畜禽養殖廢棄物處理與利用概況及影響因素*

朱靜，劉向萍

（江蘇省家禽科學研究所，江蘇 揚州 225125）

畜禽養殖廢棄物處理與利用概況及影響因素*

朱靜，劉向萍**

（江蘇省家禽科學研究所，江蘇 揚州 225125）

綠色畜禽業有利于保護生態環境以及實現畜禽業的可持續發展，而綠色畜禽業的發展涉及自然環境、資源、畜禽產品安全等多方面因素。文章圍繞畜禽養殖廢棄物處理與利用模式的研究概況以及養殖規模、養殖方式、污染防治技術、經濟成本和政策設計對畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響等方面進行初步分析，為探討我國畜禽養殖廢棄物處理與利用的優化模式及發展綠色畜禽業提供理論依據。

畜禽養殖廢棄物；處理與利用；綠色畜禽業

目前我國畜禽養殖業正朝著規模化、集約化、現代化方向發展，畜禽養殖業已成為我國國民經濟的支柱產業，畜禽養殖業在迅速發展的同時，養殖廢棄物也在大幅增加[1，2]。畜禽養殖廢棄物主要包括畜禽糞便、養殖過程中的廢水、廢飼料、散落的羽毛以及畜禽舍產生的惡臭氣體等。據2016年農業部統計，我國每年產生的畜禽養殖廢棄物已達到38億噸，而綜合利用率與無害化率分別不足60%和50%。在資源化利用率和無害化處置率都不高的情況下，畜禽養殖廢棄物的環境污染問題逐漸凸顯[3]。綠色畜禽業有利于保護生態環境以及實現畜禽業的可持續發展。綠色畜禽業的發展涉及自然環境、資源、畜禽產品安全等多方面因素。廣義上的綠色畜禽業指以可持續發展理論為指導原則，從減少環境污染、保護和節約自然資源、注重自然生態平衡的角度出發，生產無污染、無公害畜禽產品的產業。目前，綠色畜禽業主要致力于畜禽養殖方式和養殖廢棄物處理方式的優化選擇以及環境政策、養殖規模等對資源利用方式、技術采用以及農場收益的影響等方面的研究。本文對畜禽養殖廢棄物處理與利用概況以及養殖規模、養殖方式、污染防治技術、經濟成本、政策設計對畜禽養殖廢棄物處理利用的影響等方面進行初步分析，為探討我國畜禽養殖廢棄物處理與利用的優化模式及發展綠色畜禽業提供理論參考。

1 我國畜禽養殖廢棄物處理與利用模式概況

目前我國畜禽養殖廢棄物的處理與利用依照無害化、減量化、資源化三大原則進行，主要利用模式有能源化、資源化和工業化，從產前、產中和產后三個階段防止畜禽廢棄物污染。

產前治理主要采用源頭控制技術，該技術主要有兩種，第一種是生態環保飼料防治，從源頭減少污染物的排放，主要通過飼料資源的合理利用及現代配合飼料技術的應用。如蘭方菲[4]研究表明，在不影響生長豬生產性能和維持健康狀況的前提下，低蛋白日糧可以降低成本，促進糞氮減排。張乃鋒等[5]研究表明，低排放日糧可提高育肥豬生長性能和飼料消化率，減少糞便氮、磷排泄和環境污染；第二種是飼料添加劑防治。隨著現代生物學技術的發展，酶制劑、酸化劑、微生態制劑、天然植物提取物、寡糖等飼料添加劑廣泛應用于畜禽飼料中，其在促進動物生產性能和免疫功能的同時降低了畜禽養殖業對環境造成的污染。如Upadhaya等[6]研究表明日糧中添加甘露聚糖酶對試驗豬的生產性能和養分消化率無影響，但能降低NH3排放。劉嘉莉[7]研究表明日糧25%磷酸氫鈣水平添加植酸酶既能提高鴨的生產性能，同時對污染物減排的效果最佳；日糧中添加700mg/kg丁酸鈉能在提高鴨生產性能的同時有效降低鴨糞對環境的污染。趙建文[8]研究表明1日齡肉雞飲水中添加1.2×106/ml左右PRO-JY制劑 （內含嗜酸乳酸菌、釀酒酵母、芽孢桿菌等活菌的液態制劑）能有效降低雞舍氨氣濃度。周霞[9]研究表明日糧中添加肉桂、絲蘭、一串紅、桂花提取物均能顯著改善肉雞生長性能，增強機體免疫機能，且能降低雞舍中的氨氣濃度，改善飼養環境。

產中治理主要是控制環境。其一可以通過改善飼養管理條件來控制臭氣的產生，如栽種一些有吸附作用的植物，來阻滯惡臭氣體和粉塵；其二可在畜禽養殖場內安裝物理除臭設備，如生物過濾器等[10]消除或減少空氣中的臭氣，以達到凈化環境的目的；其三采用發酵床等生態健康養殖模式。發酵床養殖模式是將益生菌拌入墊料，將畜禽糞便中的有機物發酵分解成無機物，實現畜禽養殖的無污染、無臭氣、零排放。龐海濤[11]研究表明發酵床養殖模式可有效降低鴨舍空氣中需氧菌和氨氣的濃度，改善鴨舍環境。

