畜禽糞污的收集處理與綜合利用

王紹勇

(山東省沂水縣行政審批服務局，山東 臨沂 276400)

據測算，每頭成年豬每天排糞尿量約6 kg，一個千頭豬場每天排糞尿量就能達到6 t，年排糞尿量近2200 t；若采用水沖糞工藝，則日產污水30 t，年排污就超萬噸；而每頭成年牛每天排糞尿量約30～40 kg；一個萬羽蛋雞場(成年)一年可產鮮糞400 t。聚集在畜禽舍內的糞尿，在微生物的作用下分解產生氨氣、二氧化硫、硫化氫等有害氣體，影響畜禽生長發育和生產性能，引發疾病甚至可導致畜禽死亡；露天堆放的畜禽糞尿，晴天臭氣熏天、孳生蚊蠅，雨天糞水漫流、傳播疾病，影響環境和人畜健康；未經無害化處理就施與農田的畜禽糞尿，發酵產熱、產氣，引起植物燒根、燒苗、植株死亡；更重要的是，畜禽糞尿中含有大量的病原體、寄生蟲卵，污染地表水和地下水，威脅畜禽養殖業持續、健康發展，更威脅人類健康。

針對目前我國畜禽養殖業現狀，畜禽糞污的處理與利用應以“資源化利用、總量化控制、減量化生產、無害化處理、生態化發展、低廉化治理”為總則，加強管控和治理，將畜禽糞污有效轉化為種植業可利用資源，實現種養結合、互相促進的良性生態農業生產鏈。

1 畜禽糞尿的收集工藝

畜禽糞尿的收集主要有水沖糞、水泡糞、干清糞等工藝。

1.1水沖糞 早在20世紀80年代，我國在養豬生產中從國外引進了這項工藝技術。其方法是：每天定期多次從糞溝一頭的高壓噴頭放水，將進入縫隙地板下的豬糞尿沖入主溝，然后流進地下的貯糞池或用泵抽到地面上的貯糞池。該工藝設備簡單，投資少，勞動強度小，豬舍內能保持干凈清潔；但沖糞需要消耗大量的水，固液分離后廢水處理難度大，固體肥料養分含量低、肥效差。該工藝目前已基本被淘汰。

1.2水泡糞 該工藝是在水沖糞工藝的基礎上，經改進后推廣使用的一種糞尿收集方法，主要用于豬場。其方法是：先向豬舍的縫隙地板下糞溝中注入一定量的水，生產過程中產生的糞尿、廢水全部排放到糞溝，經1～2個月發酵、糞溝里的糞尿、廢水已經裝滿，這時可以打開出口的閘門，糞水通過主干溝流進地下的貯糞池或用泵抽到地面上的貯糞池。該工藝勞動強度小，用水少；但因糞水長時間在豬舍中滯留，厭氧發酵產生的臭氣(含甲烷、硫化氫、氨氣等)含量高，舍內空氣污濁，影響豬群健康，同時廢水中污染物濃度更高，處理難度更大。

1.3干清糞 干清糞是借助機械或人工將畜禽糞尿、沖洗水單獨或一起清理出舍，保持環境衛生，提高肥效，降低后續處理費用的一種工藝。其方法是：借助刮糞系統、履帶式清糞機或直接人工將畜禽糞便清理出糞道，尿、沖洗水自下水道流出，分別進行收集。人工干清糞設備簡單，投資小，糞尿可直接分離，后期處理簡單；但勞動量大，生產效率低，不利于規模化養殖場推廣應用。機械干清糞一次性投資大；經常更換刮糞板并做好維護的情況下，可連續使用多年；可以減輕勞動強度，適于規模化養殖場應用。

2 畜禽糞污的貯存

2.1液體糞污的貯存 實行水沖糞工藝的養殖場，沖洗后產生的液體糞污，一般通過地下管道輸送到地下貯糞池，或通過專用泵輸送到地上貯糞池，并在貯糞池內暫存等待處理。

2.1.1貯糞池大小容積的計算和設計 貯糞池的大小容積要根據飼養畜禽的品種、數量、糞便的生產量、貯存時間等情況進行計算和設計，一般考慮6～8個月的貯存量。污水量按照《畜禽養殖業污染物排放標準》(GB 18596)中集約化畜禽養殖業最高允許排水量標準計算或折算(表1、表2、表3)。

