加強(qiáng)規(guī)模豬場(chǎng)固體糞污處理設(shè)施建設(shè)規(guī)范助力鄉(xiāng)村振興

□文/張艷玲 李菲 劉曉旺

2020年習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上和氣候雄心峰會(huì)上均提出中國(guó)CO2排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）估計(jì)，全球18%的溫室氣體排放源于畜禽養(yǎng)殖業(yè)。因此，減少碳排放不僅是養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵。加強(qiáng)規(guī)模豬場(chǎng)糞污處理設(shè)施建設(shè)規(guī)范是實(shí)現(xiàn)降碳減排的重要環(huán)節(jié)之一。

一、加強(qiáng)糞污處理設(shè)施建設(shè)的必要性

（一）生態(tài)環(huán)保要求

傳統(tǒng)的養(yǎng)殖業(yè)多是養(yǎng)殖戶自發(fā)的，養(yǎng)殖數(shù)量則隨市場(chǎng)需求而變化，因此出現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)的布局不合理、種養(yǎng)脫節(jié)。20世紀(jì)90年代以來，養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，建設(shè)了好多規(guī)模不等的豬場(chǎng)，由于沒有對(duì)糞污處理設(shè)施同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)，導(dǎo)致糞污未進(jìn)行無害化處理和有效治理，就直接排放或作為糞肥直接使用，隨著養(yǎng)殖規(guī)模的逐漸增加，糞污數(shù)量也迅速增加，且表現(xiàn)出糞污集中，無法自然消耗，造成環(huán)境污染、增加疫病風(fēng)險(xiǎn)。2013年國(guó)務(wù)院第643 號(hào)令《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》提出要推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的綜合利用和無害化處理。2017年國(guó)務(wù)院辦公廳《關(guān)于加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》（國(guó)辦發(fā)［2017］48 號(hào)）提出全面推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的要求。2017年農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《畜禽糞污資源化利用行動(dòng)方案（2017-2020）》，行動(dòng)方案中根據(jù)我國(guó)畜禽養(yǎng)殖現(xiàn)狀和資源環(huán)境特點(diǎn)，對(duì)一些養(yǎng)殖重點(diǎn)區(qū)域提出了畜禽糞污資源化利用的技術(shù)模式，提出以種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)、就近消納、綜合利用等原則。

（二）養(yǎng)分資源利用價(jià)值

我國(guó)畜禽糞尿產(chǎn)生量很大，雖然不同研究者估算的糞尿產(chǎn)生量各有差異：如石曉曉等估算2015年規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生量為3.834×109噸；侯勝鵬估算結(jié)果為31.584 億噸。但是總的結(jié)論就是我國(guó)畜禽養(yǎng)殖糞污產(chǎn)生量很大。

畜禽糞尿中含有大量的營(yíng)養(yǎng)成分，因此畜禽糞尿的養(yǎng)分利用價(jià)值較大。畜禽糞尿養(yǎng)分利用價(jià)值可以分為直接和間接2 個(gè)方面。直接價(jià)值：畜禽糞尿中含有豐富的氮、磷、鉀，可以還田利用，代替化肥。侯勝鵬得出，2015 年我國(guó)畜禽糞污中氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分總資源總量分別達(dá)到1478.0 萬噸、801.0 萬噸和1453.9 萬噸。按折純法計(jì)算，2015 年全國(guó)化肥消耗量6022.6 萬噸，氮肥2361.6 萬噸、磷肥843.1 萬噸、鉀肥642.3萬噸、復(fù)合肥2175.7萬噸。畜禽糞污全量還田理論上可以減少氮、磷、鉀肥施用的量分別為37.3%、87.6%和65.9%。但目前我國(guó)養(yǎng)分利用比例為化肥占75%，有機(jī)肥占25%（其中來源于畜禽養(yǎng)殖的占20%），而歐洲國(guó)家目前的養(yǎng)分利用比例為化肥50%，有機(jī)肥50%。間接利用價(jià)值：畜禽糞污作為有機(jī)肥料代替化肥，可以改變土壤中的生物群落，使得土壤中的生物群落更加豐富，有助于改良土壤結(jié)構(gòu)，能使土壤有機(jī)質(zhì)含量提高，提高植物產(chǎn)量。