產前和產中治理無法在本質上消除畜禽養殖廢棄物對環境的污染，故而產后治理是防止畜禽養殖廢棄物污染環境的關鍵。鑒于畜禽養殖廢棄物自身的特性，目前主要對其資源化利用，主要包括肥料化、飼料化和能源化利用三方面。肥料化利用主要采用傳統堆制和好氧發酵堆肥技術，運用一些特殊菌種對畜禽糞便進行分解處理，調整畜禽糞便的營養成分比例，使之成為有標準指標的有機肥[12]。飼料化利用，如雞糞經加工處理后可作為豬、牛、養的飼料，同時畜禽糞便經生物發酵后也可用于養殖魚類、蚯蚓和蠅蛆等，但由于存在安全隱患，并不提倡這種方式。能源化利用主要通過厭氧發酵技術生產沼氣和沼肥，沼氣主要用于發電、供暖或替代煤氣[13]。

2 畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響因素

2.1 養殖規模對畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響 研究表明，畜禽規模化養殖將引發多層次的環境污染問題，具體表現在畜禽養殖過程中排放的糞尿及有害氣體等造成的環境污染[14]。目前有關養殖規模對開展畜禽養殖廢棄物處理利用的研究不盡相同。仇旭廣等[15]研究表明，畜禽糞便處理方式受養殖規模影響較大，養殖規模化將加劇畜禽污染。原因可能是養殖規模程度較低的家庭散養戶有足夠的土地消納畜禽養殖廢棄物，能夠實現種養結合，使得畜禽養殖廢棄物無害化處置率較高[16]。 張暉等[17]研究發現，養殖規模越大，農戶對于畜牧業污染種類認知能力越強，因此養殖規模的擴大是控制養殖污染、減少溫室氣體排放的一種有效途徑。Zheng等[18]研究認為，中等規模養殖戶對畜禽養殖廢棄物處理的行為并非介于個體養殖戶與大規模養殖戶之間，某些中等規模養殖戶同大規模養殖戶一樣，對畜禽養殖廢棄物處理與利用地較好。而潘丹等[19]研究顯示，小規模和大規模養殖所產生的畜禽污染較低，而中等規模養殖所產生的畜禽污染較大。其原因可能與種養結合比例、政府環保規制程度以及政府補貼程度有關。養殖規模對畜禽養殖廢棄物處理方式的影響顯著，養殖規模較大，廢棄物總量大且集中，難以通過種養結合的方式，需考慮堆肥等處理方式。國外一般養殖規模小，分散分布，畜禽產生的廢棄物能被附近的耕地容納。因此，要實現種養結合，需要合理布局養殖場，規模適中，且分散分布。

2.2 養殖方式對畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響 我國畜禽的養殖方式正逐漸從散養向專業化、集約化養殖轉變。散養模式下養殖戶將畜禽養殖業和種植業相結合，畜禽糞便利用率較高；而專業養殖場由于缺乏消納畜禽糞便的農用田，導致種養分離，使得畜禽糞便的循環利用率下降[15]。實踐證明，農牧結合、種養結合和循環利用是資源化、減量化、無害化解決畜禽養殖污染的根本途徑[20，21]。顧曉峰[22]研究表明小型種養結合生態家庭農場模式可實現豬糞尿資源化利用，并改善農業生產環境。常維娜等[23]認為“以種定養”、“以養促種”的“種養平衡”發展模式可促進畜禽養殖廢棄物的高效循環利用，降低環境污染風險。近來興起的發酵床養殖是基于自然農業理念，運用微生物處理技術，達到控制畜禽糞便排放與污染的一種養殖模式。夏曉方[24]研究表明，生物發酵床技術可降解雞舍中的氨氣。林啟才等[25]研究顯示，將生物發酵床技術在示范區畜禽養殖企業推廣應用后，畜禽養殖廢棄物可以實現高效循環利用，進而減少廢棄物的排放。發酵床養殖模式可促進生態環境建設并節約資源。未來，以種養循環、發酵床養殖等為代表的生態養殖模式將是我國畜禽養殖廢棄物處理與利用的主要模式。

