規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理與資源化利用模式

摘要：隨著全球?qū)ωi肉需求的不斷增長(zhǎng)，規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)迅速發(fā)展，然而，其帶來的糞污問題也日益凸顯。規(guī)模化豬場(chǎng)每年產(chǎn)生大量的糞污，若處理不當(dāng)，將對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅。因此，探索有效的糞污處理與資源化利用模式成為當(dāng)前亟待解決的重要課題。本文旨在分析現(xiàn)有的糞污處理技術(shù)，探討其資源化利用的潛力，為規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：規(guī)模化；養(yǎng)豬場(chǎng)；糞污處理；資源化利用

1 界首市養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，界首市的養(yǎng)豬業(yè)經(jīng)歷了翻天覆地的變化，從傳統(tǒng)的農(nóng)戶散養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)模化、自動(dòng)化養(yǎng)殖，成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。界首市現(xiàn)已成為名副其實(shí)的“養(yǎng)豬大鎮(zhèn)”，擁有多家大規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)。其中，年出欄1 000頭以上的養(yǎng)豬場(chǎng)有13家，年出欄100～500頭的養(yǎng)豬場(chǎng)有45家。許多養(yǎng)豬場(chǎng)建設(shè)了全封閉式自動(dòng)化豬舍，以及相關(guān)配套設(shè)施，形成良種引進(jìn)、管理科學(xué)的規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)。這種規(guī)模化養(yǎng)殖不僅提高了生產(chǎn)效率，還增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

在界首市，現(xiàn)代化養(yǎng)豬場(chǎng)廣泛應(yīng)用了先進(jìn)的養(yǎng)殖技術(shù)和設(shè)施。養(yǎng)豬場(chǎng)配備大型沼氣池、沼氣發(fā)電機(jī)組等環(huán)保設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。同時(shí)，這些養(yǎng)豬場(chǎng)還建立了科學(xué)的繁育體系，擁有種豬種群繁育體系和商品豬繁育體系，養(yǎng)豬協(xié)會(huì)的成立為養(yǎng)豬戶提供了技術(shù)交流、市場(chǎng)信息共享的平臺(tái)，推動(dòng)了養(yǎng)豬業(yè)的整體發(fā)展。同時(shí)，縣、鎮(zhèn)兩級(jí)政府積極引導(dǎo)，利用國(guó)家政策，鼓勵(lì)經(jīng)濟(jì)能人創(chuàng)建規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)，為養(yǎng)豬業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了有力支持。界首市的規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)不僅注重自身發(fā)展，還積極推廣繁育技術(shù)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，充分發(fā)揮龍頭企業(yè)的拉動(dòng)作用。通過帶動(dòng)一大批養(yǎng)豬專業(yè)戶，形成了共同致富的良好局面[1]。

2 規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污的特點(diǎn)與危害

規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)養(yǎng)殖密度高，導(dǎo)致糞污產(chǎn)生量大且集中。豬糞便、尿、墊草、飼料及沖洗水等混合物若未經(jīng)處理直接排放，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。豬場(chǎng)糞污中富含高濃度的有機(jī)物，以及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素。這些物質(zhì)的濃度通常是生活污水的20～50倍，

處理難度較大。糞污中含有大量未消化的蛋白質(zhì)和其他有機(jī)物，分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生惡臭氣體和有害氣體，如氨氣和硫化氫。同時(shí)，糞污中還攜帶大量病原菌，對(duì)周邊環(huán)境和公共健康構(gòu)成威脅。飼料中添加的微量元素、無機(jī)磷和藥物等，大部分未被豬體吸收而隨糞便排出，導(dǎo)致糞污中含有高濃度的重金屬和藥物殘留，易造成土壤和水體污染。規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污成分復(fù)雜，固液混雜，處理工藝要求高。傳統(tǒng)的處理方法如還田模式、自然處理模式和工業(yè)化處理模式各有優(yōu)劣，但普遍存在投資大、運(yùn)行成本高、處理效果不理想等問題。受土地和水資源限制，糞污的消納能力有限。特別是在土地緊張和水體污染形勢(shì)嚴(yán)峻的地區(qū)，糞污處理不當(dāng)極易引發(fā)環(huán)境污染事件[2]。

規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)在現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)中占據(jù)著重要地位，但其產(chǎn)生的大量糞污如果處理不當(dāng)，將帶來一系列嚴(yán)重的環(huán)境與健康問題。糞污中含有高濃度的氮、磷以及重金屬等有害物質(zhì)，未經(jīng)處理直接排放或隨雨水沖刷進(jìn)入水體，會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)藻類過度繁殖，造成水中溶解氧下降，影響魚類及其他水生生物的生存。同時(shí)，污染物滲入地下會(huì)污染地下水，嚴(yán)重影響飲用水安全。長(zhǎng)期施用未經(jīng)處理的糞污于農(nóng)田，會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)、肥力下降以及重金屬累積，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)和土壤可持續(xù)利用。

