寧夏沙坡頭區畜禽糞污處理與資源化利用技術模式探索

拓守珍，張志強

（寧夏中衛市沙坡頭區畜牧水產技術推廣服務中心，寧夏 中衛755000）

寧夏沙坡頭區畜禽養殖一直是當地的優勢特色產業，2017年底，全區雞飼養量達到463.3萬只，其中：存欄301.19萬只，出欄162.13萬只；生豬飼養量35.59萬頭，其中：存欄12.68萬頭，出欄22.9萬頭；奶牛存欄3.64萬頭；肉牛飼養量5.32萬頭，其中：存欄2.34萬頭，出欄2.98萬頭；肉羊飼養量達到70萬只，其中：存欄42.6萬只，出欄27.4萬只。肉、蛋、奶總產量分別達到2.84、2.62、16.8萬噸，實現牧業總產值17.4億元。

隨著畜牧養殖業的快速發展，大量糞污對環境的影響也越來越嚴重，以2017年為例，沙坡頭區全年雞、豬、奶牛和肉牛產生的鮮糞便大約4 096 875 t，另外還有奶牛場沖洗擠奶臺和規模養豬場沖洗圈舍產生的污水大約394 625 t（見表1）。而全年加工處理的糞便和污水總量大約分別是2 714 910 t和375 000 t，分別占總排泄量的66.23%和95%（見表2）。

為了使畜禽糞污實現達標排放和資源化利用，近幾年，沙坡頭區對畜禽糞污處理工藝與資源化利用模式進行了有益的探索，現歸納總結如下。

表1 沙坡頭區主要畜禽糞污排放量估算表Table 1 Estimation table of main livestock feces emissions in the Shapotou district

表2 沙坡頭區主要畜禽糞污處理量估算表Table 2 Estimation table of caparating size of main livestock feces in the Shapotou district

1 奶牛場糞污處理及利用技術

1.1 糞便的處理 奶牛場糞便主要有兩部分，一部分是奶牛排泄在運動場的糞便（包括部分尿），這一部分糞便經過對運動場旋耕，與運動場的黃沙或土壤混合形成“墊料”，這種“墊料”每年在春耕和秋季農田深翻前各清理1次，可作為有機肥直接還田利用。

另一部分是奶牛采食臺和待擠區每天清理出來的純糞便，約占奶牛總排糞量的60%以上，這一部分主要是集中起來進行無害化處理。方法是將收集起來的牛糞加入輔料和生物發酵劑，然后堆置成高1.5 m、寬3 m的長條形垛，每2～3 d翻倒1次，溫度控制在45～70℃之間。當溫度超過70℃時，要適當增加翻倒次數來降溫，正常情況下20 d左右可完成發酵，發酵好的牛糞經風干或烘干包裝待用。

當養殖場規模較大（存欄1萬頭左右），每天收集的糞便數量特別大時，可建成長方形發酵池，利用機械翻倒進行發酵。工藝流程如下：①采食臺、待擠區糞便集中；②加入輔料、生物發酵劑混合；③腐熟發酵，每2～3 d翻倒1次，共20 d；④風干或烘干包裝。

1.2 污水的處理 從擠奶廳收集起來的污水及奶牛場生活區的污水經地下排污管道集中到養殖場建設的污水處理收集池，通過兩種方式進行處理。一種是污水先進行一次沉淀后進入到收集池，然后進行固液深度分離，分離出的固體運到糞便處理廠處理，剩下的污水先后進入到裝有特殊處理設施的厭氧池、兼氧池內進行處理。通過厭氧和好氧處理后再進行二次沉淀進入到穩定池+多介質過濾（工藝流程圖見圖1）；另一種是先經第一個大沉淀池沉淀，然后進入到六個階梯式連續沉淀池緩速沉淀再到靜水池，再由靜水池進入蓄水池。在進入到蓄水池的污水中再加入一些菌種劑進行進一步無害化處理（工藝流程圖見圖2）。每經過一道處理工序時都要用相應的過濾網過濾。兩種方式處理過的污水達到農田灌溉用水的標準后，通過灌溉管網系統或液肥運輸車，運至農田、經果林、飼草料生產基地中利用。