2.3 污染防治技術對畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響 目前，我國畜禽養殖廢棄物處理與利用的模式有能源生態模式 （以沼氣系統為核心的能源化利用技術）、能源環保模式（基于干濕分流的固體糞便發酵堆肥和污水處理的達標排放技術）、種養平衡模式（種養結合）、生物發酵床模式（以生物發酵床為主的生態養殖技術模式）、土地利用模式（建立有機肥廠，基于干濕分離的固體糞便發酵生產有機肥和污水的凈化處理技術）和達標排放模式（以污水處理工程為核心）[26，27]。 其中，能源生態模式和能源環保模式是當下解決畜禽養殖場環境污染的主要模式。呂文魁等[27]基于嵌入AHP理論的德爾菲法，首次分析了能源生態模式、能源環保模式和生物發酵床模式3類畜禽養殖廢棄物綜合利用模式的可行性，結果表明，沼氣系統是更為可行的畜禽養殖廢棄物綜合利用模式；同時，不同規模的養殖場應采取不同的畜禽污染防治技術模式。畜禽養殖廢棄物能源化處理是經濟有效的處理方法，目前來看，沼氣和生物天然氣是核心處理技術。但對操作要求較高，操作不當，容易引起對環境的二次污染。未來，需積極研究新的畜禽廢棄物處理技術，將廢棄物得到更加充分的利用；同時要堅持循環經濟和清潔生產的理念，減少畜禽廢棄物的產生和排放。

2.4 經濟成本對畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響 與一般的工業污染和生物污染的治理不同，規模化畜禽養殖廢棄物治理難度大，且投入成本大、效益低[28]。畜禽養殖廢棄物的管理需綜合考慮技術、經濟和環境間的相互影響和關系，近來，有研究者從經濟成本角度對畜禽養殖廢棄物處理與利用技術的可行性進行了分析。馬榮華等[29]研究認為沼氣工程在經濟角度上是較為有效的技術。呂文魁等[27]研究表明，綜合減排效益、技術工程和技術經濟的各項評價因子，沼氣系統是更為可行的畜禽養殖廢棄物綜合利用模式。孫育峰等[30]研究認為以畜禽糞便有機肥為中心環節的種養結合模式可使企業直接性的經濟投入下降，但養殖廢棄物利用率明顯上升，有利于企業的長遠發展。鐘珍梅等[31]運用能值理論評估了以沼氣為紐帶的種養結合循環農業循環模式，認為從經濟效益和可持續發展角度該模式具有廣闊的應用前景。畜禽養殖行業利潤較薄，廢棄物處理需政府加大經濟支持以及管理力度，以保障畜禽養殖健康快速發展和促進環境友好型社會的建設。

2.5 政策設計對畜禽養殖廢棄物處理與利用的影響 政策立法方面，我國環保部頒發了《畜禽養殖業污染防治管理辦法》（2001）和《畜禽養殖業污染物排放標準》（2003）以及《畜禽養殖業污染防治技術規范》（2002）和《畜禽養殖業污染治理工程技術規范》（HJ497-2009），重點對畜禽糞便、糞水和病死畜禽等的處理及惡臭控制技術等進行了規范。同時，農業部發布的《畜禽糞便無害化處理技術規范》（NY/T 1168-2006）也對畜禽糞便處理場地的要求和布局，糞便的收集、貯存和處理等進行規范。已于2014年1月1日正式實施的《畜禽規模養殖污染防治條例》主要對畜禽養殖過程中的污染防治問題進行規定，重點關注畜禽廢棄物的綜合資源利用。姚文捷[32]研究表明在實施廢棄物處理綠色補貼政策情況下，大多數畜禽養殖戶傾向于采納“沼氣發酵”和“堆肥、還田、養殖水產”這兩種能充分實現資源化利用的方式來處理畜禽養殖廢棄物。鑒于技術規范類政策存在執行效力不高等問題，目前來看，以政府為主導，采取經濟手段誘導畜禽養殖戶的環境保護行為，即自覺進行畜禽養殖廢棄物處置，變“末端處理”為“源頭控制”，成為世界范圍內探索解決經濟發展中環境危機的有效途徑。

3 結語

2016年12月，中央財經領導小組第十四次會議明確提出針對畜禽養殖廢棄物 “要堅持政府支持、企業主體、市場化運作的方針，以沼氣和生物天然氣為主要使用方向，力爭十三五時期基本解決大規模畜禽養殖場糞污處理和資源化問題”。目前，加強畜禽養殖廢棄物處理和利用已成為社會各界普遍的共識，在政策支持和市場倒逼下，畜禽廢棄物處理機制逐步健全，廢棄物資源化水平逐步提高，但是當前缺乏成熟的可應用性技術。

因此，應切實開發出適合目前我國畜禽養殖場的畜禽廢棄物處理技術，加強微生物發酵技術在畜禽養殖廢棄物資源化和能源化技術和生物處理設備研發。發達國家的種養結合模式可提供一定借鑒，但由于我國有的地方養殖規模比較大，集中產生了大量廢棄物，種養結合模式無法全部消納，應考慮堆肥和厭氧發酵等方式。同時利用經濟手段誘導畜禽養殖戶的主動環保意識，從“產前、產中、產后”三個環節控制畜禽養殖廢棄物污染，從而實現我國畜禽業的綠色生產。

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X713

A

1673-1085（2017）05-0047-05

2017-04-19

揚州市科技計劃項目（YZ2016167）。

朱靜（1986-），助理研究員，主要從事產業信息和家禽疫病防控研究，E-mail：jsliuyue@126.com。

**通訊作者：劉向萍（1977-），副研究員，主要從事產業信息和家禽遺傳育種研究，E-mail：poultry@163.com。