李志雄
(云南省紅河州畜牧技術推廣站 661199)
云南省紅河州在開展畜禽糞污資源化利用,尤其是實施畜禽糞污資源化利用整縣推進項目工作中積極創新,探索推廣投入低、工藝簡單、易操作、可復制、可推廣的新模式新技術,取得了顯著成效,為云南省畜禽糞污資源化利用積累了經驗、樹立了典型示范樣板。本文試析優秀實踐案例供廣大從業人員和養殖場技術借鑒,以提升畜禽糞污資源化利用技術水平。
“十三五”以來,紅河州畜牧業圍繞規模、優質、高效、生態的目標,突出生豬、家禽、禽蛋、肉牛等主導優勢畜種,著力打造全國一流外向型優勢畜產品供給基地,全面推動高原特色現代畜牧業高質量跨越發展。2020年,全州生豬存欄290萬頭,牛存欄102.35萬頭,家禽存欄3083.68萬羽,羊存欄115.59萬只,生豬出欄331.4萬頭,肉牛出欄36.77萬頭,家禽出欄5811.65萬羽,肉羊出欄95.12萬只。全州有年出欄50萬頭以上的生豬外調大縣5個,備案登記畜禽規模養殖場1897個,畜禽糞污資源化利用任務重難度大,迫切需要研究探索和示范推廣科學高效的利用模式和技術。
紅河州以畜牧大縣和規模養殖場為重點,以農用有機肥和農村能源為主要利用方向,著力推進畜禽糞污資源化利用工作,有效提升了畜牧業綠色循環發展水平。2020年,全州畜禽糞污產生量1648.19萬t,通過就地就近種養結合,綜合利用1526.48萬t,綜合利用率92.62%。2018~2021年,建水、石屏等5個生豬調出大縣和開遠市累計爭取中央畜禽糞污資源化利用整縣推進項目資金2.49億元,通過大額資金的投入和項目的深入實施,紅河州畜牧技術推廣站在全州認真開展研究和試驗示范,分析總結出了易操作、可復制推廣的技術和模式。
3.1.1 模式簡介
瀘西縣天禾綠色實業有限公司擁有100畝標準化肥豬養殖場,1300畝優質梨生產基地和50畝養殖水面,主要從事肥豬養殖,高原梨種植和漁業養殖,年出欄商品肥豬10000余頭,生產優質高原梨400t,生產商品魚150t, “公司+基地+農戶”是生豬養殖和果樹種植為一體的生態養殖業。公司采用 “沼氣+曝氣池+MBR生化處理”的糞污處理工藝,完成日處理污水200m3的污水凈化工程。
3.1.2 工藝流程
豬舍全部采用水沖糞工藝,沖洗的糞污通過管網進入收集池,隨后流入厭氧發酵罐進行厭氧反應,沼液回流到調節池,隨后進入到一沉池、二沉池進行曝氣,曝氣功率40kw/h。二沉池出水進入到MBR反應器完成泥水分離,一部分污泥經污泥泵回流入調節池,多余污泥進入污泥管道,進入污泥池。此時出水大部分指標已基本達標。為了保證出水安全,在清水池投加消毒藥劑,保障出水水質,或用于池塘養殖。沼氣經脫硫等工藝后用于發電提供動力,供養殖場地暖風機等設備使用,沼渣進入干濕分離機制作有機肥。
3.1.3 技術特點
豬舍內建設糞污溝有利于豬舍衛生,也降低了豬舍臭氣濃度。糞污排泄入溝,清理糞污只需將排水口打開,用水一沖即可,污水隨管道流入收集池;厭氧生物處理利用厭氧性微生物的代謝特性,在不提供外源能量條件下,以被還原有機物作為受氫體,同時產生有能源價值的甲燒氣體。厭氧生物過程能耗低,有機容積負荷高,一般為1~3kgCOD/m3·d;剩余污泥量少;對營養需求低、耐毒性強、可降解的有機物分子量高;耐沖擊負荷能力強,沼氣是一種清潔能源。曝氣設備不僅能傳遞氧氣進入混合體,同時起到攪拌作用,使混合液呈懸浮狀態,污水中的有機物、氧氣、微生物能充分進行傳質和反應[1]。MBR處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。污泥與水分離后,流出MBR反應器的凈化水消毒后用于魚塘養殖,污泥進入調節池,回流曝氣池。