（三）能源利用價(jià)值

能源利用主要指畜禽糞污通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣的利用。養(yǎng)殖的規(guī)模化和集約化使得養(yǎng)殖密集的地區(qū)糞污產(chǎn)生量，超過了當(dāng)?shù)氐耐恋爻休d量，如耿維研究表明：2010 年全國(guó)單位面積農(nóng)地氮磷平均負(fù)荷為43.73 千克/公頃（噸N）和9.16千克/公頃（噸P），北京等6省市農(nóng)地氮磷負(fù)荷超標(biāo)；全國(guó)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境容量為129.56 億頭豬當(dāng)量（以N 為基準(zhǔn)），159.74 億頭豬當(dāng)量（以P 為基準(zhǔn)），全國(guó)約有20 個(gè)省超過本省50%環(huán)境容量。因此在土地承載受限的情況下，通過生產(chǎn)沼氣也是畜禽糞污綜合利用的一條有效途徑。耿維2010年得出，中國(guó)畜禽糞便總量達(dá)22.35億噸，可產(chǎn)沼氣1072.75億立方米。

二、規(guī)模豬場(chǎng)固體糞污處理設(shè)施建設(shè)規(guī)范

固體糞污處理設(shè)施規(guī)范性建設(shè)模式有以下四種。

（一）堆漚肥模式

堆漚肥技術(shù)是指利用自然堆存、被動(dòng)通風(fēng)的方式，土著微生物對(duì)有機(jī)固體糞污進(jìn)行生物降解的過程，又稱堆漚、自然堆漚、靜態(tài)堆漚（肥）、兼性堆漚（肥）。堆漚肥一般可以分為純豬糞堆漚、豬糞+秸稈堆漚、豬糞+秸稈+翻堆堆漚。

堆漚肥技術(shù)要點(diǎn)：堆漚肥在還田利用前，要充分腐熟，殺滅病原菌、蟲卵和雜草種子；堆漚肥過程中應(yīng)采用適當(dāng)方式（如噴灑菌劑、覆蓋土層、鋸末、秸稈等物料）進(jìn)行除臭處理；堆肥場(chǎng)周圍設(shè)置排水溝，確保雨污分流，堆肥場(chǎng)地要做防滲處理。

堆漚肥技術(shù)固體糞污處理設(shè)施包括糞污暫存池（場(chǎng)）、糞污發(fā)酵池（場(chǎng)）。

（二）條垛堆肥模式（覆膜）

條垛（覆膜）堆肥技術(shù)是將物料堆置成長(zhǎng)條形堆垛，并在堆體表面覆蓋一層專用分子膜，通過專用翻堆機(jī)或翻斗車進(jìn)行機(jī)械翻堆供養(yǎng)的好氧發(fā)酵過程。

技術(shù)原理：覆膜由外到內(nèi)由外層布料、ePTFE 膜和內(nèi)層布料三層組成。中間層是由特定的100%ePTFE（膨體聚四氟乙烯）組成，是一種高分子選擇性透氣膜，膜上的小孔不允許大分子通過，有防水、透濕、隔菌、除臭等功能。這種膜內(nèi)部的病菌、粉塵、臭氣出不去，水蒸氣和二氧化碳能出去；外面雨水進(jìn)不去，空氣可以進(jìn)去。

