畜禽糞污厭氧發酵全量利用模式效果分析

尹燕 張凱 裴強 閆軍保 徐源暢 樊靜雅

摘 要： 近年來，河南省潢川縣加大畜禽養殖污染治理力度，以種養結合、農牧循環、就近消納和綜合利用為主線，通過實施生豬調出大縣、畜禽糞污資源化利用整縣推進及綠色種養循環農業試點等項目，提高養殖場糞污處理設施配套率和綜合利用水平，取得了顯著成效。介紹了潢川縣探索實踐畜禽糞污厭氧發酵全量利用模式的成效，分析了當前存在問題，提出發展對策與建議，為畜禽糞污全量利用工作持續深入開展提供參考。

關鍵詞：畜禽糞污；厭氧發酵；全量利用；循環農業；潢川縣

中圖分類號：S141.4文獻標識碼：A文章編號：2095-1795（2023）12-0049-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.12.009

0 引言

近年來，河南省信陽市潢川縣把畜禽糞污全量利用工作作為推動畜牧業可持續發展、高質量發展、綠色發展和環境污染攻堅的重要舉措來抓，通過7 年的綜合整治，潢川縣規?；笄蒺B殖場（戶）糞污治理基礎設施基本配套，畜禽糞污資源化利用率高，大大提高了畜禽糞污綜合利用率和土地肥力。以種養結合、農牧循環、就近消納和綜合利用為主線，通過實施生豬調出大縣項目、畜禽糞污資源化利用整縣推進項目及綠色種養循環農業試點項目，多方籌集資金8 億多元，多方協同、連片實施，探索模式、總結推廣，取得了顯著成效。

1 利用現狀

潢川縣位于河南省東南部，信陽市中部，轄17 個鄉鎮、4 個街道辦事處、1 個國營農場，總人口87.13萬人，常住人口65.86 萬人，是全國糧食生產先進縣、全國生豬調出大縣、生豬活儲鮮銷供港基地縣，享有世界鴨王、甲魚王國、全國花木之鄉和全國優質糯米之鄉的美譽。潢川縣農作物以種植小麥、水稻、油菜和茶葉為主，全年糧食作物種植面積10 萬hm2、養殖水面利用面積0.97 萬hm2、油料作物種植面積2.02 萬hm2、蔬菜種植面積0.79 萬hm2、茶葉種植面積0.58 萬hm2及花卉種植面積1.2 萬hm2。

據潢川縣農業農村局畜牧股農情調度統計的數據，2016 年，潢川縣畜禽養殖場共計2 955 個（戶），其中生豬養殖場2 312 個、肉牛養殖場76 個、羊養殖場83 個、肉雞養殖場40 個、蛋雞養殖場101 個和鴨養殖場343 個。2016 年，全縣生豬存欄60.5 萬頭、肉牛存欄14.43 萬頭、家禽存欄2 026.9 萬只和羊存欄12.38 萬只；生豬出欄84.65 萬頭、羊出欄14.05 萬只、家禽出欄9 194.68 萬只，其中肉雞出欄107.1 萬只；禽蛋產量3.36 萬t，肉類總產量25.75 萬t。2016 年，全縣畜禽養殖糞污產生量194.48 萬t，尿液產生量111.28 萬m3，全縣畜禽糞污綜合利用率70%，如表1 所示。由于受非洲豬瘟和禽流感影響，以及農村環境污染治理，近幾年畜禽養殖規模顯著下降。2021 年，潢川縣規模畜禽養殖場共計647 個，其中生豬養殖場498 個、500 頭以上肉牛養殖場2 個、蛋雞養殖場3 個、鴨養殖場144 個；全縣生豬存欄38.65 萬頭、肉牛存欄1.38 萬頭、家禽存欄1 405.43 萬只及羊存欄3.88 萬只；生豬出欄53.06 萬頭、羊出欄5.23 萬只、牛出欄0.84 萬頭及家禽出欄3 880.05 萬只；禽肉產量8.12 萬t、禽蛋產量6.73萬t。2021 年，全縣畜禽養殖糞污產生量47.67 萬t、尿液產生量38.67 萬m3， 分別是2016 年的24.5% 和34.7%，如表2 所示。目前，潢川縣畜禽規模養殖場設施裝備配套率達到100%，畜禽糞污綜合利用率達到99.2% 以上，較2016 年提高29.2 個百分點。

2 利用模式

2.1 種養結合生態循環模式

該模式主要是在養殖場周邊配套一定數量的農田、蔬菜地和果園飼料地等，畜禽養殖糞污經過處理后全量用于農業生產用肥，實現畜禽養殖污染零排放和農牧結合的生態循環，養殖模式如圖1 所示。

