粪污资源化利用（精选9篇）
粪污资源化利用 篇1
随着畜禽养殖业生产规模化、集约化的迅速发展, 养殖场粪污排放物越来越多, 2007年我国畜禽粪便排放量达26亿吨, 已达工业固体废物产生量的2.2倍, 进入水体的流失率高达25%~30%, 全国养殖场的COD (化学耗氧量, 表示水质污染程度的一个重要指标) 约占全国COD污染负荷的36.5%, 高于工业废水和生活废水。
在我国的现实社会环境中, 由于畜禽废弃物数量大、品质差、危害多的特点, 人们对其价值还存在一些消极的观念, 没有放在整个社会循环系统中去考虑, 导致对畜禽废弃物资源化的重视程度不够、资源总量估计不清、技术支撑不足、政策引导不力等问题, 阻碍了畜禽废弃物资源化与生物质能利用技术的发展、推广和应用。我国的粪便无害与资源化以及商品化处置率不到29%, 而国外的粪便处置率远高于我国。畜禽养殖产生的污染已成为我国农村地区污染的主要来源, 带来触目惊心的空气、水体、土壤、食品和生物污染, 粪污处理迫在眉睫!
国外畜禽粪污处理现状
国外对畜禽粪便的开发研究始于1940年代初, 在1950年代以前, 各国的大量小型畜禽养殖场中, 畜禽粪便都以传统的固态粪方式进行收集贮存, 并作为肥料施入农田。1960年代以后, 由于大型畜禽饲养场的建立, 为了实现机械化和高效率, 大量采用水力清除的方法而形成了大容量的液态粪, 大大增加了施入农田的运输负荷, 畜禽养殖污染问题在国际上亦引起普遍的关注。许多国家迅速采取措施加以干预和限制, 并通过立法进行规范化管理。到1960年代中后期, 养殖场的畜禽粪便无害化处理技术已基本成熟。先进国家推行畜禽养殖清洁生产技术, 特别是清粪工艺改为干清粪方式, 效果较好。
粪便处理与一个国家的经济发展水平有关。从国外最新资料来看, 在经济发达国家, 粪便作肥料还田成为主要出路, 在发展中国家, 粪便作饲料仍是主要出路。目前欧美、日本等经济发达国家基本上不主张用粪便作饲料, 东欧和独联体国家主张粪水分离, 固体粪渣用作饲料, 液体部分用于生产沼气或灌溉农田。
从国外尤其是发达国家的畜禽污染治理状况来看, 主要是采取畜牧业和整个大农业高度结合的方式, 以充足的土地消化解决畜禽污染, 通过技术引导、技术指导、技术规范, 结合有关政策、法规和国家法律来进行多层次、多方面的管理, 发挥综合技术的效用, 在实用技术上不断向独立处理、复合回收、循环共生、远程控制的现代综合利用 (处理) 技术等方向发展。
国内畜禽粪污处理现状
我国是畜禽养殖大国, 畜禽粪便综合利用蕴含巨大潜力。目前我国畜禽粪污处理利用不外乎以下几个方面: (1) 用作肥料, 包括自然堆肥 (占90%) 、大棚式堆肥、生物发酵塔和干燥等方式, 但容易造成二次污染, 农业生产用肥存在季节性, 一年中有8~9个月粪便废水直接外排, 能量物质没有得到利用, 产业链短, 经济效益差; (2) 用作饲料, 存在太多的安全隐患; (3) 能源化利用。我国现有的1万多个规模养殖场中, 已建沼气工程的不足10%, 杭州浮山养殖场、上海星火农场、北京大兴县留民营生态农场是较为成功的范例, 全国集中供气的沼气用户达16万户。大中型厌氧沼气工程初期投资比较大, 占用土地面积较大, 综合效益难以实现; (4) 食用菌栽培, 产品不易贮藏保鲜, 风险大, 劳动力多, 菌渣带来二次污染; (5) 采用蚯蚓生物分解处理, 投资少, 效益高, 占地少, 与饲料工业、有机肥和环保产业链接, 但受季节限制, 污水无法充分利用; (6) 其他如自然生物处理方法 (氧化塘、土地处理和废水养殖) 、焚烧等, 综合效益不高。
相对于畜禽养殖业的发展速度和污染防治的迫切性而言, 这些技术手段的成熟程度还有待于进一步检验, 且都不同程度地存在着二次污染、占用土地面积较大、浪费水资源、综合效益不高等缺陷, 产业化程度不高, 技术保证与服务体系不完善, 迫切需要在技术整合、消化、重构和拓展等创新上下工夫。
