大城市近郊畜禽糞便資源化利用問題及對策

楊琴 樊戰輝 孫家賓 彭朝輝 朱順熙

摘要?就新津縣畜禽糞便資源化利用存在的問題做出梳理，并提出相應的解決措施。提出畜禽糞便資源化利用工藝模式推薦：根據糞便來源不同，提出干清糞能源生態模式和全進料能源生態型模式;根據養殖場規模不同，提出不同規模畜禽養殖場資源化利用技術推薦。

關鍵詞?畜禽糞便;資源化;存在問題;對策

中圖分類號?X713文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2018）35-0087-04

畜禽養殖是農業甚至是整個國民經濟的重要組成部分，我國畜禽養殖量居世界第一，畜禽糞便排放總量大，含能量豐富，不合理肥料化不僅會導致耕地負荷超標還會造成環境污染。畜禽糞便已經是世界公認的農村面源污染的主要來源，我國畜禽糞便利用率低，農村面源污染日益嚴重，已經威脅到廣大農村的生態安全。四川又是養殖業大省，畜禽糞便資源總量居全國第四位[1]。畜禽糞便屬于生物質能源，屬于可再生能源的一種，畜禽糞便資源化利用不僅能解決環境問題，還能解決能源短缺問題，促進資源節約型和環境友好型社會的發展，對我國國民經濟發展和21世紀能源戰略意義重大。因此，畜禽糞便資源化利用是其未來利用的主要方向，尋找畜禽糞便資源化的有效途徑迫在眉睫。

1?畜禽糞便資源化利用存在的問題

新津按照成都衛星城建設的總體部署，大力推進新型城鎮化進程，規模化畜禽養殖量擴大，畜禽糞便產生更為集中，畜禽糞便資源化利用存在以下問題。

1.1?畜禽養殖污染物排放總量大

2016年新津縣出欄畜禽總數12 119 205頭（只）。全縣畜禽養殖糞便達569 784 t，其中化學需氧量排放總量22 928 t，氨氮排放總量2 056 t，總磷排放總量2 955 t、總氮排放總量228 088 t，占全縣農業資源總量的份額較大，新津縣畜禽出欄量及養殖污染物質產生量如表1所示。

1.2?資源化利用成本高，對財政資金依賴大

新津縣十三五規劃建設內容如表2所示，其中需要固液分離設施60套，有機堆肥漚場10 000 m2，沼氣工程20 000 m3，沼液貯存池20 000 m3，沼肥轉運合作社25個。新津縣規劃建設內容投資估算如表3所示，僅規劃建設內容，新津縣就需投資5 040萬元。資源化利用成本較高，大多“入不敷出”，其中大部分依賴政府補貼。工程運營者、管理者也不愿提高工程效益，僅僅滿足于財政補貼現狀。政府無法回收前期相應投資，也就是說，大多數沼氣工程政府只能是無償投資。我國政府為了推動沼氣行業發展，已先后施行了國債項目、亞行貸款項目，給予沼氣項目補貼，對沼氣行業已累計投入300億元[3-4]。

1.3?畜禽養殖規模化水平低

目前，新津縣納入規模化養殖的養殖量占養殖總量的比重不高，未達到標準化建設的養殖場占較大比例。雞、鴨、鵪鶉等小家禽的養殖量占養殖總量的比重較大，但雞、鴨、鵪鶉等小家禽的養殖大多沒有建設規模化養殖場。同時，牛、羊等食草動物仍以散養為主，且散養戶飼養觀念落后，飼養方法不科學，缺乏畜禽糞便治理設施，隨意排放的畜禽糞便極易造成農田及土壤的污染，影響環境衛生和居民健康。

新津縣配套處理畜禽糞便的沼氣工程產業模式單一，主要以戶用沼氣模式為主，沼氣發電和氣肥聯產等模式雖有過試點，但效果不佳，大多已經閑置[5-6]。新的規模化處理技術仍處于研究階段，與規模化、產業化有一定的距離。

1.4?污染防治設施不到位

新津縣部分規模化養殖場未建設與其規模相匹配的污染治理設施，或建設污染防治配套設施不合格，未能實現畜禽糞便綜合利用或無害化處理。畜禽糞便資源化利用關鍵在于技術創新，現有的資源化利用技術存在環境隱患[7]。污染防治設施不到位，在糞便進入資源化利用之前，未將糞便進行除臭處理，臭味氣體向空氣中擴散，老鼠、蟑螂滋生等較為常見。