表1 集約化畜禽養殖業水沖糞工藝最高允許排水量

表2 集約化畜禽養殖業干清糞工藝最高允許排水量

表3 集約化畜禽養殖業水污染物最高允許日均排放濃度

2.1.2貯糞池的防滲處理 貯糞池要符合防滲、防漏、防雨、防曬、防蠅、防火、防爆、防臭氣擴散等要求。因此貯糞池要用水泥預制，并用水泥預制板封頂，架設雨棚，做好遮陰防曬等工作。

2.2固體糞便貯存 實行干清糞工藝的畜禽養殖場，固體糞便貯存場地建設應符合《畜禽糞便貯存設施設計要求》(GB/T 27622-2011)。根據養殖數量、遠期規劃、產糞數量、存放時間等，在遠離養殖場最少100 m以外、常年主導風向的下風向或側風向處，用磚混結構或混凝土結構建造帶雨棚的“n”型槽式堆糞池，周圍設置與排污溝分離的排雨水溝，防止雨水徑流進入堆糞池內。

3 畜禽糞污固液分離

畜禽糞污在進行好氧堆肥和無氧發酵等應用之前，必須進行預處理，通過物理的或化學的方法，將糞污中的懸浮固體、雜草和長纖維等固形物移除。通過固液分離，固形物便于批量運輸，進行堆肥化處理制成優質有機肥，也可以制成牛床墊料；降低污水化學耗氧量(COD)，為高效厭氧發酵創造條件并減輕負荷，降低沼液中COD濃度，便于后續處理(好氧處理)后的達標排放。

3.1固液分離的技術路線 實行固液分離，移除畜禽糞污中的固形物，方法有多種。借助固形物的重力沉降，可以進行自然沉淀分離；干旱地區自然蒸發，其他地區人工加熱，也可實現固液分離；沉淀分離，使用某些化學試劑，將糞污中那些比較小、比較輕的懸浮固形物凝集，都可以實現移除糞污中懸浮固體和部分溶解固體的目的。

3.2固液分離的方法 目前應用最廣、處理效果最好的是借助機械進行物理固液分離。

3.2.1篩分分離 篩分分離就是根據糞污中固形物顆粒大小進行篩條過篩的固液分離方法。篩條的間隙越小，固形物篩除率越高，但篩條越容易被堵塞。常用的篩分分離設備有斜篩式固液分離機和震動篩分離機。

斜篩式固液分離機的原理是，當畜禽糞污由上到下，經過固定的篩板(篩條排列而成)時，固形物借助自身的重力被自動篩出分離。在分離含水量、固形物大小不同的糞污時，可調節篩板的斜置角度、更換篩條間隙不同的篩板。圖1是斜板篩分離機用于畜禽糞污分離的工作原理示意圖。

斜板篩分離機雖然使用簡單、運行成本低，但篩條容易被固形物堵塞，而且篩條對固形物的去除率也比較低，特別是在貯糞池中存貯了一段時間的糞污更難過篩分離；分離出來的固形物仍含有很高的水分，給運輸和后續處理帶來不便。

震動篩分離機的基本原理和斜篩式固液分離機一樣，只不過是為了提高糞污分離效率、防止篩孔堵塞，在水平放置的分離機上裝有一個高速震動的篩板。

3.2.2壓濾分離 有帶式壓濾技術和螺旋擠壓技術。帶式壓濾技術操作方便、能耗小，但帶式壓濾機的費用高。糞污經過壓濾后，固形物成了濾餅，含水量低，但濾帶需要用高壓水沖洗。圖2為其工作原理示意圖。

螺旋擠壓技術是將重力過濾、擠壓過濾以及高壓壓榨融為一體的一種新型分離裝置。螺旋擠壓機結構簡單，操作靈活，運行費用低。因螺旋壓濾機密閉運行，因而噪聲低，臭氣排放的少。

