牛糞污染的無害化處理和資源化利用

劉建華

（山西省農業機械發展中心，山西太原 030012）

養殖業作為脫貧攻堅戰及全面振興鄉村舉措，被賦予特殊意義，且隨著人們對物質文化需求的不斷提高。養牛業作為養殖業中的重要一環，已迎來重大發展機遇期。2017年全國畜牧業總產值超過3.2萬億元，占農業總產值比例接近30%，在保障市場供給、發展農村經濟、增加農民收入等方面發揮了重要作用。隨著規模化、集約化養殖的迅速發展，2017年全國肉牛存欄量巨大，按每頭牛20～30 kg日排泄量，全國1億頭牛將產生巨量糞污，若沒有好的處理辦法，極易造成嚴重的污染，且滋生病菌，占用養殖場區，進而制約養牛業進一步發展。隨著環保要求的不斷提高，加強糞污的無害化資源化利用的研究意義重大[1]。

1 牛糞污染[2]

1.1 污染空氣

隨著養牛業向集約化、規模化快速發展，不斷增加的養牛基地，在增加養殖戶收入的同時，也導致環境受到嚴重污染。除集中堆放的地方臭氣熏天外，經測算每5×104t牛糞分解時就將釋放出1 t的有害氣體。該氣體造成了臭氧污染和懸浮顆粒污染，牛糞散發出的氨氣在陽光作用下與空氣中的煙或汽車尾氣發生化學反應，就會產生有毒的光化學煙霧。對養殖基地及周圍環境造成大氣污染。

1.2 污染水源和土壤

各地對牛糞的處理普遍重視不夠，一些養牛比較集中的地方，少部分的牛糞被農民當作肥料種植作物，大部分處于堆放狀態，占用大量的土地資源。由于牛糞得不到及時處理，遇到刮風下雨，污水橫流，日積月累造成周圍水污染，同時污染土壤。

1.3 危害人體健康

養牛場產生的大量糞尿、污水、臭氣、甲烷等廢棄物，易滋生蚊蠅，產生病原體，污染大氣，破壞周邊環境，糞尿、污水甚至污染土壤和水，同時牛糞中的細菌和病毒還會散發到空氣中，這將對人體健康造成嚴重危害。

2 糞污處理的政策要求

近年來，我國畜牧業持續穩定發展，規模化養殖水平顯著提高，保障了肉蛋奶供給，但大量養殖廢棄物沒有得到有效處理和利用，成為農村環境治理的一大難題。抓好畜禽養殖廢棄物資源化利用，關系畜產品有效供給、關系農村居民生產生活環境改善，是重大的民生工程。2017年國務院辦公廳印發關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見，要求嚴格執行環境保護法、畜禽規模養殖污染防治條例、水污染防治行動計劃、土壤污染防治行動計劃等法律法規和規定，到2020年建立科學規范、權責清晰、約束有力的畜禽養殖廢棄物資源化利用制度，構建種養循環發展機制，全國畜禽糞污綜合利用率達到75%以上，規模養殖場糞污處理設施裝備配套率達到95%以上，大型規模養殖場糞污處理設施裝備配套率提前1年達到100%。

3 牛糞養分情況

牛糞含有機質14.5%，氮（N） 0.30%～0.45%，磷（P2O5）0.15%～0.25%，鉀（K2O）0.10%～0.15%，在各種家畜中有機質和養分含量較低，含水量較高，質地細密，通氣性較差，腐熟較慢，有機物難分解，肥效發揮作用較遲緩。經加工后可產生多種無害化、高效性產品，在減少環境污染的同時產生良好的經濟效益。

4 無害化處理及資源化利用

牛糞無害化、減量化與資源化利用，最大限度地減少環境污染，滿足不斷提高的環保要求，是牛糞處理的基本原則，投資少、成本低并能生產出高附加值產品的技術方法受到普遍歡迎。

