養殖廢棄物治理路徑及管理模式研究進展

樊麗霞 ，楊映禮 ，尹 芳 ，張無敵 ，王昌梅 ，趙興玲 ，吳 凱 ，劉士清

（1.云南師范大學能源與環境科學學院，云南昆明650500；2.漾濞縣林業局，云南漾濞672500）

畜禽養殖廢棄物的處理在占據我國國民經濟比例較大的畜牧養殖業中日漸成為不可忽視的重要環節，對此，國家已出臺一系列相關政策加強治理，推進畜禽養殖廢棄物資源化利用，國內好多學者也針對廢棄物處理進行了諸多研究。目前，主要的處理技術有畜禽糞便微生物除臭技術、生物有機肥無害化處理技術、利用畜禽廢棄物生產食用菌循環技術、沼氣化處理技術等[1]。而系統地處理畜禽養殖廢棄物必須通過一定的路徑，從源頭到末端各個環節充分利用廢棄物處理設施設備進行綜合治理，有效發揮政府角色職能，建立相應的保障體系，考慮區域的環境承受能力，力求使畜禽養殖廢棄物得到綜合有效的治理。

1 畜禽養殖廢棄物資源化利用概況

1.1 畜禽養殖廢棄物資源化利用背景

隨著我國經濟水平的上升以及農村產業結構的調整，畜牧養殖業已成為我國國民經濟的重要支柱產業，但在為我國帶來巨大收益的同時不可避免會產生一系列的環境污染。而人類作為地球上重要的活動者，畜禽糞污對水體、土壤、大氣環境等的污染已對人類生命健康造成了威脅[2]，同時也嚴重制約了我國農業農村經濟的可持續發展。對養殖廢棄物資源化利用、發展生態循環農業經濟已經成為畜牧養殖業生產發展過程亟待解決的問題，而現代生態養殖模式成為解決這一問題的有效探索[3]。合理進行畜禽養殖廢棄物資源化利用，可有效避免環境污染，降低人畜的疾病突發率，對構建資源節約型經濟起到一定作用，最終推動我國農業的可持續發展[4]。

1.2 政策導向

《畜禽規模養殖污染防治條例》頒布之前，我國尚未有專業的關于農業環境污染治理與保護的政策法規。2014年1月1日起正式實施了《畜禽養殖污染防治條例》，專家一致認為，該條例的實施大大提高了畜禽養殖廢棄物的綜合利用效率和水產養殖業的環境保護水平，可從本質上解決可持續發展農業所面臨的資源環境問題[5]。之后的幾年，國家相繼出臺了一系列相關政策，著力推進畜禽養殖廢棄物資源化利用（表1）。

表1 近5 a畜禽廢棄物資源化利用相關政策導向

2 畜禽養殖廢棄物的主要治理路徑

2.1 改善營養，源頭減量

目前，牲畜在養殖生產過程中養分的攝入量通常比較多，攝入量多的同時大量的氮磷及其他重金屬通過畜禽糞尿排泄物進入環境中，引發一系列污染。因此，首先必須從飼料著手，對牲畜攝入的營養成分進行改善[6]。已有動物營養學家通過降低牲畜飼料中氮磷的濃度或者禁止有害物質的添加進行科學合理飼養，以減少畜禽排泄物中氮磷和其他重金屬的產生；通過增加畜禽腸內益生菌的含量促進牲畜的消化吸收，提高生物機體的養分利用率；根據牲畜每日的營養需求量進行喂養，避免過量投喂導致產生多余的廢棄物。

此外，還應通過改善技術手段從源頭控制。在不影響生產效益的前提下，充分合理利用節水節料、雨污分離等技術對養殖場設施全面實施改造。干清糞過程中固液分離減少糞污總量，建設高溫發酵的干糞堆積棚最終還田利用[7]；養殖場內安裝通風降溫的風機濕簾等設備，減少降溫水量，實現源頭減量。