据了解, 有不少地方的养殖场利用厌氧 (沼气) 技术处理畜禽粪便, 减少环境污染。上海市早在1999年就建成102个畜禽场污水治理工程;福建省福清市建成的治理畜禽场污水工程成功率和运行率达100%;河北省石家庄市采用微生物高温发酵生产优质有机肥料技术, 建鸡粪发酵厂治理鸡粪污染;江苏省靖江市为解决农村能源及畜禽粪便污染环境问题, 有16家畜禽养殖场建起沼气生物链工程。
用厌氧发酵技术处理畜禽粪便, 投资少、成本低、管理方便、处理效果好。它能使畜禽场废水经处理后得以资源化利用, 利用厌氧细菌的分解作用, 将有机物 (碳水化合物, 蛋白质和脂肪) 转化为沼气和二氧化碳。厌氧发酵技术具有多功能性, 既治理环境污染, 又开发新能源——沼气, 同时还为农户提供优质肥料, 从而取得综合治理效益。
厌氧发酵后所产生的沼液作为有机肥用于种植业, 形成养殖—沼气—种植“三位一体”的生态农业良性循环模式。推广厌氧消化技术处理养殖场畜禽粪便、污水、废弃物, 是改善农村环境卫生、提高人民健康水平的重要途径之一。利用沼气技术 (厌氧消化) 处理养猪、养鸡场废弃物, 理论上可行, 技术上成熟, 且具有消除粪臭、杀灭病原微生物、不影响废水中含氮成分和提供能源等诸多优点。
各地应根据实际情况, 在目前不可能投入巨资用于处理畜禽废弃物的情况下, 根据不同规模、不同饲养方法, 因地制宜, 综合治理, 采取厌氧处理、堆肥发酵、多级净化等多种治污技术模式。
畜禽养殖粪污处理的发展趋势
畜禽养殖粪污处理及资源化利用研究, 是国际农业环境的热点研究领域之一, 是保证农牧业可持续发展和农畜产品安全的关键技术。
畜禽养殖粪污处理应按照资源化、无害化、减量化和综合利用的原则, 以循环经济为理念, 以节能减排为途径, 将环境工程、生态工程、生物技术与农业工程技术有机融合, 重构养殖业发展和废弃物综合利用模式, 通过延伸产业链提高经济效益, 加强各生态链条的耦合链接, 最大限度地挖掘农业循环经济潜力, 从而促使畜禽养殖业由传统养殖方式向生态养殖方式转变, 促进生态农业发展, 推动新农村建设, 实现节能减排, 缓解当前农民工就业形势严峻的状况, 保障粮食安全与食品安全。
畜禽养殖粪污处理呈现如下发展趋势:
1.根据不同的区域特点和不同的养殖品种重构、拓展畜禽养殖粪污处理的生态工程模式, 为养殖粪污处理利用产业化提供配套产品。
2.深化废水厌氧生物处理技术。针对不同类型的沼气池, 研究开发特定的菌株和添加剂, 提高不同季节的沼气产出效率。
3.亟待研究沼液梯级利用技术。国内的沼气工程目前普遍以湿法发酵工艺为主, 每天产生的沼液是沼渣的6~7倍。沼液的综合利用是沼气工程取得实效的一个关键环节。沼液COD含量一般在5000mg/L以上, 鱼虾不能直接生存, 必须梯级处理后使用。通过建立生物浮岛, 利用特定水生植物把COD浓度降低到2000mg/L左右, 再选择耐肥水、养殖利润高的鱼虾品种实现“以鱼养水”的生态目标, 并且将蚯蚓生态滤池技术创造性地引入水产养殖中, 建立微生物——植物——动物联合修复的生物修复新模式, 实现饵料培养和水质净化一体化的高效目标。
4.完善蚯蚓生物分解处理技术。利用蚯蚓的生命活动来处理畜禽粪污是一项古老而又年轻的生物技术。粪污通过蚯蚓的消化系统, 在各种酶的作用下, 能迅速分解、转化成为自身或其他生物易于利用的营养物质, 既可以生产优良的动物蛋白, 又可以生产肥沃的复合有机肥。蚯蚓粪的资源化利用和产品开发技术有待研究, 特别是开发特殊工艺, 将蚯蚓粪制成高效除臭剂, 有效吸附养殖场异味。
粪污资源化利用 篇2
一、运营模式。
X县X生物科技有限公司采用“集中处理中心+养殖场（养殖小区、养殖散户）+种植户”模式进行社会化服务，对粪污进行全量收集，集中处理。养殖场、小区、养殖户负责将畜禽养殖产生的粪污输运至公司，根据粪污量支付处理费用（X~X元/吨粪污）给公司，并接受环保监督；X县X生物科技有限公司负责后期的运营管理并负责管网维护，接受政府监督；X县政府作为总协调单位，制定资源化利用规范标准，监督执法，宣传引导并给予相应的财政支持。以X生物科技有限公司中心为点，辐射畜禽养殖密集区解决养殖散户粪污处理问题，对统部镇规模化养殖所产畜禽粪污统一收集处理并综合利用。