糞污在堆放與處理過程中會(huì)釋放氨氣、硫化氫、甲烷等有害氣體，這些氣體不僅產(chǎn)生強(qiáng)烈惡臭，影響周邊居民的生活質(zhì)量，還會(huì)對(duì)人畜的呼吸道健康造成損害，增加呼吸道疾病的發(fā)病率。糞污中含有大量的病原微生物、寄生蟲卵等，如不妥善處理，容易成為疾病傳播的溫床。這些病原體可通過空氣、水源、土壤等途徑傳播給人和動(dòng)物，引發(fā)人獸共患病，如豬瘟、口蹄疫等，嚴(yán)重威脅公共衛(wèi)生安全。

過量施用糞污會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田肥力過剩，造成農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)生殖過旺而減產(chǎn)，如水稻倒伏、遲熟等現(xiàn)象。長(zhǎng)期如此，農(nóng)民將面臨嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。糞污處理不當(dāng)引發(fā)的環(huán)境污染問題，常常導(dǎo)致養(yǎng)殖戶與周邊居民之間的矛盾糾紛，影響社會(huì)和諧穩(wěn)定。居民因忍受不了惡臭和污染，可能會(huì)采取抗議、投訴等行動(dòng)，進(jìn)一步加劇社會(huì)緊張關(guān)系。

3 規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理與資源化利用的重要性

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)在提高生產(chǎn)效率和滿足市場(chǎng)需求方面發(fā)揮了重要作用，然而隨之而來的糞污問題也日益突出，對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理及資源化利用顯得尤為重要，這不僅有助于環(huán)境保護(hù)，還在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、能源開發(fā)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等方面具有重要意義。

首先，糞污處理及資源化利用能夠有效保障生態(tài)安全。畜禽糞便中含有多種碳水化合物和豐富的有機(jī)質(zhì)，如果未經(jīng)處理直接排放，將造成水體富營(yíng)養(yǎng)化、土壤污染和空氣污染等一系列環(huán)境問題。通過科學(xué)的方法，如厭氧消化、膜堆肥等技術(shù)，將糞污轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料和沼氣，既減少了污染排放，又促進(jìn)了生態(tài)平衡。

其次，資源化利用有助于推動(dòng)農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。過度施用化肥會(huì)導(dǎo)致土壤退化，而畜禽糞污經(jīng)過處理后生成的有機(jī)肥富含蛋白質(zhì)、木質(zhì)素、有機(jī)酸等，能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，增加種植系統(tǒng)的可持續(xù)產(chǎn)量。例如，沼液中含有豐富的有機(jī)質(zhì)、大量元素和微量元素，施用于農(nóng)田不僅可以提高土壤肥力，還能減少化肥的使用，從而降低農(nóng)業(yè)面源污染。

再次，糞污資源化利用在新能源開發(fā)方面具有巨大潛力。在化石燃料高消耗和高污染的背景下，沼氣作為一種清潔可再生能源，受到了廣泛關(guān)注。畜禽糞便是沼氣生產(chǎn)的理想原料，通過厭氧消化技術(shù)，可以高效產(chǎn)出沼氣和生物肥料，實(shí)現(xiàn)能源的多級(jí)利用。據(jù)研究，畜禽糞便的沼氣生產(chǎn)潛力巨大，能產(chǎn)生可觀的熱能和電力，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)能源的不足[3]。

最后，糞污資源化利用還帶來了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。一方面，通過建設(shè)完善的糞污處理設(shè)施，能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和升級(jí)，提高資源綜合利用率，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加就業(yè)機(jī)會(huì)。另一方面，科學(xué)處理糞污可以改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，提升居民生活質(zhì)量，促進(jìn)鄉(xiāng)村振興和生態(tài)文明建設(shè)。

4 規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理與資源化利用模式

4.1 堆肥發(fā)酵還田

堆肥發(fā)酵還田作為一種有效的資源化利用模式，不僅能解決糞污的環(huán)境污染問題，還能轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，提升土壤肥力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。堆肥發(fā)酵的基本原理是通過好氧微生物的作用，將糞便中的有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。將豬場(chǎng)的固體糞便收集起來，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，調(diào)節(jié)其碳氮比和水分含量，然后堆放在特定的堆肥設(shè)施中。在好氧條件下，微生物大量繁殖，分解有機(jī)物并釋放熱量，使堆肥溫度升高，通常在50～70℃，這一高溫過程能有效殺滅病原菌和寄生蟲卵，實(shí)現(xiàn)糞便的無害化處理。經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)酵，糞便逐漸轉(zhuǎn)化為褐色、疏松的堆肥，富含有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分。

