和推廣利用有機(jī)肥撒播機(jī)械

加強(qiáng)施肥機(jī)械的研究與推廣利用，研發(fā)適合不同地形、作物的有機(jī)肥撒播機(jī)械，完善落實(shí)農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼機(jī)制。

4.5 強(qiáng)化源頭控制，開展風(fēng)險(xiǎn)評估

加強(qiáng)飼料行業(yè)監(jiān)管，優(yōu)化飼料配方，提高蛋白質(zhì)及其他營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收率，從源頭上減少重金屬、抗生素等用量，提升養(yǎng)殖管理水平，提倡綠色健康養(yǎng)殖，減少養(yǎng)殖過程用藥量，結(jié)合農(nóng)業(yè)測土配方施肥，開展土地對畜禽糞污承載力的研究，優(yōu)化糞污處理工藝，加強(qiáng)重金屬等有害物質(zhì)的檢測與風(fēng)險(xiǎn)評估。

4.6 提升養(yǎng)殖管理水平

畜禽養(yǎng)殖業(yè)提高內(nèi)部管理水平，推廣應(yīng)用“兩節(jié)一增”新技術(shù)、新設(shè)備、新模式，杜絕浪費(fèi)水資源，嚴(yán)格實(shí)行雨污分流，減少污水產(chǎn)生。

5 小結(jié)

目前，綠色發(fā)展理念已成為社會(huì)共識(shí)，畜禽糞污能否得到有效治理成為制約畜牧業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的瓶頸，就目前來看，資源化利用成為畜禽糞污治理的主導(dǎo)思想，種養(yǎng)結(jié)合，循環(huán)農(nóng)業(yè)作為畜禽糞污治理的主要模式擁有廣闊的應(yīng)用前景，需要進(jìn)一步加大投入力度、強(qiáng)化扶持政策、完善監(jiān)管制度、優(yōu)化運(yùn)行機(jī)制。通過各種措施的不斷完善，畜禽糞污一定能得到有效治理。