4.1 牛糞飼料化利用

牛糞富含養分，經發酵法、分解法和干燥法等手段處理后，其蛋白質更易消化吸收，同時還可殺死各類病原菌，可提供多種動物飼料。

4.1.1 發酵法

發酵法是將發酵劑與米糠（或玉米粉、麥麩）等混勻后加入牛糞中，并同時建堆，一般堆高1.5～2.0 m，寬2 m，長度2～4 m，控制水分含量，15℃以上啟動溫度較好，發酵升溫控制在70～75℃以下，通過拌勻、勤翻、通氣，加大供氧量，一般2 d后，溫度升至50～60℃，3 d可達65℃以上，發酵過程中會出現2次65℃以上的高溫，并維持一定時間，高溫可殺滅幾乎所有的有害微生物，翻倒2次即可完成發酵。發酵完成后的物料呈黑褐色，溫度降至常溫。

試驗表明，飼料中摻25%牛糞喂牛，100 d后可提高增重率12.5%，牛肉纖維細膩，呈深紅，且味道香濃；飼料中摻20%牛糞喂羊，可提高增重率18.7%，降低肉膻味，加重濃香味；飼料中摻10%牛糞喂仔雞，幾周后提高仔雞增重率19.5%，死亡率下降24.3%；飼料中摻入9%的牛糞喂養產蛋雞，可提高產蛋率12.9%，增加6.5%蛋質量，蛋黃較大且顏色鮮艷。通過上述試驗表明，將發酵后的產品喂豬、雞、魚等動物，可節省可觀的常規飼料，且無異味、適口性好、吸收率高，在提高動物質量或品質方面有較好的效果。

4.1.2 分解法

分解法是利用低等動物分解糞便，在處理糞便的同時可提供動物蛋白質。例如，用蚯蚓處理牛糞，每平方牛糞可產生上萬只蚯蚓，蚯蚓本身是優質的動物蛋白，可作魚餌，也可醫用，同時蚯蚓糞是高效的有機肥，可廣泛用作瓜果蔬菜等肥料，提高瓜果蔬菜品質，環保無污染，滿足人們對綠色有機物的需求，既經濟又環保。另外，牛糞還可用來養蛆，作為雞的可口飼料，在增加雞的質量同時滿足其蛋白質需求。該辦法經濟、符合生態循環要求，環保效果更佳。

4.1.3 干燥法

干燥法分為自然干燥法和機械干燥法。自然干燥法依靠自然天氣，通過風吹日曬將牛糞或摻入糠麩的牛糞變干的一種方法，其作法是將牛糞攤開，時時翻動，待其干燥后粉碎，與其他飼料按比例混合作為畜牧養殖業飼料。具體操作過程中易受天氣影響，若遇刮風下雨，不及時遮羞，容易造成污染。機械干燥法目前應用較廣泛，可除臭、滅菌。此外，微波處理技術也是有效辦法。

4.2 有機肥料

牛糞為原料的有機肥，含有各種養分，肥效穩定而持久，利于土壤新陳代謝，富含腐植酸，促進土壤團粒結構的形成，使得土壤松軟，改善土壤結構、調節土壤溫度，提高土壤生物活性，有助于微生物的活動和繁殖；改善土壤水分和空氣條件，加快農作物生長，增強作物的抗旱性、抗病性，改善農作物品質。牛糞制作有機肥有多種方式，腐熱堆肥便是通用的制作有機肥的一種。