辐射范围内肉羊存栏X.X万头，肉牛存栏X万头，肉驴存栏X头，家禽存栏X万羽，日产粪污X.X吨，年产粪污X.X万吨。同时为辐射区提供有机肥，打造优质玉米、大豆、水稻、马铃薯、白瓜子，有机肥与有机农产品两大产业通过市场机制互补互促，形成以点带面的区域种养结合中循环。
二、技术单元。
按照资源化、无害化、减量化和综合利用原则，选定有机肥加工生产工艺。采用专用粪污清运车实现从养殖场、养殖小区、养殖散户到集中处理中心的运输；建立完善的商品有机肥生产线，根据需要加工的有机肥标准要求，测定加工原料的营养等状况，再根据需求加入相应比例的菌种、营养物质，经过混合后的物料，通过滚筒式高温快速发酵设备实现了无害化和稳定化处理，达到了作为有机肥资源化利用的基本条件。最后，物料经过翻抛、陈化，再进入造粒、烘干、冷却单元，称重包装，完成成品的生产，实现粪污资源综合利用和污染物零排放目标。
三、效益分析。
（一）社会效益。X、促进农民持续增收。通过项目实施，将畜禽粪污等废弃物转变为有机肥等资源，变废为宝，既减轻了环境保护压力，又拓宽了农民增收渠道；推动有机肥替代化肥，减少了化肥使用量，同时增施有机肥可提高农作物抗性，减轻病虫害的发生，降低农药使用量，从而节约种植成本，促进农民增收；通过畜禽粪污资源化利用模式的推广，将有效促进区域农牧结合、种养循环，实现农业可持续发展。X、推进畜牧业精准扶贫。畜禽粪污资源化利用整县推进项目的实施，支持组建社会化服务组织，参与项目建设，创新社会化服务模式，推动畜禽粪污收集、存储、运输、处理和综合利用全产业链的形成，产业链上各环节将提供大量工作岗位，可吸纳贫困户就业，成为畜牧业精准扶贫的新渠道。
X、提升农民生活水平。项目的实施，将有效减少畜禽粪污排放、减轻养殖气味污染，从而改善农村居住环境，推动美丽乡村建设，提升农民生活水平，有利于推动社会经济和谐发展，实现全面建成小康社会。
（二）经济效益、X、促进种植业提质增效。
通过种养循环等模式推广，将促进有机肥施用量增加。增施有机肥可使农产品外观、适口性、糖度、营养物含量等品质提升，价值提高。带动绿色、有机农产品等“三品一标”认证，推动农产品向优质、高端方向转型升级，实现提质增效。X、有机肥产值显著提升。X县X生物科技有限公司有机肥项目年处理粪便X万吨，商品有机肥生产能力达到X万吨，产值达X万元。
X、提升农业竞争力。通过项目实施，将整县推进种养循环、农牧结合，使之成为农业发展亮点与优势，有利于促进农产品品牌价值提升和产业竞争力增强。
（三）生态效益。
X、保护生态环境。通过项目实施，可提高畜禽粪污综合利用率，有效减少养殖粪污排放量，削减COD排放量、氨氮排放量，减少化肥、农药的施用量，有效控制农业面源污染，促进农田生态环境改善，保护优质的水资源和良好的生态环境。畜禽养殖业粪污处理及资源化利用 篇3
关键词：畜禽,养殖业,粪污处理,资源利用,具体措施
畜禽养殖业在近些年来得到较大的发展, 在为广大消费者提供丰富的畜禽食品的同时, 也使自身得到较好的经济效益。但粪污对畜禽养殖场周边环境的污染状况不容乐观, 主要原因是畜禽养殖场数量规模的大幅增加和养殖场本身缺乏粪污处理意识和处理能力。因此, 探讨现今畜禽养殖业的粪污处理现状, 针对粪污处理中存在的不足研究提出解决策略, 对于提高畜禽养殖场粪污处理能力, 实现粪污资源化利用具有现实意义, 也可促进畜禽养殖场科学可持续发展。
1 畜禽养殖场粪污处理现状