3.2.3離心分離 借助高速旋轉的沉淀式離心機，將固液分離。雖分離效率高，分離出的固形物含水量低，但運行成本高，在我國現行畜禽糞污分離中難以大面積推廣應用。

4 堆肥化處理

4.1自然發酵，直接肥田 對遠離城鎮的郊區，飼養規模小、畜禽糞便少的地區，可摻拌部分墊料、雜草，讓糞便在貯糞池中自然腐熟、發酵；也可以堆在閑置的土地上，糞堆外用稀泥封嚴，進行厭氧發酵。經自然發酵的糞堆，堆內溫度保持在40℃以下不再升溫時，說明已基本腐熟。此法生產效率低，占用土地多，產生臭氣多，只適合小規模養殖場采用。

4.2好氧堆肥，生產有機肥 對規模化蛋雞場、肉雞場、羊場等糞便以固形物為主的養殖場，經好氧堆肥并進行無害化處理后，直接還田利用。常用的堆肥方式有：

4.2.1靜態堆漚 將糞便摻拌部分墊料等輔料，使孔隙率達到30%左右，先在糞堆底部安裝帶有空隙的管道，管道另一頭與風機相連。管道安裝好以后，直接堆糞，糞堆高1～2 m。堆肥發酵過程中，風機開通，直接給糞堆供氧進行好氧發酵，不用翻拋，一般4周后發酵成功。此法運行成本低、發酵周期長、堆漚糞肥質量不穩定，在農村分散性、集約化養殖場可以應用。

4.2.2條垛式堆肥 將畜禽糞便、堆肥輔料、菌種按照適當的比例混合均勻，將混合物料在土質或水泥地面上堆制成長度不限、高度1.0～1.5 m的長條形堆垛，2～3 d翻垛一次進行好氧發酵，溫度超過70 ℃時增加翻垛次數。該法投資小，但占地面積大，糞堆發酵和腐熟慢、周期30 d以上，翻垛不及時會因厭氧發酵產生大量臭氣。適用于中小規模養殖場糞便處理。

4.2.3槽式堆肥 在密閉式發酵車間內，將按比例混合好的畜禽堆料混合物放在長槽式發酵槽中，借助翻拋機的往復運動不斷攪拌，實現糞堆的好氧發酵和快速腐熟。一般槽高5.0～8.0 m，深1.2～1.5 m，長60.0～90.0 m，每天翻拋1～2次，發酵15 d左右即可。槽式堆肥處理糞便量大、發酵周期短，但成本較高，適用于大型規模化養殖場糞便處理。

值得注意的是，無論是厭氧發酵堆肥還是好氧發酵處理，都要根據排放去向或利用方式執行相應的標準規范。對配套糞污處理所使用土地充足的養殖場戶，經無害化處理后進行還田利用的要求及限量，應符合《畜禽糞便無害化處理技術規范》(GB/T 36195)、《畜禽糞便還田技術規范》(GB/T 25246)。

5 污水減排技術

5.1直接還田利用 采用水泡糞收集豬糞的養殖場，貯糞池內的污水、尿液通過物理沉淀和自然發酵，沉淀出的水供周邊農田、果園澆地，池底沉淀出的糞污可作為有機肥直接使用肥田，也可以和固體糞便一起使用。操作方法簡單，投資小，但對糞污處理不徹底，勞動強度大，需要較多的農田消納。集約化小型豬場可使用。

5.2厭氧發酵 采用篩分收集的污水、尿液直接進入厭氧池發酵。發酵后，沼氣直接被利用，沼液還田，滴灌、滲灌或葉面施肥，沼渣可還田也可用于制造有機肥。這種污水減排方法實現了“養-沼-種”的循環利用，投資小，運行費用低，但需要與飼養規模配套、容積足夠大的貯糞池貯存沼液。適合常年氣溫較高地區的中小規模化豬場使用。