1.5?種植業、養殖業分離，結合不緊密

種植業、養殖業在發展過程中分離，種植業的增長在很大程度上依賴于資源開發和化石資源投入的增加，大量使用化肥、農藥、生長調節劑等化學物品，帶來了環境污染、生物多樣性減少或消失、土壤板結造成的自然肥力退化、地下水資源污染、食品安全等問題。畜禽養殖不斷向規模化、集約化轉變的同時，畜禽糞污大幅增加，由于還田利用不暢、綜合利用水平不高，既浪費了寶貴的資源，也對環境造成了污染，局部地區甚至成為農業面源污染的主要來源。

2?對策

2.1?加快推進畜禽養殖規模化和標準化

新津縣應按照“養殖集約化、生產標準化”的發展思路，轉變發展方式，創新發展途徑，推進全縣散養戶快速向適度規模化轉移，促進全縣畜禽養殖健康發展。深入開展畜禽養殖標準化示范創建活動，加強示范引導，推進標準化生產，規范畜禽養殖行為，整合“小而散”畜禽養殖散戶，扶持發展標準化適度規模畜禽養殖場。

46卷35期?楊 琴等?大城市近郊畜禽糞便資源化利用問題及對策

2.2?加快發展適度規模經營農場

創新農業經營體制機制的重要舉措，是推進農業供給側改革，是推動養殖業和種植業有機結合的重要抓手，是開展畜禽養殖糞污資源化利用的基礎。畜禽糞便資源化要從依賴政府補貼到市場驅動，引入社會資本，提升畜禽糞便資源化活力，加快發展適度規模經營農場。

2.3?種養平衡合理布局

以新津縣推進適度規模經營農場為契機，按照科學的耕地載畜量原則，推行以地定產、以產定肥、以肥定畜，鼓勵種植企業使用畜禽糞便有機肥，改善土壤結構，培肥地力，根據適度規模經營農場的數量和布局推進規模養殖場的布局，以期形成適度規模經營農場用肥封閉體系的形成。

2.4?完善配套設施

畜禽養殖場、養殖散戶應當根據畜禽糞便資源化利用需要，建設相應的畜禽糞便、污水與雨水分流設施，畜禽糞便、污水的貯存設施，糞污厭氧消化和干糞堆漚、有機肥加工、制取沼氣、沼渣沼液分離和輸送、灌溉管網、畜禽尸體處理等綜合利用和無害化處理設施。

2.5?推行清潔生產和健康養殖技術

引入清潔生產和健康養殖的概念，采用清潔生產工藝模式。畜禽養殖業的清潔和健康生產是將畜禽養殖污染預防戰略持續應用于畜牧生產的全過程，通過采用科學合理的飼料配方、先進的清糞工藝以及飼養管理和技術，減少廢棄物的排放，提高資源利用率[8]。

3?資源化利用工藝模式

基于存在的問題該研究提出畜禽糞便資源化利用工藝模式，根據糞便來源分為干清糞能源生態模式和全進料能源生態型模式。

3.1?干清糞能源生態型模式

養殖場糞污排泄物經干清糞和固液分離后，糞渣固體經過堆漚發酵制成有機肥，集中運輸至糧油作物、菜園、果園等用于基肥、追肥;污水則進入沼氣工程厭氧發酵，沼液通過專門管道或車輛運輸至果園、菜園、糧油作物等用于基肥、追肥，干清糞能源生態型模式如圖1所示。

養殖場采用干清糞工藝，配套固液分離設備日產日清，盡量減少沖水量。分離的干清糞貯于貯糞池。貯糞池建筑要分間設計，有頂棚屋頂，防止雨水進入池內，池底要防水、防漏。自然發酵熟化的糞便可加工成有機肥，或定期將肥料運到果（糧油、菜）園，作為基肥或追肥。

分離后的污水進入沼氣工程厭氧發酵，沼液進入貯糞池。貯糞池建設的總容量不得低于農林作物生產用肥的最大間隔時間內養殖場排放沼液的總量。

養殖場要在田間、果林等鋪設管網灌溉系統，把貯液池的液肥輸送到田間、果林。這種模式將糞污作為有機肥料被農作物完全吸收利用，不會對環境及水源造成污染，強調的是種養結合，沼氣工程投資成本和運行費用低，有機固肥直接經濟效益明顯，且需周邊配套耕地面積較少[9]。

3.2?全進料能源生態型模式

對存欄規模較少、沒必要固液分離的或存糞時間過長、不易固液分離的養殖場，可將所有養殖廢棄物全部進入沼氣工程進行發酵，產生沼氣用于發電或直燃供熱;產生沼液進入沼液貯存池內暫時貯存，再用管網或轉運車輛送至耕地還田，全進料能源生態型模式。這種模式省去固液分離以及建設有機肥堆漚設施投資和運行管理，且沼氣工程產生的沼氣量最大，畜禽糞污能源效益最高。