技術(shù)要點(diǎn)：（1）前處理：為了達(dá)到較好的發(fā)酵效果，可將糞便和粉碎的秸稈等輔料進(jìn)行混合，調(diào)節(jié)水分（純糞便發(fā)酵，堆體溫度較低，發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)）；（2）地面要預(yù)留通風(fēng)管路；（3）堆體制作：將處理好的物料堆置成長(zhǎng)條形，切面可以是三角形或梯形，高度1～1.5米，寬2～4 米，長(zhǎng)度不超過30 米；條垛間預(yù)留0.5～1米寬距離，發(fā)酵區(qū)周圍預(yù)留3～6 米寬鏟車等運(yùn)輸通道；（4）記錄：每天要測(cè)堆體溫度，并做好記錄，發(fā)酵時(shí)間要大于15天；（5）覆膜的選擇：覆膜為堆肥發(fā)酵專用膜—聚四氟乙烯膜，膜孔徑0.1～1 微米，膜內(nèi)固定測(cè)定氧氣含量、溫度和壓力傳感器，并設(shè)置通風(fēng)管連接外部供風(fēng)裝置，通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。

（三）槽式堆肥模式

技術(shù)原理：槽式堆肥是將物料置于發(fā)酵長(zhǎng)槽中，通過可控通風(fēng)與定期翻堆相結(jié)合進(jìn)行的好氧發(fā)酵。翻堆機(jī)架設(shè)在發(fā)酵槽兩端的墻體上，墻體上有軌道；翻堆機(jī)在軌道上移動(dòng)、攪拌，物料也隨著從槽的一端移動(dòng)到另一端，當(dāng)物料腐熟時(shí)，剛好移出槽外，完成發(fā)酵。

技術(shù)要點(diǎn)：每隔1～2 天翻堆一次；物料入槽后3 天即可達(dá)到45℃，當(dāng)槽內(nèi)溫度到達(dá)55℃以上持續(xù)7 天以上；槽內(nèi)總發(fā)酵周期為13～15 天，揮發(fā)性有機(jī)物降解50%以上；槽內(nèi)發(fā)酵結(jié)束后物料運(yùn)到腐熟區(qū)進(jìn)行二次發(fā)酵，剩余有機(jī)物進(jìn)一步分解、后熟、穩(wěn)定。

（四）反應(yīng)器堆肥模式

技術(shù)原理：將堆肥過程的熱量釋放與煙囪效應(yīng)相結(jié)合，持續(xù)上行的熱能迅速帶走高濕物料水分，使其轉(zhuǎn)化為適宜好氧堆肥的狀態(tài)（水分＜60%），形成好氧發(fā)酵-釋放熱量-水分蒸發(fā)-好氧發(fā)酵的內(nèi)循環(huán)。同時(shí)反應(yīng)器有內(nèi)針對(duì)快速發(fā)酵、除臭、有機(jī)污染物如抗生素和激素等降解的復(fù)合菌劑，復(fù)合菌劑和高熱協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了物料的快速腐熟。反應(yīng)器堆肥的類型有立式、滾筒式、箱式等。

技術(shù)要點(diǎn)：將糞便與除雜、粉碎后的農(nóng)作物秸稈混合，調(diào)節(jié)含水率至55%～65%；將上一步處理好的高水分低溫物料置于反應(yīng)器中，首先通過超高溫（70～80℃）的生物干化過程；然后到了反應(yīng)器底部（50～65℃）進(jìn)行高溫腐熟，腐熟完成后即為低水分的腐熟物料。

三、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益預(yù)測(cè)

提高豬場(chǎng)養(yǎng)殖廢棄物資源化利用水平，對(duì)生豬養(yǎng)殖糞污處理起到示范帶頭作用。推進(jìn)養(yǎng)殖污染治理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，改善環(huán)境，為畜禽養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展提供動(dòng)力和保障。畜禽糞污經(jīng)過處理后還田利用，變廢為寶，從整體上降低了生產(chǎn)成本，提升了養(yǎng)殖效益，從而實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖者節(jié)本增收，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降碳減排，助力鄉(xiāng)村振興。