阿克蘇地區規模化養殖場畜禽糞污無害化處理探究

張永霞，龍再俊，冉 輝，付永強，阿布力米提·阿布力孜，龍朝宇

阿克蘇地區農業技術推廣中心，新疆阿克蘇 843000

近年來，隨著阿克蘇地區畜禽養殖量及規模化養殖場快速增長，畜禽糞污累積量日趨加快，畜禽糞污經過堆積發酵、機械加工和生化處理等方式，可以制備有機肥料，配合測土配方施肥技術，應用于種植業，走種養結合、農牧循環的路子，既能促進畜牧養殖業健康快速發展，又能提升耕地質量。為了在生產實踐一線獲得第一手資料，阿克蘇地區農業技術推廣中心2022 年3 月下旬至8月上旬，采用詢問、實地調查和座談相結合的方式，調研了171個規模化畜禽養殖場，了解規模化養殖企業畜禽糞污無害化處理、肥料化利用情況，并積極探索適合本地區的畜禽糞便堆漚模式和工藝要點，為阿克蘇地區有機肥替代化肥減量工作奠定基礎。

1 畜禽糞污直接還田的危害

1.1 易導致生長作物燒根燒苗

畜禽糞污直接還田耕翻后，當土溫達到一定程度時，便會在耕層內經微生物分解，進行二次發酵，散發大量熱量，從而使土壤溫度迅速提升；當溫度達到作物根系生長難以承受的高溫界限時（如果將手插入土壤，會感覺土壤溫度高于人體溫度），就會抑制作物生長，常常出現燒苗燒根現象，造成點片缺苗斷壟。

1.2 易導致土壤環境病原微生物污染

畜禽糞便中存在大量病原微生物和寄生蟲卵，當含有致病微生物的畜禽糞便直接還田，就會造成土壤環境有害微生物污染，并通過農產品食物鏈威脅人類健康。

1.3 易導致土壤環境重金屬和抗生素抗性基因污染

現在規模養殖場不像過去生態養殖，不用任何飼料添加劑，現代養殖幾乎都使用飼料、抗生素、飼料添加劑等，隨著動物糞便排出，如果不加以處理長期直接還田，可造成土壤的重金屬和抗生素抗性基因污染，不僅會影響農作物的正常生長，還會在土壤-水-植物系統中積累轉化，最終通過食物鏈對人體健康造成威脅[2]。

2 規模化養殖場調查的基本情況

2.1 畜禽糞污資源量狀況

據阿克蘇地區畜牧局統計數據，現有已備案規模化養殖場659 家，按農業農村部關于地區養殖場直聯直報信息平臺數據分析顯示，2021 年地區規模養殖場畜禽糞污年產生量1 316 426.96 t，規模養殖場畜禽糞污資源化利用量1 101 737.56 t，規模養殖場畜禽糞污資源化利用率為83.69%。

2.2 畜禽糞便利用現狀

2.2.1 規模化養豬場

本次調研規模化養豬場22 個，從調研情況來看規模化養豬場基本根據環保要求配備沉淀池集中收集糞污。但從調查數據分析，約70%規模化養豬場只是把糞污集中收集未采用任何無害化處理措施，而是將畜禽糞污以水泡糞的形式在沉淀池中存放，然后再低價賣給農戶直接還田；約28%規模化養豬場會在沉淀池添加發酵劑進行厭氧粗放式發酵，發酵時間長短不一，發酵質量參差不齊；約2%規模化養豬場堆漚發酵設備齊全、堆漚標準，能夠達到無害化處理和肥料化利用的要求。

2.2.2 規模化牛羊養殖場

本次調研規模化牛羊養殖場130 個，從調研情況來看規模化牛羊養殖場基本根據環保要求配備堆糞場。但從調查數據分析，約22%規模化牛羊養殖場只是把糞污集中到堆糞場未采用任何無害化處理措施，到施肥季節直接施到田中；約78%規模化牛羊養殖場畜禽糞污進行無害化處理或生產成有機肥，其模式主要有：約6%規模化牛羊養殖場配套工廠化生產有機肥設備，進行堆漚發酵生產有機肥銷售；約3%規模化牛羊養殖場畜禽糞便集中銷售給附近的有機肥加工企業；約4%規模化牛羊養殖場畜禽糞便集中到堆糞場，添加腐熟劑等配料，利用鏟車翻堆進行高溫好氧發酵；約87%規模化牛羊養殖場畜禽糞便集中到堆糞場，覆膜厭氧堆漚和自然堆放，不進行翻堆，施肥時期自用或者低價銷售。

2.2.3 規模化養雞場

本次調研規模化養雞場19 個，從調研情況來看規模化養雞場基本根據環保要求配備堆糞場。從調查數據分析，約64%規模化養雞場只是把糞污集中到堆糞場，未采用任何無害化處理措施，到施肥季節直接施到田中；約36%規模化養雞場畜禽糞污進行無害化處理或生產成有機肥，其模式主要有：約28%規模化養雞場配套工廠化生產有機肥設備，進行堆漚發酵生產有機肥銷售；約14%規模化養雞場畜禽糞便集中銷售給附近的有機肥加工企業；約14%規模化養雞場畜禽糞便集中到堆糞場，添加腐熟劑等配料，利用鏟車翻堆進行高溫好氧發酵；約44%規模化養雞場畜禽糞便集中到堆糞場，覆膜厭氧堆漚和自然堆放，不進行翻堆，施肥時期自用或者低價銷售。