目前我国畜禽养殖场数量众多, 规模庞大, 产生的粪便污水量较大, 大量的废弃物质得不到有效的控制和管理, 随意流入田野、河流或渗入地下, 对人们的生活环境造成严重不良影响。畜禽养殖场越来越走向集约化管理的方式, 致使产生的粪便污水比较集中, 高密度的粪便污水污染性更强, 加重了环境的压力。我国没有在政策制度上加强对畜禽养殖场粪污垃圾的管理和处理, 使众多养殖单位出现无序化管理的局面, 粪便污水未能得到科学规范的处理。畜禽养殖场缺乏粪便污水处理技术和相关的粪污处理技术人员, 传统的粪污处理技术虽然可以发挥一定作用, 但整体效果不明显。没有有效地将畜禽养殖与农作物种植相结合起来, 使大量的粪污资源浪费。畜禽养殖场的管理人员粪便污水处理意识不强, 只重视畜禽养殖的经济效益和社会效益, 而大大忽视了其生态环境效益, 没有在粪污管理处理方面做积极有益的技术探索, 致使畜禽养殖场的粪污物质成为一个重要的污染源。
2 粪污处理的基本方式
若想使畜禽养殖场的粪污问题得到有效解决, 必须应坚持粪污处理与粪污资源化利用相结合的原则。目前我国正建设社会主义新农村, 党中央重视三农问题, 因此在畜禽养殖场建设管理方面应该努力做出新的突破。
2.1 引进先进技术, 提高粪污管理技术水平
用实地调研或经验交流的方式了解国内外粪污管理的具体发展情况, 借鉴先进的粪污治理管理经验, 结合自身的管理状况, 探索新的管理模式。广泛地应用现代工程技术和生物技术提高粪污管理处理和资源化利用水平, 在提高对粪污管理利用的同时, 降低其对生态环境的污染破坏。在实际工作中不断积累管理经验, 及时发现管理中存在的不足和弊端, 积极采取应对措施, 不断完善提高畜禽养殖场粪污管理技术水平[1]。
2.2 加强畜禽养殖场的建设管理
在畜禽养殖场的建设、扩建或改建中要充分考虑畜禽的粪便废水排放问题, 畜禽养殖场的选址、规模和建筑施工等方面必须经过严格的制度审批, 保证畜禽养殖场远离居民区与水源, 确保可以建立足够容量的粪便污水处理池。在畜禽养殖场运营过程中能够做到与农作物种植相结合, 与能源农业放牧相结合, 在源头上控制粪污污染的产生, 并减少生产过程中粪污对生态环境的污染破坏。
2.3 为畜禽养殖场粪污处理制定相关优惠政策和法律法规
畜禽养殖业管理部门应该深入了解各大畜禽养殖场的粪污状况以及对周边生态环境的威胁, 制定相关政策条例, 明确规定畜禽养殖场粪污减量无害化和资源利用化的工作目标, 提高畜禽养殖场工作人员的粪污控制管理利用意识和生态环境保护意识, 积极宣传生态农业和循环经济的发展理念[2]。
3 粪污的资源化利用具体措施
3.1 粪便还田, 用作农业种植肥料
粪便可以通过发酵床养殖、堆积发酵、烘焙和罐式发酵等方式制成专用的化肥, 既可用作化肥, 也可当作商品出售。粪便也可以直接取材供农作物使用, 粪便是一种有机物含量丰富的肥料, 可保证农作物的养分供应。
3.2 建立粪污处理厂
采用各种粪污处理设备建立粪污处理厂。厂址要处于居民水体下游, 具有良好的排污能力, 水电供应和交通通讯较为便捷, 尽量不占用良田, 保证粪污处理厂拥有扩建的空间。为粪污处理厂设定粪污处理季度指标, 严格限制有害物质排出, 实行无害化卫生处理, 加强对有毒物质的监控。利用各项技术促进粪污的能源转化。
4 结语
畜禽养殖场粪污产生量大, 污染程度深, 污染范围广, 成分与结构复杂多样, 粪污处理及利用的技术难度较大, 畜禽养殖场的粪污处理与资源利用是一个具有高度技术要求的工程项目。通过对畜禽养殖场的粪便污水进行减量无害化处理和资源化科学利用, 可以有效提高畜禽养殖场的粪污管理利用技术水平, 有利于保障畜禽养殖场周边的生态环境质量, 同时还可以带来一定的经济效益[3]。因此, 它对我国畜禽养殖业的科学可持续发展具有极大的促进作用, 有利于建设环境友好型社会。
参考文献
[1]侯世忠, 胡洪杰, 张淑二, 杜萍, 等.山东省畜禽粪污处理及资源化利用[J].黑龙江畜牧兽医, 2013 (10, 下) :36-38.
[2]王胤晨, 曾兵, 袁扬, 梁欢, 罗登, 等.畜禽养殖粪污的处理及资源化利用[M].第八届中国牛业发展大会论文集, 2013, 8, 8.