堆肥發(fā)酵還田模式具有顯著優(yōu)點(diǎn)。一方面，無害化處理后的堆肥能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高土壤肥力，減少化肥的使用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展。另一方面，該模式操作相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，適合不同規(guī)模的養(yǎng)豬場(chǎng)采用。此外，堆肥發(fā)酵過程還能產(chǎn)生一定的熱量，可用于豬舍的供暖等，實(shí)現(xiàn)能源的回收利用。然而，堆肥發(fā)酵還田模式也存在一些不足。例如，堆肥過程中可能會(huì)產(chǎn)生臭氣，影響周邊環(huán)境，因此需要采取適當(dāng)?shù)某舸胧４送猓逊实馁|(zhì)量受原料成分、發(fā)酵條件等因素影響較大，需要嚴(yán)格控制發(fā)酵過程，確保堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。

為了充分發(fā)揮堆肥發(fā)酵還田模式的優(yōu)勢(shì)，養(yǎng)豬場(chǎng)應(yīng)建立完善的糞污收集和處理系統(tǒng)，確保糞便的及時(shí)收集和處理。同時(shí)，加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門的合作，推廣堆肥技術(shù)在農(nóng)田中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)糞污的資源化利用和農(nóng)業(yè)的循環(huán)發(fā)展。政府也應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策，鼓勵(lì)和支持養(yǎng)豬場(chǎng)采用環(huán)保的糞污處理技術(shù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 固液分離

固液分離是指將養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的糞污通過物理、化學(xué)或生物方法，分離成固體和液體兩部分的過程。其主要目的在于減少糞污的體積，便于后續(xù)處理和資源化利用，同時(shí)降低處理成本，提高處理效率。固液分離主要依賴于糞污中固體與液體物理性質(zhì)的差異，如顆粒大小、密度等。通過篩分、沉降、過濾等物理方法，或添加化學(xué)藥劑改變糞污性質(zhì)促進(jìn)分離，以及利用微生物分解有機(jī)物實(shí)現(xiàn)固液分離。

常見的固液分離設(shè)備包括篩網(wǎng)、離心機(jī)、壓濾機(jī)等。篩網(wǎng)適用于初步分離較大顆粒的固體物質(zhì)；離心機(jī)利用離心力實(shí)現(xiàn)固液分離，適用于處理量較大的場(chǎng)合；壓濾機(jī)則通過壓力將固體與液體分離，可獲得較干的固體物質(zhì)。固液分離效果受糞污性質(zhì)、分離設(shè)備性能及操作條件等多種因素影響。理想的固液分離應(yīng)盡可能將固體與液體徹底分離，減少固體中的含水率，同時(shí)降低液體中的懸浮物含量。

固液分離后的固體部分可作為有機(jī)肥原料，經(jīng)過堆肥、發(fā)酵等處理后施用于農(nóng)田，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。液體部分則可通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作為能源利用；發(fā)酵后的沼液還可作為液體肥料，用于農(nóng)田灌溉。固液分離作為規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理與資源化利用的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)糞污的減量化、無害化和資源化具有重要意義。通過選擇合適的分離設(shè)備和方法，可有效提高糞污處理效率，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥料和能源[4]。

4.3 厭氧-好氧組合處理模式

厭氧-好氧組合處理工藝是當(dāng)前處理養(yǎng)豬場(chǎng)糞污的有效模式之一。該工藝首先利用厭氧工藝處理高有機(jī)物濃度的廢水，以降低能耗。厭氧處理不僅能有效降解有機(jī)物，還能產(chǎn)生沼氣，作為能源資源化利用。然而，厭氧出水往往難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此需要結(jié)合好氧處理進(jìn)一步凈化。

厭氧處理主要通過厭氧微生物在無氧條件下分解有機(jī)物。此階段的主要優(yōu)點(diǎn)是能耗低，且能處理高濃度有機(jī)廢水。常見的厭氧反應(yīng)器包括厭氧消化池、上流式厭氧污泥床等。厭氧處理能顯著減少?gòu)U水中的化學(xué)需氧量和生物需氧量，同時(shí)產(chǎn)生沼氣，可作為清潔能源用于發(fā)電或供熱。