3 存在的主要問題

3.1 肥料化過程普遍不規范

從對本地區豬、牛、羊、雞畜禽養殖大類的171 個規模化養殖場調研情況分析：畜禽糞污露天堆制、粗放式厭氧發酵、半腐熟糞肥銷售利用模式較為普遍。其特點為：通常以畜禽糞污和墊圈物為原料，在硬化場地、無覆蓋條件下，進行粗放式混和堆制；在堆制發酵過程中，不進行翻堆作業，堆中始終處于厭氧發酵狀態，堆腐過程中水分蒸發比較快，需要的發酵時間長、腐熟質量差、有效養分含量低，一般腐熟程度在50%以下；將未經充分發酵的半熟肥或生糞，出售給種植戶直接還田，對土壤和環境帶來潛在危害。

3.2 配套技術服務支撐薄弱

規模化養殖場負責人缺乏必備的畜禽糞污無害化處理、肥料化利用知識與技能，又無專業化的畜禽糞污處理技術團隊；養殖場管理粗放，畜禽糞污無害化處理、資源化循環利用的技術水平較低；畜禽糞污大部分靠養殖場自身處理，商品有機肥生產高效利用比例較低，第三方處理相對滯后。

3.3 配套設施建設資金投入不足

畜禽糞污處理需要投入配套場地、設施、機械及相關作業費用，需投入一定的配套建設資金。由于缺少足夠的資金支持，大部分規模化養殖場配套設施簡陋，無害化處理設施和場地建設不達標，無力輸出嚴格意義上的優質有機肥。

4 地區畜禽糞污處理利用技術工藝探索

2022 年3 月至8 月，地區農技中心組建土肥技術團隊，通過試驗、調研、座談、質量抽檢等途徑，總結分析地區養殖企業實踐范例，查閱相關技術資料，積極摸索探討關鍵環節技術，初步擬制了適合本地的“規模化養殖場畜禽糞污無害化處理、肥料化利用工藝流程”。

4.1 處理規模核算

根據畜禽養殖場糞便最大日產量、經濟成本、處理場地等條件，選擇條垛式、槽式、反應器等適宜的堆肥工藝和設備，設計處理規模不小于畜禽養殖場糞便最大日產量。

4.2 場地要求

畜禽糞便處理場區應距離水源400 m 以上，應設置原料存放區、堆漚發酵場區、堆肥成品存放區，處理場區應采取地面硬化、防滲漏等措施。

4.3 物料準備

畜禽糞便和輔料，其中畜禽糞便為養殖場所產豬糞、雞糞、牛糞、羊糞；輔料為農作物秸稈、黑木耳菌棒渣、菇渣、木屑等有機物料。物料的粒徑不大于5 cm 為宜。

4.4 物料預處理

地區產有量較大的牛糞C／N 約25∶1、羊糞C／N 約29∶1、雞糞C／N 約10∶1、豬糞C／N 約13∶1。畜禽糞便堆肥前，應加入輔料混合均勻，調節物料的碳氮比為25∶1～35∶1，含水率50%～65%。

4.5 堆肥微生物起爆劑添加

有條件的在堆肥過程中可添加微生物菌劑或有機物料腐熟劑，添加量一般為堆肥物料質量的0.1%～0.2%，具體用量按照產品的使用說明添加。要選擇已登記的產品，添加應在原料混合時均勻加入。添加微生物起爆劑是為了使堆肥物料快速達到高溫，控制堆肥中臭氣的產生，縮短堆肥腐熟進程；還可以有效的殺滅病原體和降解有機污染物，提高堆肥質量[3]。

4.6 堆肥模式

目前阿克蘇地區運用比較成熟的堆漚模式，主要有條垛堆肥、槽式堆肥和反應器堆肥。具體選用哪種模式，要綜合考慮養殖場規模、場地、資金投入等因素進行選擇。

4.6.1 條垛式堆肥

條垛式堆肥工藝是將混拌均勻的物料堆成長條形的堆或條垛，在好氧條件下進行分解的一種常見的好氧發酵工藝［3］。堆體底部寬控制在120～300 cm 之間，以200 cm 左右為宜，堆高控制在80～200 cm 之間，以120 cm 左右為宜，具體以翻堆機作業寬高為準，如果用鏟車翻堆，堆體適中即可；長度不限，根據堆肥場地而定；各條垛間距大約為80～100 cm。