畜禽粪污资源化处理典型模式 篇4
1、粪污全量收集还田利用模式
对养殖场产生的粪便、尿和污水集中收集，全部进入氧化塘贮存，氧化塘分为敞开式和覆膜式两类，粪污通过氧化塘贮存进行无害化处理，在施肥季节进行农田利用。
优点：粪污收集、处理、贮存设施建设成本低，处理利用费用也较低；粪便和污水全量收集，养分利用率高。
不足：粪污贮存周期一般要达到半年以上，需要足够的土地建设氧化塘贮存设施；施肥期较集中，需配套专业化的搅拌设备、施肥机械、农田施用管网等；粪污长距离运输费用高，只能在一定范围内施用。
适用范围：适用于猪场水泡粪工艺或奶牛场的自动刮粪回冲工艺，粪污的总固体含量小于15%；需要与粪污养分量相配套的农田。
2、粪污专业化能源利用模式
以专业生产可再生能源为主要目的，依托专门的畜禽粪污处理企业，收集周边养殖场粪便和污水，投资建设大型沼气工程，进行高浓度厌氧发酵，沼气发电上网或提纯生物天然气，沼渣生产有机肥农田利用，沼液农田利用或深度处理达标排放。
优点：对养殖场的粪便和污水集中统一处理，减少小规模养殖场粪污处理设施的投资；专业化运行，能源化利用效率高。
不足：一次性投资高；能源产品利用难度大；沼液产生量大集中，处理成本较高，需配套后续处理利用工艺。
适用范围：适用于大型规模养殖场或养殖密集区，具备沼气发电上网或生物天然气进入管网条件，需要地方政府配套政策予以保障。
3、固体粪便堆肥利用模式
以生猪、肉牛、蛋鸡、肉鸡和羊规模养殖场的固体粪便为主，经好氧堆肥无害化处理后，就地农田利用或生产有机肥。优点：好氧发酵温度高，粪便无害化处理较彻底，发酵周期短；堆肥处理提高粪便的附加值。
不足：好氧堆肥过程易产生大量的臭气。
适用范围：适用于只有固体粪便、无污水产生的规模化肉鸡、蛋鸡或羊场等。
4、粪便垫料回用模式
基于奶牛粪便纤维素含量高、质地松软的特点，将奶牛粪污固液分离后，固体粪便进行好氧发酵无害化处理后回用作为牛床垫料，污水贮存后作为肥料进行农田利用。
优点：牛粪替代沙子和土作为垫料，减少粪污后续处理难度。
不足：作为垫料如无害化处理不彻底，可能存在一定的生物安全风险。适用范围：适用于规模奶牛场。
5、异位发酵床模式
在传统发酵床养殖基础上进行改进，垫料不直接与生猪接触，猪舍免冲洗，粪便和尿液通过漏缝地板进入下层垫料或转移到舍外铺设垫料的发酵槽中，进行粪便尿液的发酵分解和无害化处理，经过一段时间后可直接作为有机肥料进行农田利用。
模式特点主要优点：饲养过程不产生污水，处理成本低。
主要不足：大面积推广垫料收购难；粪便和尿液混合含水量高，发酵分解时间长，寒冷地区使用受限；高架发酵床猪舍建设成本较高。
适用范围：主要适用南方水网地区，周围农田受限的生猪养殖场，其中舍外发酵床适用于年出栏1000头-2000头的养殖场，高架发酵床适用于规模较大的养殖场。
6、污水肥料化利用模式
养殖场产生的污水厌氧发酵或氧化塘处理储存后，在农田需肥和灌溉期间，将无害化处理的污水与灌溉用水按照一定的比例混合，进行水肥一体化施用，固体粪便进行堆肥发酵就近肥料化利用或委托他人进行集中处理。
优点：污水进行厌氧发酵或氧化塘无害化处理后，为农田提供有机肥水资源，解决污水处理压力。
不足：要有一定容积的贮存设施，周边配套一定农田面积；需配套建设粪水输送管网或购置粪水运输车辆。
适用范围：适用于周围配套有一定面积农田的规模猪场或奶牛场，在南方宜使用厌氧发酵生产沼气等无害化处理，在北方宜直接使用氧化塘贮存，在农田作物灌溉施肥期间进行水肥一体化施用。
7、污水达标排放模式
养殖场产生的污水进行厌氧发酵+好氧处理等组合工艺进行深度处理，污水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001，其中COD低于400mg/L，NH3-N低于80mg/L，TP低于8mg/L）或地方标准后直接排放，固体粪便进行堆肥发酵就近肥料化利用或委托他人进行集中处理。
优点：污水深度处理后，实现达标排放；不需要建设大型污水贮存池，可减少粪污贮存设施的用地。
不足：污水处理成本高，大多养殖场难承受。
粪污资源化利用 篇5
关键词：粪污处理,问题,方法
随着畜牧业规模化、集约化步伐的加快, 养殖场 (户) 产生的排泄物已成为面源污染的重要因素, 根据国家统计局统计, 近年来畜禽粪便排放量已经大大超过工业污染物总量[1]。养牛业带来的各项污染问题, 不仅对周边环境造成影响, 还危害牛本身的生产环境, 影响其产品品质, 最终对牛产业的经济效益产生不良后果。对于规模日益增大的养牛业, 其粪污的妥善处理和资源化利用问题已经刻不容缓, 进一步挑战我国现有的粪污处理工艺技术和畜牧业政策法规。