5.3厭氧-好氧處理 污水、尿液先經厭氧發酵，處理后的污水、尿液再經好氧及自然處理系統處理，符合國家和地方排放標準后，即可達標排放或作為農田灌溉用水使用。其處理工藝見圖3。該法處理效果好，可應用于各個地區的各種養殖場；但所用設備多、投資大，小規模養殖場難以承受。

6 畜禽糞便沼氣處理后沼渣和沼液的利用

沼氣工程是以養殖場糞污為原料，以生產沼氣和處理畜禽糞污為目的，實現畜禽養殖業生態良性循環的一項工程技術。這項技術的主體是通過厭氧發酵降低糞污中有機質，并獲取干凈能源沼氣，并直接用于生活用能。在處理糞污、制備沼氣的過程中，會同時生產出沼渣和沼液，要科學利用。

6.1沼渣的利用 畜禽糞污在發酵生產沼氣后的剩余固形物就是沼渣。其中包括未完全分解的畜禽糞便、微生物菌體及輔料，含有豐富的腐殖酸、蛋白質、氮、鉀等有機和無機營養成分，可改良土壤。

6.1.1用作肥料，改良土壤 沼渣中含有豐富的有機質和腐殖質，施入土壤后，有利于微生物活動，改善土壤團粒結構和理化性質，可松土、培土、改土。更重要的是，沼渣中沒有硝酸鹽，是公認的生產有機蔬菜、無公害綠色農產品的優質肥料。用沼渣做基肥，可改善土壤肥力，防止養分流失；可直接開溝挖穴，用作追肥；還可與碳酸氫銨、過磷酸鈣堆漚，提高肥效。

6.1.2配制營養土 多種花卉、蔬菜、特種農作物在育苗時都要用到營養土，其營養要求條件高，自然土壤難以達到要求，而使用腐熟度好、質地細膩的沼渣與肥沃的大田土按1∶3比例摻拌配制而成的土壤，能很好的滿足這些植物育苗對營養土的要求，而且還能預防枯萎病、立枯病和多種地下害蟲等病蟲害，起到壯苗作用。

6.1.3作為人工基質栽培食用菌 畜禽糞便在正常生產沼氣后剩下的沼渣，不僅含有豐富的植物生長所需要的營養，且質地松軟、酸堿度適中，是栽培食用菌的優質基質。正常生產沼氣后，挖取滯留在沼氣池內3個月以上、沒有糞臭味的沼渣(注意不要挖取池底的沼渣，以免帶入寄生蟲卵)，每500 kg沼渣中加入粉碎的稻草或麥秸150 kg、棉籽殼1.5 kg、石膏6 kg、石灰2.5 kg，摻拌均勻后，直接栽培蘑菇。

6.1.4牛場墊料 正常生產沼氣后，沼渣曬干，直接當作牛床、運動場的鋪設墊料，可增加牛的舒適度。

6.2沼液的利用 沼液是畜禽糞污經厭氧發酵后的殘留液體，含有大量的氮、磷、鉀等無機營養成分和氨基酸、維生素、水解酶等有機物，屬高濃度有機廢水，需經一定處理后方可利用，如果直接排放會造成二次環境污染。

6.2.1沼液肥用 沼液是很好的液體肥料，大田作物、蔬菜、果樹、牧草等的種植均可用沼液進行澆灌、滴灌、滲灌和葉面噴施。作為液態速效肥料，給農作物、果樹等追施也具有不錯的效果。

6.2.2沼液浸種 沼液中含有很多生物活性物質和某些植物激素，可刺激、活化植物種子內部營養，促進細胞分裂，并能消除種子自身攜帶的病原體和細菌。使用沼液浸種，發芽整齊、苗壯，長勢旺，抗逆性強。

6.2.3葉面噴施 畜禽糞污在沼氣池內經長時間的厭氧發酵，或產生大量銅、鐵、鋅、錳等微量元素以及多種生物活性物質，而這些微生物厭氧發酵的產物都能被植株快速吸收，為作物提供營養，并抑制或殺死某些有害病菌和蟲卵，具有很好的植保效果。