3.1.4 效益分析
沼氣厭氧發酵可發電,使養殖場實現用電自給自足;沼渣通過固液分離后制成有機肥;處理后的水進行魚塘養殖,延伸了產業鏈,減少了污染物的排放總量,增加了收益。該模式通過有效控制污染物,改善環境,同時又可獲得清潔用水,具有良好的社會效益、經濟效益及生態效益,對水沖糞或水泡糞養殖是一種值得推廣的糞污資源化利用技術模式。
3.2.1 模式簡介
狐尾藻生態濕地污水處理模式是在紅河州石屏縣光華養殖場等4家豬場聯合試驗的新模式,于2018年竣工投入使用。狐尾藻生態濕地污水處理模式通過2年的試驗,應用效果較好,養殖場認可度較高。狐尾藻生態濕地污水處理模式采用“生物基質池+生態氧化塘+濕地”工藝,對養殖廢水進行處理,達標后排放。
3.2.2 工藝流程
狐尾藻生態濕地污水處理模式通過建設生物基質池、狐尾藻生態氧化塘和HEW濕地,將多級沉淀后的污水通過濕地自然生態系統處理,有機物被微生物分解、無機物由植物根系吸收。再經過土壤、沙石的過濾作用,最終使水質得到凈化,從而實現對養殖廢水的有效處理。生態濕地定期收獲的大量狐尾藻植物,由于其富含蛋白質等營養物質,是良好的青綠飼料,可直接用于畜禽飼養,使部分物質能源在豬場循環利用。通過處理,強化了對COD、氮、磷的去除效果,污水生態治理后達到農田灌溉水質標準可直接灌溉農田或用于養殖場沖洗圈舍。
3.2.3 技術特點
主要是構建生態濕地的關鍵植物 “狐尾藻”,其屬小二仙草科的多年生浮水或沉水植物,適應性強,為世界廣布物種。其能較快地除去水體中的氮、磷等富營養元素,是一種極強的水體污染凈化植物,可將糞水變清水。狐尾藻不僅可作為觀賞植物,還是良好的青綠飼料,也可研制成綠狐尾藻豬飼料、牛飼料等。
3.2.4 效益分析
狐尾藻生態濕地污水處理模式投資少、處理的水質穩定可靠、運行費用低、能耗少、操作簡單。由于綠狐尾藻適應高氮磷的水環境,周期長、繁殖快、氮磷吸收能力強;根系具有泌氧功能,營養價值高,可有效降解糞污,起到糞污資源化利用和美化環境作用[2]。應用推廣前景好,在畜禽養殖糞污資源化利用工作中將得到更加廣泛的推廣應用,城市污水處理、湖泊生態修復也值得借鑒。
3.3.1 模式簡介
云南牛牛牧業股份有限公司存欄奶牛6500頭,建有飼料中心、飼養中心標準化牛舍、擠奶中心、沼氣發酵工程等。沼氣發酵工程占地面積約4520m2,年處理類便污水3.14萬t,年產沼氣73萬m3,其中10.95萬m3供應養殖場自用,43.8萬m3沼氣用于發電,18.25萬m3沼氣用于發解裝置增溫,沿肥經“固液分離”后沼渣供牛床回收利用,沼液供養殖場種植牧草和果樹使用。
3.3.2 工藝流程
糞污全量收集進入沼氣收集池,在沼氣池 (罐)中進行厭氧發酵。發酵后經過固液分離,沼渣部分用于生產墊料再利用,剩余部分經過處理生產肥料,用于種植水果或青貯飼料,青貯飼料用于奶牛養殖。
3.3.3 技術特點
糞污經過集料、調配、緩沖池全量進入中溫厭氧消化罐進行厭氧發酵后,經過固液分離獲得沼液沼渣,沼氣通過脫水、脫硫等工藝發電,供生產生活用電。通過固液分離后,沼渣含水率達40%左右,用于牛場墊料回用,能預防奶牛蹄病,降低乳房炎的發病率。厭氧發酵物料經過固液分離后,每天生產的沼液小部分可用于回沖糞水溝使用,大部分還田利用。
3.3.4 效益分析
采用種養結合模式,通過糞污全量厭氧發酵,實現糞污的無害化處理,同時利用沼氣進行發電供養殖場使用,沼渣用于牛床墊料使用,節約了購買牛床墊料成本,預防奶牛肢蹄病,降低乳房炎的發病率,提升了養殖效益。沼液沼渣用于種植青貯飼料、牧草、果樹,減少了化肥的使用量,節約飼料成本,綜合效益顯著。