2.1.1 沼氣工程為紐帶生態循環模式

以大中型沼氣工程為紐帶，將糞污排入密閉的沼氣池中，通過厭氧菌的發酵作用降解畜禽糞污中的顆粒狀有機物，殺死或抑制其中寄生蟲卵和病原菌，工藝流程如圖2 所示。產生的沼氣可以作為能源用于發電、照明和燃料；沼渣可以直接出售或用于生產有機肥料，厭氧出水可直接作為肥料用于農田施肥。截至2022 年底，潢川縣擁有700～1 000 m3 大中型鋼膜沼氣工程13 處，1 000 m3 以上紅泥和黑膜沼氣工程50 多處，1.5 萬m3 大型沼氣工程2 處。如潢川縣忠泰牧業有限公司、潢川縣中原天鑫牧業有限公司等大型生豬養殖場，糞污處理后產生的沼氣發電、沼液用管網直接輸送到田間、沼渣制成有機肥[1-2]。

2.1.2 沉淀發酵就地消納生態循環模式

該模式主要針對不具備建設大型糞污處理設施的規模以下養殖大戶。經與生態環境部門協商，允許小型養殖場建設簡易的沉淀設施，畜禽糞污經過3 級沉淀處理后就地消納利用。鼓勵有條件的畜禽規模養殖戶建設與養殖規模相匹配的厭氧處理設施和固液分離設施。潢川縣所有小型養殖場（ 戶） 均建有60～500 m3 混凝土、紅泥或黑膜沼氣池，3 級沉淀等糞污處理設施，糞污處理配套率達到100%。

2.1.3 專業承包運輸配送生態循環模式

2021 年，潢川縣實施綠色循環農業試點項目，實施面積0.8 萬hm2。專業承包運輸配送生態循環模式將養殖與種植通過第三方服務機構有效連接，真正打通種養循環堵點，在畜禽規模養殖場戶設施裝備基本配套的情況下，著力打造種養結合、生態循環利用的畜牧業新模式[3-6]。第三方服務公司分別與養殖場（戶）、種植場（戶）簽訂運輸、供肥合同，把發酵成有機肥的畜禽養殖糞污，利用吸污車運輸到農業種植場的田間地頭直接噴施；把發酵后的干糞運送到種植戶指定的地點或指定地塊施用；同時實現畜禽養殖糞污零排放和保障農業種植生態發展的雙贏效果[7]。

2.2 收集分散養殖戶糞污集中處理模式

針對養殖密集區域小、養殖戶糞污處理設施標準低、處理不徹底的現狀，在該區域合適位置建設區域性糞污集中處理中心[8]。采取收集分散小養殖戶糞污集中處理方式，生產有機肥異地消納養殖廢棄物，實現廢棄物再利用，解決養殖密集區養殖廢棄物就地消納困難的問題。收集區域內養殖場的糞污，利用厭氧堆肥發酵技術進行集中處理，再經過粉碎、配料、造粒、干燥和包裝等流程，生產商品有機肥[9]。有機肥產品外銷到種植戶和種植企業，形成種養結合的良性循環。如億隆環保科技有限公司將病死畜禽無害化處理和糞污集中處理統籌考慮，建成綜合處理中心，將畜禽養殖產生的廢棄物綜合處理后，用于金塔紅農業合作社的芡實、蔬菜、農作物等農業生產有機肥料，就地就近消納利用。糞污集中處理和有機肥生產工藝流程如圖3 和圖4 所示。

糞污集中處理中心與中小養殖場戶簽訂糞污收運協議，養殖場戶自建糞污暫存池，中心利用專用的吸糞車輛，將養殖場戶的糞污運到集中處理中心配水池，經過固液分離機將糞污分離成干糞和糞水，糞水進入沼氣池進行厭氧發酵，降低污染濃度，沼渣進入有機肥車間，與干糞一起制作有機肥[10-11]。以公路運輸為主，利用公司的運輸車輛運輸至廠處理中心。