1 牛粪污对环境污染的压力与特点
1.1 牛粪污对环境污染的压力
以2007年为例, 我国牛饲养量为11 686.1万头, 产生的粪污中, 奶牛粪便量平均为35 kg/ (头·d) , 排尿液平均为12kg/ (头·d) ;肉牛粪便平均为20 kg/ (头·d) , 尿液平均为7 kg/ (头·d) , 给环境造成很大压力。未经处理的牛场粪污会产生大量的气体化合物, 其中不乏NK3、H2S等有害气体, 造成一定的空气污染, 且粪便中含有大量的病原微生物、寄生虫虫卵, 可在土壤中长期存在或繁殖。据统计, 畜禽养殖场排放的污水中平均每毫升含有33万个大肠杆菌, 每100 mL沉淀池污水中含有190多个蛔虫卵和100多个线虫卵。另外未经处理的粪污经雨水冲刷或直接流入江河, 由于地面的渗漏作用, 还会造成地下水污染, 尤其是岩性粗、砂性强、保水力弱的土壤, 导致地下水硝态氮、硬度和细菌含量超标, 水质恶臭, 影响人畜用水及灌溉用水。
1.2 牛粪污对环境污染的特点
近年来牛养殖业污染呈以下几个特点: (1) 牛养殖业从分散的农户养殖转向集约化、工厂化的养殖, 不仅粪污量大幅度增加, 而且在各个地方出现了许多类似工厂污染的新的大型“污染源”; (2) 牛养殖业有从牧区、农区向城市、城镇周边大量转移, 从人口稀少的偏远农村向人口稠密的城郊地区逐渐集中发展的趋势; (3) 牛养殖业集约化的程度越来越高, 专业化特征越来越明显, 最终导致了养殖业与种植业的日益分离[2]。
2 国外对牛粪污处理的要求和措施
目前国外对奶牛粪污处理要求是进行多层次的分级利用, 实现资源和能源的循环利用, 尽量减少污染的产生, 甚至实现零排放。20世纪60年代, 许多国家就开始意识到畜禽粪污处理问题的严重性, 通过粪污处理工艺技术的改良和立法的跟进, 迅速采取措施进行规范化管理。日本70年代制定了《废物处理和消毒法》、《防止水污染法》和《恶臭防治法》等7部法律, 对畜禽粪污处理做了明确规定。德国、荷兰立法规定直接将粪尿排到地下水中为非法行为。英国基本是无畜禽公害的国家, 他们将规模化养殖生产与农业生产紧密结合, 畜禽粪便经处理后, 全部作为肥料还田。美国要求建立养殖场必须经过环境许可, 同时注重废物资源的开发利用[3,4]。目前欧洲是农场沼气技术最发达、推广数量最多、技术最成熟的地区。
3 现阶段牛粪污处理方法
牛粪是一种极有价值的资源, 奶牛干粪中含粗蛋白质10%～20%, 粗脂肪1%～3%, 无氮浸出物20%～30%, 粗纤维15%～30%, 所含氮、磷、钾等许多微量元素是农作物所必须的, 因此如何使牛粪污进入良性循环、变废为宝, 这就要求把好粪污处理关。现简单介绍牛粪污处理的四种方法。
3.1 有氧发酵还田法
贮粪场 (池) 内的粪尿消毒堆放进行一定时间的有氧发酵, 有时需添加菌种和酶制剂, 以促进发酵过程正常进行, 粪污中的物质经过生物分解及化学作用, 杀死其中大部分病原菌, 重新合成了动植物所需的养分, 减少了粪便中的水分, 增加了肥力, 然后还田于农业, 进入养殖--粪尿--发酵--还田的良性循环过程。由于认识不足和资金欠缺方面的问题, 有氧发酵还田法长时间作为我国农村处理牛粪污的主要出路。
3.2 厌氧发酵自然处理法
牛粪是非常好的发酵材料, 通过固液分离处理的方式, 固体制肥, 液体发酵。有机物通过厌氧处理系统得以降解, 寄生虫卵也被抑制或杀死, 产生的沼气作为一种热值较高的可燃性气体, 可用作燃料或发电, 沼渣、沼液可以与种植业、养殖业有机结合, 用于鱼塘、果园、牧草等, 或者经自然处理系统 (氧化塘或土地自然处理系统等) 达标排放, 形成一个多次利用、多层增值的生态系统。
3.3 沼气池达标排放处理法
此方法是农业部倡导的、以厌氧发酵治取沼气为核心并结合环保要求的处理和利用方法, 是一种技术含量很高的处理方式, 该模式粪污处理系统由预处理、厌氧处理、好氧处理、后处理、污泥处理、沼气净化、贮存和利用等组成。首先将牛粪污进行固液分离, 分离出的粪渣出售或制成有机肥, 液体进入厌氧处理系统和好氧处理系统处理, 厌氧处理水达标后排放。沼气处理法是国内外现主推的粪污处理工艺, 但造价成本较高。
3.4 蚯蚓资源化处理法
经过发酵的牛粪污, 通过蚯蚓的消化系统, 在蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维酶的作用下, 能迅速分解、转化成为其自身或其他生物易于利用的营养物质。蚯蚓粪中含有多种必须氨基酸, 腐殖质的含量约为牛粪的2.67倍, 既可以作为优良的动物蛋白, 又可以作为肥沃的生物有机肥。日本在20世纪70年代就开始用蚯蚓处理畜禽粪污, 并发展迅速。我国20世纪80年代就开始了相关的实验工作, 但未形成有机物生物处理资源化的有效途径, 却也不乏成功的例子, 如陕西省秦川肉牛良种繁育中心蚯蚓饲养及产品开发模式的有效运行, 并起到了以点带面的效果。