4.6.2 槽式堆肥

槽式堆肥工藝是在長而窄的被稱為“槽”的通道內，通過機械攪動將物料攪拌均勻，促進熱量和水分揮發并將物料在槽內緩慢位移，將可控通風和定期翻堆相結合的一種好氧堆肥發酵工藝。發酵槽尺寸通常為L×W×H=（60～100）m×（4～9）m×（1.5～2）m，具體規格以槽式翻拋機尺寸而定；槽的壁上部鋪設導軌，便于翻堆機行走；槽底部鋪設曝氣系統（也可不鋪），向槽內發酵物料通風充氧，主要由高壓風機、通風管道組成。

4.6.3 反應器堆肥

反應器有箱式、隧道式靜態反應器或筒倉式、滾筒式和箱式等動態反應器，可根據實際情況選擇類型，操作上根據反應器設備使用手冊進行操作。

4.7 一次發酵（堆肥）

通過堆體曝氣或者翻堆，使堆體溫度達到55℃，條垛式堆肥維持時間不得少于15 d、槽式堆肥維持時間不少于7 d、反應器堆肥維持時間不少于5 d［4］。如未達所需溫度，應及時進行翻堆補救，補充水分、添加輔料或微生物起爆劑，調節氧氣濃度、濕度、碳氮比，促進高溫發酵；堆體溫度高于70℃時，應通過翻堆、攪拌、曝氣降低溫度。高溫發酵階段堆體物料含水率以50%～65%為宜，由于阿克蘇氣候干燥，要注意及時監測和補充水分，高溫發酵階段保持適宜的含水率，尤其是條垛式發酵可以適當覆膜保濕。隨著堆肥發酵含水率逐漸下降，到一次發酵結束時含水率應在36%～45%。此過程利用微生物活動分解有機物質，同時升溫產生熱量，殺滅病原生物，通過分解將糞便中的一部分有機質轉化成水、二氧化碳和簡單無機鹽，將植物不能吸收利用的養分變成可以直接利用的有效養分，同時使有機物料的性質變得疏松、分散［5］。

4.8 二次發酵（陳化）

堆肥產物作為商品有機肥產品時應進行二次發酵，經過第一次堆肥發酵后的有機固體廢棄物尚未達到腐熟，需要繼續進行二次發酵，即陳化。陳化的目的是將有機物中剩余大分子有機物進一步分解、穩定、干燥，以滿足后續加工成商品有機肥工藝的要求，堆體溫度接近環境溫度時終止發酵過程。常用的堆肥陳化的方法是自然堆置法，可將完成高溫發酵的物料按照條垛式堆肥的方式，堆積在專門的車間或陳化棚內，堆寬5～6 m、堆高2 m 左右，由于采取靜置堆積的方式，堆體不宜過高過寬，否則不利于溫度和水分的散發，定期用棍棒插出排氣孔，有利于提高熟化效率。

4.9 臭氧控制

堆肥過程中產生的臭氧應進行有效收集和處理，方法有：工藝優化法，通過添加輔料或調理劑，調節碳氮比、含水率和堆體孔隙度等，確保堆體處于好氧狀態，減少臭氣產生；微生物處理法，通過在發酵前期和發酵過程中添加微生物除臭菌劑，控制和減少臭氣產生；收集處理法，通過在原料預處理區和發酵區設置臭氣收集裝置，將堆肥過程中產生的臭氣進行有效收集并集中處理。

5 推進畜禽糞污處理利用的對策建議

5.1 積極引進和培育商品有機肥生產龍頭企業

通過積極引進商品有機肥生產龍頭企業，建立和完善專業化有機肥生產廠與規模化養殖場的合作模式，完善農企利益銜接機制，帶動畜禽糞污無害化處理、肥料化利用，有效解決畜禽糞污無害化處理、資源循環利用中資金不足、轉化能力不強、技術力量薄弱、商品有機肥銷售不暢的難題。

5.2 規范改造已建設施

強化已建成規模化養殖場糞污堆積處理設施配套建設，各級政府加大畜禽糞污無害化處理、肥料化利用工作統籌協調力度；生態環境部門依法查處，落實養殖場戶主體責任，對畜禽規模養殖污染防治設施配套不到位、糞污未經無害化處理直接還田或向環境排放、不符合國家和地方排放標準的配套設施限期整改；農業農村部門加強技術指導服務；畜牧部門和財政部門加大項目資金投入力度，加快改造已建設施、規范建設新配套設施，確保設施正常運行、發揮應有作用。

5.3 加強技術和裝備支撐

采取多種融資方式，加快畜禽糞污資源化利用先進工藝、技術和裝備研發，著力破除糞污資源化利用過程中的技術和成本障礙；鼓勵養殖場戶全量收集和利用畜禽糞污，根據實際情況選擇合理的輸送和施用方式，不再強制要求固液分離。結合本地實際，推行經濟高效的糞污肥料化化利用技術模式，積極推廣全量機械化施用，逐步改進有機肥施用方式。

5.4 創建示范典型

以畜禽標準化規模化養殖場改擴建項目為契機，創建畜禽糞污無害化處理、肥料化利用示范樣板，大力推廣生態養殖技術、糞污資源生物無害化處理技術、資源循環利用技術及高效運行模式，帶動全地區畜禽糞污資源無害化處理、肥料化利用水平邁上新臺階。