具體流程：糞污→養殖場糞污暫存池→簽訂收運協議→運輸（吸糞車）→處理中心。

2.3 工業化治理達標再利用模式

由于潢川縣畜禽養殖規模大，水環境污染防治工作壓力大，生態環境部門要求所有畜禽養殖污水不準外排。因此，所有已建設達標排放設施的養殖場又補建了與污水排放量相匹配的儲液池，達標后的污水仍然要進行農牧結合、綜合利用，實現零排放，并要求畜禽養殖企業流轉有與養殖規模相匹配用于消納糞污的土地， 或與周邊農民簽有協議消納糞污的合同[12]。2019 年，潢川縣在白店鄉成功打造一個畜禽糞污資源化高標準示范點，示范點以連片花木、林地為主要糞肥消納對象，鋪設還田管網超過1 萬m，將養殖肥水通過管網直接輸送到田間地頭，真正實現糞肥還田“最后一公里”，生態效益顯著。目前，已有11座大型養殖場共鋪設還田管網超過6 萬m，充分利用畜禽?沼肥?糧食?林?茶?漁業相結合模式，實現了全量畜禽糞污資源化利用，打開了畜牧業綠色發展的大門，農村人居環境得到明顯改善。如河南中州牧業有限公司、潢川縣前進生態養殖有限責任公司等，流轉土地70 余hm2，糞污處理后就地就近消納利用。

3 取得成效

3.1 畜禽養殖糞污處理設施全配套

潢川縣規模以上養殖企業都配套建設了糞污收集、處理、儲存設施；改造建設了雨污管網，實現雨污分流；改變水沖糞、水泡糞等濕法清糞工藝，推行干法清糞工藝，實現干濕分離；干糞經堆糞發酵還田模式，污水經沼氣池處理排入儲液池儲存，再進行土地消納。養殖場配套建設儲糞場和污水儲存池，糞污基本實現無害化處理、資源化利用。各散養戶的畜禽糞便經厭氧發酵堆肥、沉淀池自然發酵等方法處理后全部用于還田施肥。全縣畜禽糞污處理設施裝備配套率達100%。

3.2 畜禽養殖糞污綜合利用全鏈條

充分利用畜禽?沼肥?糧食?林?茶?漁業相結合模式，促進糞污綜合利用，實現零排放。畜禽糞污制成有機肥，用于糧食、花木、茶葉種植，沼渣沼液用于農田灌溉、魚塘和小龍蝦養殖，沼氣用于發電、照明和清潔燃料，養殖場戶均與周邊農戶簽訂消納協議，就地實現資源化利用。

3.3 城鄉生態人居環境明顯改善

2017 年，潢川縣鄉村垃圾遍布、污水橫流，溝渠、塘堰、河流水體發黑污濁、臭氣熏天，嚴重污染地下水及地表飲用水安全。2017 年以來，潢川縣大力推進農村安全飲水、農村生活污水治理、農村生活垃圾清運處理、畜禽養殖污染整治和城市黑臭水體治理等工程，極大地改善了城鄉人居環境、生活環境和村容村貌。目前，縣域內各河道已全部消除黑臭，水質不斷提升，潢河、白露河、寨河斷面水質從Ⅲ類提升到Ⅱ類，春河斷面水質從劣Ⅴ類上升到Ⅳ類。

4 分析和建議

4.1 畜禽糞便污水處理水平不夠高

受治理成本、經濟實力、設施設備及技術水平和環保意識等因素影響，部分養殖場戶將未經充分腐熟的畜禽糞污施入農田，可能存在農作物燒苗和疫病傳播風險。未被充分消納的糞水進入河渠，增加了水環境污染。應指導養殖企業規范建設2 套污水儲存設施，輪流使用、充分發酵，可引入菌種提高發酵效率，確保完全發酵腐熟后利用。

4.2 畜禽糞污處理利用渠道不夠暢通

當前，種植業與養殖業之間的銜接程度尚不夠密切，特別是受有機肥農田施用勞動量大、當前農村青壯勞動力少、種植戶培育地力積極性不夠高、有機肥施用機械化程度低等因素制約，種植戶施用有機肥的積極性不高。僅靠國家項目資金支持成立的糞污資源化利用專業隊伍數量有限，不能完全滿足市場需求。地方政府應積極引導社會資本進入，鼓勵組建專業化、機械化有機肥儲運、施用隊伍，打通畜禽糞污資源化利用渠道。

4.3 畜禽糞污集中處理效益低風險大

建設糞污分散收集集中處理中心社會效益大，但經濟效益小，企業建設積極性不高。糞污運輸車輛、人員在各養殖場之間穿行，給疫病傳播帶來風險，養殖企業有抵觸情緒。運輸車輛、人員應加強消殺力度，做到一車一消殺，不留消殺死角，減小疫病傳播風險；政府應出臺更多的扶持政策，鼓勵畜禽糞污進行規范處置和全量資源化利用。

5 結束語

河南省潢川縣畜禽糞污厭氧發酵全量化利用模式，解決了大型畜禽養殖場附近農業種植消納糞污能力不足和小型養殖場單獨處理糞污成本高或處理能力不足的問題。探索出一條廢物變資源、資源變效益、大小企業協作共贏的畜禽糞污全量利用新型處理模式。

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