畜禽糞污的處理技術研究

浦聲偉

大連市動物疫病預防控制中心，遼寧大連 116000

1 畜禽糞污的基本情況

1.1 技術研究背景

畜牧業發展為我國提供了高蛋白食品，豐富的食品滿足了人們的生活需要，已經成為了農業的支柱產業，最近10年，畜牧業保持著持續穩定的發展趨勢。

但是隨著畜牧業的快速發展，也產生了大量的副產品畜禽糞污，大量的畜禽糞污不合理地排放，造成了農業面源污染，嚴重污染了土壤和水源，那么如何處理畜禽糞污，變廢為寶，循環利用，生態利用，成為當前養殖業可持續健康發展的重大問題。北方某縣級市是一個農業大縣，種養殖業發達。而隨著農業生產水平的提高，畜禽養殖量和作物產量的持續增長，造成農業生產廢棄物越來越多，同時，隨著農民對生活能源的方式改變，對秸稈和尾菜等廢棄物的燃料化使用越來越少，隨著化肥使用量的增加，便捷度的增加，對畜禽糞污的肥料化使用也越來越低，造成大量的農業生產副產品遭到廢棄，極易對環境造成污染，并威脅著農業可持續發展和人類的健康。如何充分有效地利用，并將其加工轉化為再生資源，進行資源化利用，是該市目前急需解決的問題。對農業廢棄物的再利用，一般分為五個方向，即肥料化、飼料化、基質化、能源化、工業原料化。該市的畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用創新采用二級處理模式，通過二級處理模式，使畜禽糞污和秸稈變廢為寶，物盡其用，最終達到消除污染，改善農村生活環境，促進農業可持續發展，循環發展，改善環境，實現環境友好的生態化發展。

1.2 畜牧生產情況

改革開放以來，該市畜牧業取得了顯著的發展成就，連續13年被評為國家生豬調出大縣，9 家養殖企業被評為全市優質畜產品供應基地。畜產品總量大幅增加，生產模式由家庭式向規模化、集約化轉換。2019年該市畜牧業產值40.6 億元；生豬飼養量達到68 萬頭，其中存欄23.8 萬頭，出欄44.2 萬頭；牛飼養量4.6 萬頭，其中存欄3 萬頭，出欄1.6 萬頭；羊飼養量15.5 萬頭，其中存欄8.8萬只，出欄6.7 萬只；禽類飼養量為10689.1萬只，其中存欄2326.2 萬只，出欄8362.9 萬只。

1.3 畜牧業快速發展引起的問題

1.3.1 該市在發展畜牧業的同時，產生了大量畜禽糞污，存在不合理排放及水質、土壤污染隱患。2019年該市飼養的畜禽飼養量為豬68 萬頭，牛4.6萬頭，羊15.5 萬頭，禽類（肉雞為主）10689.1萬頭，根據公式Q=PNT（糞尿排放量=排放系數×飼養量×飼養周期）計算，全年合計共產生糞尿總計為182.84 萬噸。

表1 全年各畜種糞尿排放量

1.3.2 部分養殖場戶糞污處理設施不規范，在場區內就存在較高溢流滲漏等污染風險。

1.3.3 有的糞污未經過有效發酵就運至田間，通過傳統堆肥方法進行發酵，這一過程發酵時間長效率低，存在較高環境污染風險。

1.3.4 糞污運輸過程都是由種養場戶自行解決，運輸工具相對落后，存在一定二次污染風險。

1.3.5 秸稈、尾菜作物固態廢棄物污染問題，由于秸稈利用附加值較低，燃燒值較低，禁止燃燒秸稈也是我國現行政策，故而大量的秸稈不能得到有效利用，成為農村需要整治的“三堆”（柴草堆、糞堆、雜物堆）之一。根據計算，2019年該市秸稈產量約55.9 萬噸。其中玉米秸稈45 萬噸左右，水稻秸稈8 萬t 左右，其余是花生、豆類秸稈。

1.3.6 目前大田生產化肥使用量超標，造成土壤板結，鹽漬化、有機質含量降低，地表水富營養化。據測算，目前我國的化肥使用量超過美國一倍，成為世界上化肥使用平均量最多的國家,但肥料利用率40.2%，遠低于世界平均水平。

1.3.7 傳統堆肥方式，不能完全殺滅其中的病原微生物和寄生蟲卵等疫病隱患，無法杜絕動物疫病傳播和人畜共患病的傳播,并增加作物發生病蟲害的概率。為解決以上農業生產的矛盾，該市自2019年開始了畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用的探索，到2022年該市總結提煉，創新、研發出適合本地的“畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用二級處理模式”，通過技術創新來解決畜禽糞便消納，秸稈等固體廢棄物消納問題，將廢棄物變廢為寶，生產成有機肥，改善土壤，替代化肥。