2.2 養殖過程控制

該環節主要通過改變養殖工藝設備來控制畜禽養殖廢棄物的生產量，即針對不同牲畜種類、養殖規模大小采取相應不同的工藝，由此提升畜禽廢棄物的利用效率。目前，主要的生產技術有：糞污厭氧發酵技術、污水達標排放技術、干濕分離技術、厭氧發酵技術、墊料回收利用技術等；最典型的過程減排技術是異位發酵床技術，異位發酵床技術是一種無害化處理的新型技術，主要適用于對糞污就近還田利用有很大困難的中小型養殖場，冬季可有效起到升溫的作用，反之夏季則對散熱不利，因此必須采取一定的降溫手段，尤其在南方一些高溫地區。國外一些國家均有類似的生產技術，使用的目的也各有不同。如北美一些國家是為了節約豬舍成本，而日本則是為了減少養豬的污水產生量[8]。

2.3 養殖末端利用

末端利用環節主要對畜禽糞便最終產生的養殖糞污和廢水分開進行最終的無害化及資源化處理，該環節主要是種養結合，就近利用和集中處理異地利用等[9]。

2.3.1 種養結合、就近利用 種養結合模式主要是建立種植和養殖合二為一的養殖結構，進行糞污收集、儲存，最終通過配套田地消納的三位一體結構，在整個過程中三者應該保持相互聯系，相互配合[10]。該種模式在設計上比傳統的養殖結構更為先進，在借鑒其他模式經驗的基礎上可對廢棄物有針對性地進行利用，著重于對畜禽養殖廢棄物的綜合利用，在解決現有廢棄物與環境沖突的問題上具有顯著成效[11]。

種植企業和有機肥企業與養殖企業密切結合，相互依托，專業生產可再生能源，將養殖場產生的糞便、廢水統一收集，通過政府與企業聯動建設大型沼氣工程，高濃度厭氧發酵后產生的沼氣可就近用于農戶發電、企業自用或者制備生物天然氣；沼渣經有機肥企業加工制作有機肥施于配套農田；沼液則可以再進行深度處理達標排放或用于農田[12]。

2.3.2 集中處理異地利用 在眾多大型養殖場中，由于大量的畜禽養殖廢棄物排放，需要消耗足夠的土地面積容納，在周邊肥料趨于飽和的情況下可進行統一集中處理異地利用。養殖場之間加強合作，通過微生物發酵反應器的方式將固體的養殖廢棄物制作成有機肥[13]，這種模式需要養殖場加大投資成本，進行技術創新，與有機肥加工廠建立長期合作關系，而有機肥廠則需要較為穩定地向目標客戶進行銷售。該種模式可以有效節省養殖場的空間，提升養殖糞污的處理效率，更為可靠環保。具體治理路徑如圖1所示。

3 資源化利用管理模式分析綜述

孫智君[14]研究認為，畜禽糞便資源的利用是循環經濟的典型發展模式，主要有秸稈能源化制作沼氣，糞便通過一系列技術設施處理殺死病菌，最終制成畜禽可食用的飼料，通過厭氧發酵生產沼氣，應用于生產和生活，實現糞便能源化以及沼氣的綜合開發利用。該模式的設計主要是通過技術手段實現畜禽糞污資源化利用。湯筑[15]針對農業生產廢棄物資源化利用所體現出的循環經濟模式，主要分析了秸稈資源化、糞便資源化以及沼氣的開發利用3種循環經濟類型，對這3種類型分別進行了相應的案例分析，并且在技術人才、運作機制、公共政策等方面提出了相應的保障措施。

王建花[16]在對南平市進行實地考察以后，針對性總結了南平市的典型農業循環經濟模式類型，如“家庭綠島式”微循環模式、以企業為核心的小循環模式、農業循環經濟示范園區為主體的中循環模式以及政府主導的大循環模式。

隋斌等[17]通過對瑞典和丹麥研究型大學及沼氣工程和農場的調研，總結了瑞典生物天然氣商業化模式及丹麥垃圾回收利用模式和糞污回收利用模式，丹麥對糞肥施用的“和諧原則”與我國的種養平衡原則相似，同時總結了丹麥及歐盟國家糞污利用之關鍵，為我國相關利用的技術模式推廣及應用提供了借鑒。