4?不同規模畜禽養殖場資源化利用技術

畜禽養殖場糞污處理模式的選擇與養殖規模、環境、管理水平等因素有關，根據研究，提出以下幾種主要技術推薦。

4.1?小型規模養殖場

對于年出欄生豬500頭（存欄300頭）左右的規模養殖場，其糞污資源化利用技術。

該技術主要以糞、尿沖洗水為發酵原料，沼氣工程宜采用200 m3地埋推流式（PFR）工藝，因產氣量較大，應考慮建50 m3濕式氣柜，沼氣自用和就近供氣相結合。若養殖場周邊有6.67 hm2的種植業耕地，可建沼液還田利用管網，實施就地還田;若周邊無耕地或耕地不足，應采用沼肥轉運合作社機械轉運異地還田。

4.2?中型規模養殖場

對于年出欄500～1 000頭（存欄300～600頭），其糞污資源化利用技術。

該技術要求干清糞和固液分離，干糞和糞渣通過堆漚制有機肥，場內要建堆肥車間，宜建地埋推流式（PFR）沼氣工程400～800 m3、建濕式氣柜50～100 m3、場內貯液池200～400 m3，配置30～80 kW沼氣發電機，沼氣利用主要通過發電機發電利用，若該養殖場配套有13.33～26.67 hm2耕地，可通過沼液灌溉系統直接還田;若無配套種植業耕地，應通過沼液轉運專業合作社轉運異地還田。

4.3?大型規模養殖場

對于年出欄1 000頭（存欄600頭）以上的較大規模養殖場，其糞污的資源化利用技術。該技術主要是建地上常溫完全混合式裝置型（CSTR）沼氣工程200 m3，配建50 m3濕式氣柜和400 m3場內沼液貯存池，并配置80 kW的沼氣發電機組，沼氣工程產生的沼液一般通過沼肥轉運合作社異地還田。

4.4?干糞加工有機肥技術

雞糞、牛糞、兔糞主要是干糞，對于年出欄500頭以上規模的養殖場，可獨立建設干糞堆漚發酵制有機車間，也可聯合若干家規模養殖場單獨選址建設。干糞加工有機肥技術。

在生產過程中按一定比例加入原料（鮮干清糞、粉碎秸稈、谷殼）、水（沼液）、生物降解菌（EM菌）進行配比混合，混合好的混合物料輸送到發酵降解槽內進行發酵降解，由于混合物料中含有發酵降解適宜的水分（含水率達65%左右）、生物降解菌（EM菌）和溫度（發酵初期溫度在55～65 ℃，隨后逐步下降），經過18～20 d的堆漚發酵、曝氣、翻拌，使物料腐熟降解，殺滅物料中的有害病菌和蟲卵，去除臭味和水分（高溫蒸發）;經發酵腐熟降解后的物料（含水率在30%左右）進入陳化工段，經過約15 d陳化后的物料（含水率在30%以下）進入加工包裝工段，經過加工包裝的物料即為發酵生物有機質肥成品，可進庫發售，該技術可提高養殖場直接經濟效益。

參考文獻

[1] 黎運紅.畜禽糞便資源化利用潛力研究[D].武漢：華中農業大學，2015.

[2] 馮猛，邱忠平，白磊磊，等.四川省規模化畜禽養殖污染防治現狀[J].畜牧與飼料科學，2010，31（3）：107-108.

[3] NGO P T，RUMPEL C，DIGNAC M F，et al.Transformation of buffalo manure by composting or vermicomposting to rehabilitate degraded tropical soils[J].Ecological engineering，2011，37：269-276.

[4] 韋婭儷，田慶華，王維.四川省規模化畜禽養殖污染治理技術水平分析[J].四川環境，2015，34（4）：57-62.

[5] 鄭微微，沈貴銀，李冉.畜禽糞便資源化利用現狀、問題及對策：基于江蘇省的調研[J].現代經濟探討，2017（2）：57-61，82.

[6] 呂杰，王志剛，郗鳳明，等.循環農業中畜禽糞便資源化利用現狀、潛力及對策：以遼中縣為例[J].生態經濟，2015，31（4）：107-113.

[7] 方占海，董飛，丁永龍，等.農村畜禽糞便污染的原因、防治對策與方法[J].農業環境與發展，2013（2）：24-27.

[8] 田超輝，張瑜.河南信陽畜禽養殖業良性發展的環境保護對策[J].安徽農業科學，2017，45（9）：238-240.

[9] CHOWDHURY M A，DE NEERGAARD A，JENSEN L S，et al.Potential of aeration flow rate and biochar addition to reduce greenhouse gas and ammonia emissions during manure composting[J].Chemosphere，2014，97：16-25.