3.4.1 模式簡介
蒙自市李紅祥種植合作社采用種養結合模式處理畜禽養殖污水。通過與生豬養殖場簽訂污水收購協議,集中收集、采用水肥一體化灌溉,實現種養結合。該合作社現有100m3的小型氧化塘1個,清水收集池1個,水肥一體化設備1套,農作物配套種植面積10畝,合作社收集周邊養殖污水,污水按照種植作物養分需求,進行水肥一體化利用。
3.4.2 工藝流程
收集周邊養殖廢水,通過氧化塘處理,根據作物養分需求,按比例與清水混合,進行水肥一體化灌溉,生產優質蔬菜。
3.4.3 技術特點
合作社在初期設計、后期運行配套中充分考慮并實現了水肥一體化操作模式,實現了養殖場糞污與合作社農田間營養需要的物質轉化,促進生態平衡。養殖場污水通過格柵、三級沉淀后進入收集池,吸污車將污水集中送至合作社進行氧化塘儲存,水肥一體化用于種植蔬菜。
3.4.4 效益分析
合作社通過集中收集和處理,利用自動化水肥一體化灌溉系統還田利用。污水提供10畝蔬菜種植的水肥,與傳統耕作相比,每年可減少50%的化肥利用量,有效改善了土壤結構,增加了有機質,提高了土壤的孔隙度,提升了農作物品質,增加了收益。
3.5.1 模式簡介
蒙自市金航辰農牧發展有限公司生豬養殖場生豬存欄8000頭,該場采用水泡糞工藝,現有基礎設施堆糞發酵棚120m2,污水池580m3。日產固體糞便8t,液體糞污20.24t,與周邊種植農戶簽訂300畝糞肥利用協議。糞污通過固液分離后,固體糞便堆肥發酵還田利用,液體通過吸糞車送往田間地頭的貯存池還田利用。
3.5.2 工藝流程
在糞污處理與綜合利用方面,養殖場前期采用水泡糞工藝,糞污經過固液分離后,糞便進行堆肥發酵,腐熟的糞肥根據生產需要進行利用。液體糞污通過吸污車送往田間地頭貯存,進行水肥一體化灌溉,形成種養結合、農牧良性循環的生態一體化產業鏈。
3.5.3 技術特點
利用豬場養殖糞便為原料,集成堆肥發酵,氧化塘處理等技術,將養殖場產生的污水轉運到種植農戶田間地頭儲存,農戶根據種植需求進行還田利用。
3.5.4 效益分析
采用種養結合模式,利用周邊田間地頭的貯存池貯存污水,減少了養殖場污水貯存池的建設容積,降低了建設成本。污水用于周邊農作物種植,為農作物提供養分,減少化肥使用量,改善土壤結構,提高農產品品質,產生了良好的經濟和社會效益。
3.6.1 模式簡介
蒙自秀清養殖場年存欄蛋雞20萬羽,日產固體糞污量30t,現有塔式發酵倉2座 (每座容積118m3),有機肥加工設備1套及其相關的有機肥生產配套設施設備,年產有機肥3600t。
3.6.2 工藝流程
蛋雞全部為密閉式雞舍階梯籠養,刮糞板清糞工藝,日糞便收集量平均為30t左右,全部用于塔式發酵生產有機肥。雞舍內糞便由運輸車直接運至發酵塔,場內不設糞便暫存設施。雞舍及籠具沖洗水較少,直接進行有機肥生產。
3.6.3 技術特點
雞舍內的糞便直接運至發酵塔,從塔頂倒入,進行好氧發酵。首次使用時,先在發酵塔底部鋪1/3的物料,并按1%量添加發酵菌種,7d后可正常運轉,即每天進糞,每天出肥。發酵溫度一般為65℃,發酵過程中注意溫濕度的控制,保證發酵順利進行;經過發酵塔處理的雞糞進行二次發酵,周期為1~2月,根據市場需求加工成有機肥進行銷售。
3.6.4 效益分析
采用發酵塔處理技術模式后,養殖場臭味、蒼蠅明顯減少,環境得到明顯提升,生態效益顯著。生產有機肥可延伸產業鏈,增加了雞糞的附加值。發酵塔及有機肥生產線總投資500萬元,使用發酵塔生產有機肥工藝與直接售賣雞糞相比,扣除人工成本、生產成本等,每噸可盈利200元,按年產糞便1萬t計算,年盈利200萬元,經濟效益顯著。