牟曉瑩[18]在豬—沼—菜（果）模式研究中通過加入養殖龍頭企業，與政府合作，與企業和農戶溝通，建立統一的糞便污染管理模式[19]。該模式通過發展循環農業解決了環境污染問題，運用產業化提升了農產品的經濟效益。

薛穎昊等[20]則設計了堆漚發酵生產有機肥還田模式、整合全量化還田相關技術，實現多元循環利用模式及以產業利用為主導的模式，從而實現全量化還田；全量化還田模式與我國農業促生產對糞污的需求相匹配，同時可以進一步解決食品問題。

姜海等[21]通過對江蘇省太湖地區進行案例分析及相關企業的參與，將畜禽養殖廢棄物資源化利用管理模式總結為養殖企業、有機肥企業、種植企業、政府（公益性處理中心）為主導的4個類型，并提出要對水源地、工業區和種養殖企業進行具體情況具體分析，從而建立相適的管理模式。

綜述發現，畜禽養殖廢棄物目前主要通過不同的技術設計和管理模式實現廢棄物的綜合利用，不論技術設計還是管理，均需考慮到區域性的發展，不同糞污的特性結合各地不同情況及相關產業的發展設計相應合理的模式，調動相關產業對技術的設計及參與積極性，著力解決區域糞污利用的突破點。

4 資源化利用模式創新應用的啟示建議

4.1 全面發揮政府角色職能

政府應由以往單一的外部管理轉變為廢棄物處理監督者及進行資源化利用的組織者；采取合理的針對性補貼政策調動種植戶及有機肥企業參與的積極性；協調種植戶和養殖戶二者之間的合作關系；積極發揮統籌引導作用[22]，嚴格按照《畜禽規模養殖污染防治條例》執行，對大中型養殖場廢棄物處理設備的建設和運行加大監管力度，增強環保部門和畜牧相關部門的執法力。

4.2 建立健全保障體系

完善現有的養殖廢棄物資源化利用的相關保障體系，在法律政策、技術人才和機制運行等方面提供切實的保障體系[23]。針對各個區域和不同規模的實際情況有所依據地配套相關的政策法規，有步驟地制定并逐步落實實踐；所設定的標準要明確、切實可行；定期舉行養殖廢棄物利用的相關企業聯合討論會，大力引進相關技術人才，對當地廢棄物治理相關的項目給予切實保障與補貼。建立政府主導、市場經營、企業和協會牽頭、全體農民積極參與的綜合機制。

4.3 實施區域性規劃

結合區域特色、農業產業結構、經濟狀況、養殖情況以及當地治理能力、治理要求、污染狀況等，根據時空差異、地域不同分布的需要，制定具有地方特色的廢棄物資源化利用模式；對區域內的畜禽養殖總量進行嚴格管制，降低小型養殖場和散戶的養殖比例[24]；以村為單位打造小空間范圍內的循環農業模式，借鑒相關經驗，使用不同的模式；根據區域內環境承載力調整養殖布局，從源頭控制污染，優化畜禽養殖結構。企業互相聯合，如與有機肥企業簽訂合同建立長期合作，對養殖業、種植業進行統籌規劃，形成產業循環，完善種養循環農業發展機制。

4.4 切實加強科技示范推廣

加強對養殖廢棄物潛力價值的宣傳，充分利用互聯網、自媒體等新型信息傳播技術與傳統報刊、電視及手機等渠道，大力宣傳養殖廢棄物的利用潛力及內在價值[25]，增強大眾的環境保護意識，普及變廢為寶對資源進行循環利用的意識，激發養殖戶治理熱情，提高養殖主體的參與意愿，大力推廣健康的農業生態模式和養殖清潔技術；通過案例分享，借鑒高效利用畜禽養殖糞污資源化利用模式的成功經驗，因地制宜推廣適合的糞污處理技術。