腐熱堆肥技術是將牛糞、馬糞、農作物莖稈、磷礦粉、雜草、垃圾污泥等作原料按一定比例混合均勻并添加泥土和礦物質后堆積，在高溫、多濕的條件下，通過不定期翻積、通氣溝或將玉米秸稈捆扎或將帶小孔的竹竿插入糞堆等手段，在保障氧氣供給的情況下，經過發酵腐熟、微生物分解而制成的一種有機肥料辦法。通常3 d即可使堆肥內溫度升高至60℃左右，半個月即可達均勻分解、充分腐熟的目的。相較于一般堆肥，高溫堆肥更有利于堆積物的腐熟，同時更有利于殺滅其中的病菌、蟲卵和雜草種子等。堆肥后的牛糞雖然含有豐富養分，可以直接施用，但滿足不了作物生長要求，故與化肥配合使用效果較好，既可以降低化肥殘留對土壤影響，又可以促進作物生長養分的及時供給。另外，與生物菌肥配合使用，可加速改善土壤，加快生物菌的繁殖，促進根系生長，提高作物產量。施糞中應注意牛糞必須腐熟，否則可能發生燒苗、燒根現象，甚至產生有害氣體，損傷植物。

4.3 能源化利用

4.3.1 生物燃料

牛糞壓制成生物燃料，單獨或與煤按一定比例混合壓制成牛糞棒、牛糞蜂窩煤，其燃燒充分，減少大氣污染，節約有限的煤炭資源。關鍵是可再生的綠色能源，可以完全替代煤、石油、天然氣等化石能源燃燒使用。不僅完美地解決了牛糞處理問題，而且還能使其變成牛場的另外一份收益。

4.3.2 動力能源

甲烷可作為汽車的能源，減少排放污染，降低汽油用量。甲烷有多種來源，其中之一便是從牛糞中提煉，其生產費用可降到汽油生產費用的50%。此有機甲烷可以加到任何一輛天然氣車輛中。2015年英國Reading Buses公司出品一款名為獵犬巴士新能源車，這款大巴車采用了牛糞為主要動力原料，該原料從動物排泄物中得來，經壓縮液化后，貯藏在7個固定在巴士車頂內的氣罐中。目前，這輛“糞動力”大巴車在英國在貝德福德郡的米爾布魯克試驗場驗車時，單圈速度達到了123.57 km/h，打破一般大型大巴車的速度極限。

4.3.3 沼氣發電

建造密閉沼氣池，控制發酵溫度，保障中性或微堿性的環境，經常攪拌加快發酵速度并利于沼氣釋放，牛糞厭氧發酵處理產生的沼氣經脫硫脫水、脫二氧化碳后輸送到發電機，以產生電能和熱能。同時可滿足日常做飯、取暖等能源需求，清潔環保、創造效益。

4.4 生產食用菌

將打碎后的牛糞與鋸末按1∶1的體積比例進行混合，并加入適量的生石灰、碳酸氫銨、輕質碳酸鈣及磷酸二氫鉀，均勻混合，加水量至70%左右，然后建料堆，長度不限，高寬各1 m左右，經充分發酵后即可培育食用菌，此方法培養食用菌口感好，品質明顯提升，菌棒出菇率達到98%以上。與傳統上用麥麩、豆粕、玉米面為原料比較，可降低了40%左右生產成本，產量提高50%以上，經濟效益十分可觀。廢棄菌棒作為有機肥料還田，使資源得到充分利用。

4.5 育蟲

近年來，牛糞育蟲逐步推廣，其方法是在牛糞中加入適量谷糠和麥糠，攪拌均勻后堆置于陰涼處，用稀泥密封，上面覆蓋雜草或植物秸稈，堆上時常澆上溫水及污水，半個月左右就會生出蟲子，打開密封堆即可喂雞，等雞吃完蟲后可重新堆成堆繼續生蟲，等不再生出蟲后，可將其作為有機肥使用，也可用來培育蚯蚓，產生附加值。

另外，還可以利用牛糞生產牛糞紙漿、提煉香料、燒制活性炭等。當然除上述幾種處理方式外，還有其他無害化處理資源化利用辦法[3]。秉持“創新、協調、綠色、開放、共享”發展理念，通過布局調整、源頭減量、過程控制、末端利用，持續提高畜禽糞污綜合利用率，相信隨著技術進步，最終會實現畜牧業生產和生態環境保護協同發展，加快現代畜牧業步伐和生態文明建設，變廢為寶，創造更多價值。