好氧處理階段則是在有氧條件下，通過好氧微生物分解有機(jī)物，進(jìn)一步凈化廢水。常見的好氧處理技術(shù)包括活性污泥法、生物濾池和氧化塘等。好氧處理能有效去除氨氮、懸浮物和其他難降解有機(jī)物，確保出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用要求。

厭氧-好氧組合處理工藝充分利用了厭氧和好氧處理的優(yōu)點(diǎn)，既降低了能耗，又提高了處理效率，確保了出水水質(zhì)。預(yù)處理在生化處理前也非常重要，如混凝沉淀和脫氨，能去除大部分懸浮物和難降解有機(jī)物，提高pH，減少氨氮，從而減輕后續(xù)生化處理的負(fù)擔(dān)，提高效率。處理后的糞污不僅可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，還可進(jìn)行資源化利用。例如，厭氧處理產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或供熱；好氧處理后的出水可用于農(nóng)田灌溉，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。此外，處理后的固體殘?jiān)勺鳛橛袡C(jī)肥原料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。

4.4 生物循環(huán)利用模式

生物循環(huán)利用模式主要通過微生物的作用，將養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的糞便和污水轉(zhuǎn)化為可再利用的資源，實(shí)現(xiàn)生態(tài)循環(huán)和環(huán)境保護(hù)。首先，將養(yǎng)豬場(chǎng)產(chǎn)生的糞便和污水進(jìn)行集中收集。這通常通過專門的收集系統(tǒng)進(jìn)行，確保糞污不會(huì)隨意排放，造成環(huán)境污染。經(jīng)過處理的固體部分可加工成有機(jī)肥，用于農(nóng)田施肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量；液體部分經(jīng)過深度處理后，可作為灌溉用水或排放至自然水體，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用[5]。

生物循環(huán)利用模式能有效減少糞污對(duì)環(huán)境的污染，降低溫室氣體排放，改善生態(tài)環(huán)境。通過該模式，可將糞污轉(zhuǎn)化為沼氣、有機(jī)肥等資源，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，提高資源利用效率。沼氣發(fā)電和有機(jī)肥銷售可為養(yǎng)豬場(chǎng)帶來額外的經(jīng)濟(jì)收益，降低運(yùn)營(yíng)成本。生物循環(huán)利用模式符合可持續(xù)發(fā)展的理念，有助于實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)的綠色、低碳發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)的糞污處理與資源化利用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要課題。目前，主要的處理模式包括糞污全量收集還田利用、厭氧處理+沼液還田、固體糞便堆肥發(fā)酵利用等。糞污全量收集還田模式通過集中收集糞便、尿和污水，并利用氧化塘進(jìn)行無害化處理，隨后在施肥季節(jié)進(jìn)行農(nóng)田利用，具有成本低、養(yǎng)分利用率高的優(yōu)點(diǎn)，但需要足夠的土地和配套設(shè)施。厭氧處理模式則通過高濃度厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，實(shí)現(xiàn)能源回收，沼渣、沼液可作為肥料還田，適用于養(yǎng)殖密集區(qū)，但初始投資較高。固體糞便堆肥發(fā)酵模式通過好氧堆肥處理，生產(chǎn)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)糞污的無害化和資源化，適用于無污水產(chǎn)生的養(yǎng)殖場(chǎng)，但處理過程中易產(chǎn)生臭氣。此外，糞水肥料利用模式將處理后的污水與灌溉用水混合，進(jìn)行水肥一體化施用，有效解決污水處理壓力，適用于周邊有農(nóng)田的養(yǎng)殖場(chǎng)。不同模式各有優(yōu)劣，養(yǎng)殖場(chǎng)應(yīng)根據(jù)自身?xiàng)l件和環(huán)境要求選擇合適的糞污處理與資源化利用模式，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和資源效益的最大化。

參考文獻(xiàn)

[1] 王添紅.武平縣湘店鎮(zhèn)規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污資源化利用現(xiàn)狀、存在的問題及對(duì)策[J].福建畜牧獸醫(yī)，2024，46（6）：63-65.

[2] 張敏.非規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理及資源化利用的可行性模式分析與探討[J].湖北畜牧獸醫(yī)，2021，42（7）：32-34.

[3] 薛同宣，張開心，李成浩，等.規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞水處理和資源化利用關(guān)鍵技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)工程，2019，9（9）：63-66.

[4] 涂敏.規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理與綜合利用綜述[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，25（15）：139-143.

[5] 程兵.規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理與資源化利用模式[J].畜牧獸醫(yī)科學(xué)（電子版），2019（12）：50-51.