4 牛粪污处理建议
4.1 制定相关的法规和优惠政策
参考国外相关法律法规, 进一步制定和完善我国畜禽粪污处理相关政策和法规, 明确畜禽粪污无害化、减量化、资源化利用思路和方向, 提高全民生态保护意识, 发展循环经济和生态农业的理念, 实行全过程管理和末端治理原则, 环保部门与农业部门有机结合的原则, 并出台一系列优惠政策, 鼓励和支持相关粪污处理单位或个人, 从政策上引导、资金上奖励和资助相结合的方针, 力争有法可依, 有法必依, 使所有粪污排放均达标。
4.2 牛场的科学规划至关重要
牛场规划中的选址、牛舍结构样式、粪污处理方案等都应科学规范、考虑周全, 应注意: (1) 排水系统应实行雨污分离, 在场区内外设置的污水收集输送系统, 不得采取明沟布设; (2) 新建、改建、扩建的养殖场应采取干法清粪工艺 (人工或机械) , 并且实现日产日清; (3) 粪便贮存设施位置必须远离各类功能地表水体 (距离不得小于400 m) , 并应设在养殖场生产及生活管理区的常年主导风向的下风向或侧风向处; (4) 贮存设施应采取有效的防渗处理工艺, 防止粪便污染地下水。
4.3 建立统一贮粪场 (池) 或沼气池
在养殖小区 (户) 附近合理位置, 建立统一贮粪场 (池) , 便于把小区内粪污进行集中处理, 减少污染源的扩散;在养殖区内以户为单位或联户为单位建立大小不等的沼气池, 集中厌氧发酵处理。
4.4 建立生态植物带
在养殖小区周围和生活区与生产区中间建植以乔、冠、花草结合的植物带, 改善小区气候, 净化空气环境, 在生活区与生产区之间建立净道和污道, 污道坚持严格消毒制度。
参考文献
[1]李庆康.我国集约化畜禽养殖场粪污处理利用现状及展望[J].农业环境保护, 2000, 19 (4) :251～254.
[2]赵青玲.畜禽粪便资源化利用技术的现状与展望[J].河南农业大学学报, 2003, 37 (2) :184～187.
[3]李亚夫.世界各国如何对待畜禽养殖污染[J].畜禽养殖, 2003, (19) 5:41.
粪污资源化利用 篇6
规模化养殖场粪污的资源化利用是有效缓解三峡库区区域生态环境恶化,实现社会、经济和生态环境协调可持续发展的重要途径。为此,笔者从三峡库区社会、经济状况及农民消费习惯和养殖粪便的物料特性出发,提出三峡库区规模化养殖场粪污的资源化利用方式,旨在为养殖场的粪污处理提供借鉴。
1 我国规模化养殖场粪污处理的基本方式
目前,我国规模化养殖场粪污处理的基本方法主要有3种,即还田模式、无动力自然处理模式和机械化处理模式[2]。
1.1 还田模式
还田模式就是将养殖场粪污储存在贮粪池中,经过一段时间的自然放置之后,直接灌溉到农田的一种处理方法。该方法适用于养殖规模不大和周围农村耕地消化能力较强的养殖场。还田模式具有投资省、污水不直接排放、直接将废水资源化利用的优点,但该模式对废水中有机成分处理不彻底,易导致某些疾病的传播,只适用于处理规模较小的畜禽养殖场,且要求养殖场周围有大量的农田或果园等土地[3]。
1.2 无动力自然处理模式
无动力自然处理模式是在城镇污水处理系统基础上开发出来的一种养殖场粪污处理工艺,主要采用厌氧发酵技术,对养殖场废水中含量较高的有机物进行消化降解,结合氧化塘、氧化沟、土壤处理和人工湿地等方法进行好氧处理,使排放水达到规定标准,同时可回收能源进行利用,要求养殖场拥有大量的处理土地。该处理模式具有处理过程基本不耗能,设备相对简单,运行费用较低等优点;也具有产气率低、占地面积较大、厌氧发酵装置维修较困难、处理能力有限、易污染地下水等缺点[4]。
1.3 机械化处理模式
机械化处理模式由预处理、物理处理、厌氧发酵、好氧处理和后处理等系统组成,是一种技术含量较高、处理较彻底的畜禽粪污处理方式。养殖场污水首先经过初步分离,再经过沉淀、过滤或机械式固液分离,分离出的废水再通过高效的厌氧发酵装置除去其中大部分COD后,经过曝气进一步除去其中的COD和降低氨氮含量,然后经沉淀和杀菌之后,基本上可达到排放水的标准。厌氧处理过程采用高效厌氧发生器(如UASB或UBF),产生的沼气可作为养殖场生活能源与部分生产能源。该方式具有适应性好、产气率高、占地少、处理效果较好等优点;但也具有投资大、能耗高、运行管理费用较高等缺点。除了还田模式外,其他处理模式基本上是以厌氧消化技术为主要处理手段,而厌氧发酵效果的好坏对养殖场废水的处理效果具有非常重要的影响[5]。