2 研究思路

2.1 研究一級區域處理中心、二級處理點處理技術，吸納畜禽糞污、作物廢棄物秸稈尾菜，通過探索農業廢棄物資源化利用，打造農業循環經濟新模式，減少亂排亂放，提高還田效果，實現養殖業和生態環境協調和諧。

2.2 研發區域處理中心畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用方式，通過生產機械設備改進、秸稈粉碎處理、優異發酵菌種選擇、溫度調控、陽光房控制等多種實驗條件，研究適合該地區生產的生物有機肥方法，生產綠色、高效、安全的生物有機肥。

2.3 研究暫時堆糞場和污水處理池（二級處理點）建設標準和模式，保障畜禽糞便不外流，最終安全運輸到區域處理中心。

2.4 通過區域處理中心生產的有機肥，有效改善土壤板結、鹽漬化、地表水富營養化問題，改善土壤有機質缺少問題，增加土壤腐殖酸。

2.5 通過運輸隊實現畜禽糞污的閉環運輸，實現秸稈尾菜的有序運輸，杜絕私排亂堆。

3 研究路線

路線一：秸稈、尾菜-秸稈收割機-原材料1；

路線二：畜禽糞便-暫時堆糞場和污水處理池-暫時堆糞場和污水處理池-原材料2。

原材料1+原材料2 在區域處理中心混合配比，加入好氧發酵菌生產生物有機肥，最后還田改善土壤，替代化肥、農家肥。

標準化建設區域處理中心和養殖場（戶）臨時堆糞點和污水處理池，通過生產有機肥，實現畜禽糞污資源化利用。項目的處理技術通過發酵方法將畜禽糞污進行無害化處理，消滅各種病原微生物，阻斷了動物排泄物中病原微生物傳播疫病的風險，同時經過發酵產生生物有機肥，為農業生產提供了高效、多營養的肥源，連結起種植業和養殖業，減少了化肥的使用量，提高了種植物的營養均衡，改善了種植物的口感，促進種植和養殖的良性循環，實現了人與環境，種植和養殖的和諧發展。

4 關鍵技術研發

4.1 一級區域中心建設技術研發

區域中心是實現畜禽糞污和秸稈尾菜發酵的場所，研發過程中，重點考慮選址、平面布局設計、建設方案、畜禽糞污和秸稈尾菜處理能力等問題，特別是重點研究好氧發酵的溫度環節，通過屋頂特制的聚碳酸酯采光瓦結構技術，吸收光線升溫，同時過濾掉紫外線，防止殺滅發酵菌種。

4.2 二級畜禽糞污暫存點建設技術研發

二級畜禽糞便堆糞場和污水處理池是綜合處理環節中重要的一環，需要在此場所內對畜禽糞污進行預處理，降低畜禽糞便的水分，同時要防止糞污滲透、泄露，造成環境污染和疫病傳播。

4.2.1 糞污的處理及消納方式。養殖場戶產生的畜禽糞便，分為三種方式進行處理。第一種方式，養殖場戶對產生的畜禽糞便進行預處理，通過晾曬的方式，降低畜禽糞便水分，由60%～70%降到40%～50%，然后運輸到區域中心，直接進行預混發酵處理；第二種方式，直接運送到區域中心，由區域中心在預發酵車間進行降低水分處理，再進行預混發酵處理；第三種方式，由規模養殖場自行堆漚發酵后，作為農肥施用于農田。養殖戶多傾向前兩種處理方式，因為大多數養殖戶對糞污處理沒有興趣和意愿，更愿意把精力投入到養殖環節。

4.2.2 污水處理及消納方式。養殖產生的污水貯存在養殖場（戶）自建的污水處理池內。各種畜禽存欄量（頭、只）與消納土地（畝）的配套比例為：生豬3:1，奶牛1:3，肉牛1:2，家禽1:0.02。

5 畜禽糞污和秸稈尾菜的二級處理技術

項目小組研發的畜禽糞污和秸稈尾菜的二級處理技術，有效解決畜禽糞污消納難，秸稈尾菜廢棄物消納難的問題。通過建立一級區域中心、二級臨時堆糞點，采用畜禽糞污和秸稈尾菜的二級處理技術，通過在二級堆糞點預處理畜禽糞便，在一級區域處理中心混合發酵處理畜禽糞污和秸稈尾菜為生物有機肥，實現了農業廢棄物資源化。

該市建立起了“中心+點”的畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用二級處理模式，通過建立運行規范、權責清晰、約束有力的治理模式，目前正在逐步消除畜禽糞污亂堆亂放現象，秸稈的利用率不斷提高，生態環境得到進一步改善。

6 畜禽糞便生產有機肥研究

畜禽糞便堆肥工藝流程包括物料預處理、槽式堆肥發酵和臭氣處理等環節。本項目采取槽式堆肥發酵工藝，將雞糞和輔料預處理混合后，再添加菌種以促進發酵過程快速進行。發酵物料經配料系統配料，根據測土配方施肥技術針對不同地區土壤養分以及水果生長需求添加微量元素制成專用有機肥。