圖1 污水處理工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of sewage treatment

目前，沙坡頭區所有奶牛養殖場的糞污全部完成了無害化處理設施的建設和安裝，2018年將全部投入使用，首先實現達標排放和資源化利用。

2 豬場糞污處理及利用技術

圖2 污水處理工藝流程圖Fig.2 Process flow chart of sewage treatment

2.1 水泡糞處理技術 養殖場內水泡糞通過鋪設地下排污管道，讓養殖產生的糞污通過管道排放到積污池內，在積污池內將糞便進行攪拌均勻，攪拌后通過固液分離機進行固液分離，固體進入有機肥車間加工生產成粉狀的有機肥，液體進入發酵車間通過厭氧發酵變成液肥。生產出的固態和液態的有機肥可以直接還田，作為農作物生產所需的有機肥料。而發酵產生的沼氣進入發電機組變為電能供場區使用。發酵車間為全封閉式厭氧發酵，上面全部覆蓋紅泥網格，不僅可以加速發酵，而且可以防止產生的惡臭氣體外泄污染環境（見圖3）。

圖3 水泡糞處理技術工藝流程圖Fig.3 Process flow chart of bubble waste treatment technology

2.2 干清糞處理技術 將圈舍內的糞便用刮糞板清理出來后，集中于糞便加工處理區，混合生物發酵劑進行發酵處理，其原理同牛糞發酵處理相同。工藝流程如下：養殖場糞→干清糞→固體→腐熟發酵有機肥→用于農田。

3 雞糞的加工處理及利用技術

沙坡頭區養雞主要集中在宣和、永康兩鎮，占全區飼養量的82.4%。經二十年多年的發展，在這兩鎮相繼建成了7個雞糞加工處理廠，年加工處理雞糞13.8萬噸，占沙坡頭區全年雞糞總量的76.84%。目前對雞糞的加工處理主要有烘干和生物發酵2種模式，其中烘干處理約占處理總量的60%左右，生物發酵處理約占總量的40%左右。

3.1 烘干處理 將分散的各個養雞場（戶）的雞糞集中到雞糞加工處理廠，經過短時間晾曬后加入糠醛渣、作物秸稈粉等輔料，使其含水量調控在70%左右，然后將雞糞混合物由進料口進入到滾筒式烘干設備中進行烘干。一般從進料口進入到從出料口出來，大約需要15 min左右的時間，這時水分降至18%以下，再經篩分（制粒）、包裝入庫、利用。工藝流程如下：收集→晾曬→烘干爐→篩分→包裝。

這種方法的優點：①加工處理速度快，處理量較大，每天每個雞糞處理廠一臺烘干機可處理鮮雞糞30～40 t。②成本較低，每生產1 t烘干雞糞平均費用為330元左右。③能有效殺死糞便中的所有病原微生物和寄生蟲及卵。

缺點：①不能改變糞便中的化學成分，一些對作物和土壤有害的主要成分仍然留存在糞肥中；②臭味不能徹底消除，處理中和處理后始終都會散發出雞糞固有的臭味，污染環境和周圍空氣質量；③遇水重新“還原”成生鮮雞糞，故不便于貯存。

3.2 生物發酵處理

3.2.1 將收集來的鮮雞糞與發酵菌種劑（如RW酵素菌等）、除臭劑、輔料等經過翻堆機充分攪拌混合，調節物料的碳氮比和含水量達到最佳發酵條件。

3.2.2 將混合物料堆成條垛或陽光棚槽式發酵池，利用翻拋機對發酵物料進行翻倒攪拌，前2～3 d翻倒1次，以后每天翻倒1次，控制發酵溫度（55～70℃）和含氧量，保證微生物繁殖處于最佳狀態，使各種微生物在適合的環境下大量繁殖，并通過它們的新陳代謝作用，把復雜有機物分解成容易被植物吸收利用的簡單的小分子有機物。

圖4 生物發酵處理工藝流程圖Fig.4 Process flow chart of biological fermentation

3.2.3 陳化（二次發酵）。經過10～12 d的一次發酵，大部分有機物已被降解，由于有機物的減少及代謝產物的累積，微生物的生長及有機物的分解速度減緩，發酵溫度開始降低，微生物進入減速生長期。此時發酵的物料就可以運至陳化場地進行二次發酵，二次發酵約需15～20 d，在此階段剩余有機物被進一步分解、腐熟、干燥（水分含量23%以下即可），以滿足后續制粒肥工藝的要求，也可以添加部分無機元素后作為基質利用（見圖4）。

這種方法處理的優點是處理徹底，糞肥基本能達到無害化要求，同樣能有效殺死糞便中的所有病原微生物和寄生蟲及卵，處理后臭味小，不會對環境和周圍空氣質量產生影響。缺點是設施投資大，加工處理所需時間長，20 d以上，另外如果是采取條垛式堆貯發酵處理，需要占用場地大，生產成本高，每產出1 t發酵雞糞需600元左右。

4 畜禽糞污混合處理技術——生物天然氣生產

主要以各類畜禽產生的糞污為主要生產原料，收集并經過前端篩選、軋碎、清除雜物（砂石、金屬、動物皮毛、塑料制品等），按比例牛糞30%、豬糞18%、秸稈2%、工藝水50%混配后進入一次發酵（恒溫27℃），一次發酵后進入厭氧發酵系統（恒溫36～37℃）進行二次厭氧發酵。厭氧發酵過程中產生出主產品沼氣（沼氣含甲烷60%～70%，還含有二氧化碳、硫化氫、氮氣和一氧化碳、水等），沼氣經凈化提純生產出生物天然氣（脫去二氧化碳、硫、水等，甲烷含量達到90%以上）。提純后的生物天然氣經槽車運往天然氣輸氣管道和加氣站，用于居民生活用能或汽車燃料。厭氧發酵過程中產出的副產品沼渣沼液混合體，經分離后分別形成沼渣、沼液，沼渣再經過有氧發酵和加工處理作為農作物的高效有機肥料，沼液按照不同植物的需肥標準，加工成高效生物有機液體肥料供種植業利用（生產工藝流程見圖5）。

圖5 生物天然氣生產工藝流程圖Fig.5 Process flow chart of biological natural gas production

該項目是由寧夏阜康生物科技股份有限公司于2017年引進實施的生物天然氣項目，預計2018年建成投產，建成后日產生物天然氣10 000 m3，沼液19.20萬噸。沼渣1.80萬噸。

5 結語

寧夏沙坡頭區在畜禽糞污加工處理與資源化利用方面雖然做了大量工作，也收到了一定成效，摸索出了一些好的做法和經驗，但目前仍處于探索階段，有些處理方式和效果還不盡如人意，有待進一步總結優化處理方式，徹底解決糞污對環境造成的影響。

5.1 雞糞的烘干處理效果不是很理想，如果不能及時利用掉，遇水后又現出“原形”，重新污染環境。可喜的是養殖戶和雞糞加工處理廠已經意識到了烘干處理方式存在的問題和弊端，在有關部門的共同努力下，正在積極采取措施，通過加大資金投入、引進先進生產技術、更新生產設備、改善處理方式，逐步變烘干處理為生物發酵處理，有望在今年年底之前全部改造成生物發酵處理。

5.2 由于肉牛規模化養殖所占比重小，近80%的肉牛散養在農戶家中，這部分散養肉牛產生的糞污集中處理目前難度較大，由農戶自己堆存腐熟，自己利用。所以，肉牛的糞污無害化處理比重較低。今后將通過兩條途徑解決散養戶的糞污處理問題：①由新建的寧夏阜康生物科技股份有限公司收集通過生產生物天然氣處理技術進行處理；②對運輸距離較遠、有種養結合條件的養殖戶，引導他們采用生物發酵技術進行處理后再還田利用。

5.3 生物發酵處理所用的菌種劑種類多，質量參差不齊，對糞污的處理效果產生直接影響。另外，處理后的糞肥沒有統一的標準和理化指標，不好評判產品質量檔次，導致產品良莠不齊，影響產品使用效果和產品價格。