2 三峡库区规模化养殖场现有的粪污处理方式
目前,三峡库区多数养殖场粪污处理主要利用干清粪技术,利用堆肥技术将粪便作为肥料[6],污水净化后排放;也有部分养殖场进行了沼气处理应用,但沼气的利用效率低,养殖场从中获得的经济效益较低,所以推广应用较难[7]。我国是能源和水资源紧张的国家之一,如将粪污处理资源化和能源化,并和有机肥开发相结合,将是三峡库区绿色农业产业发展的重要方向,也是库区生态环境安全的一个重要保障。
3 规模化养殖场粪污对三峡库区生态环境的影响
三峡库区城市重庆市全市生猪、肉牛、奶牛、山羊、蛋鸡和肉鸡规模化率分别达40.0%、20.4%、66.5%、34.0%、89.0%和87.5%,畜禽养殖综合规模化率达48.2%。随着重庆市集约化养殖业的发展,养殖场产生的大量畜禽粪便污水对环境的污染越来越被人们关注。重庆市畜禽养殖产生的粪便总量近8 570万t,除少量用于农田施肥和制成复合肥外,大多数未经处理就被排放到环境中,成为污染次级河流、水源和空气的主要“杀手”。养殖场粪污的污染以规模化养猪场最为严重,一个万头猪场每天可排出粪便10 t、尿15 t、冲洗水100 t,相当于每天排放了COD 1 280 kg、总氮(TN)96 kg、总磷(TP)40 kg。
4 适宜三峡库区规模化养殖场粪污处理的方式
4.1 无公害食用菌环链方式
沼渣营养丰富,所含营养成分与食用菌栽培料所需要的营养相近,且杂质少,十分适用于食用菌的生长;而食用菌培养废物也可参与厌氧发酵。无公害食用菌环链方式能真正意义上达到循环农业的目的(图1)。
4.2 生态水产养殖方式
水产养殖业是三峡库区的主要产业,沼液是养鱼的好养料,在沼液养鱼利用淡期可和大田灌溉兼顾,形成沼液的灵活利用方式(图2)。
4.3 低碳林业方式
在低碳经济背景下,林业既是产业建设的载体,也是生态建设的载体。可将养殖业和林业结合起来,形成循环模式,促进低碳经济的发展(图3)。
5 结语
随着四期移民搬迁安置的全面完成,三峡库区生态建设与产业发展至关重要。林业、水产养殖业是三峡库区的主要经济产业,食用菌栽培是三峡农民致富的新兴产业,将养殖业与其他产业间形成大循环模式,互利互用,既能减轻养殖业对三峡库区环境带来的污染压力,也可促进无公害、生态、低碳产业的发展,带动三峡库区的循环经济发展。
摘要：通过对三峡库区规模化养殖场粪污处理现状的调研,总结了规模化养殖场粪污利用方式,并分析了规模化养殖场的粪污对库区生态环境的危害。提出了适合于三峡库区规模化养殖场粪污资源化利用的技术模式,包括无公害食用菌环链方式、生态水产养殖方式和低碳林业方式,为解决畜禽养殖业规模化发展带来的环境污染问题提供了依据。
关键词：三峡库区,养殖场,粪污处理,资源化利用
参考文献
[1]谢涛,陈玉成,于萍萍.畜禽养殖场粪污对农村生态环境的影响及其综合治理[J].安徽农业科学,2007,35(2):524-525.
[2]严建刚.规模养殖场粪污治理和综合利用[J].中国牧业通讯,2010(17):36-37.
[3]胡启春,宋立.奶牛养殖场粪污处理沼气工程技术与模式[J].中国沼气,2005,23(4):22-25.
[4]曹从荣,张漫.规模化畜禽养殖场粪污处理模式的选择[J].中国环保产业,2004(5):29-31.
[5]程文定.畜禽粪便等有机废弃物资源化开发应用与研究[J].中国畜牧兽医,2006,33(7):24-26.
[6]周军,林清,张金水,等.畜禽养殖场粪污肥料化利用技术及工艺[J].中国牛业科学,2010,36(1):85-87,102.
畜禽粪污综合利用模式初探 篇7
2013 年开始, 我单位会同其他相关单位深刻剖析畜禽粪污产生的原因, 借助各级各类农业科技推广项目、农村清洁能源工程在全市广泛开展畜禽粪污综合调研摸索、 试点实践, 提出了“ 生产布局要做到科学化、生产过程要做到减量化、粪污利用要做到资源化”“ 三化”畜禽粪污综合利用总体要求, 始终坚持农牧结合的根本出路不动摇。 找出畜牧业污染的两大主体即规模养殖户及规模养殖场, 针对两大主体的特点, 分别探索出不同的畜禽粪污综合利用模式及稻麦、蔬菜等使用技术要点。
1 畜禽粪污综合利用模式
1.1 规模养殖户畜禽粪污处理利用模式
为切实加强我市生态循环农业建设, 有效防治畜禽养殖污染, 推进畜禽养殖废弃物综合利用, 保护和改善环境, 促进畜牧业持续健康发展, 对非规模养殖密集区采取“ 户用蓄粪池+ 田头调节池+ 大田利用” 的模式进行综合处理利用, 主要技术要点如下:
(1) 处理工艺
(2) 技术要点
本着方便种植利用、养殖储存的原则合理布局, 设置田头调节池, 并做到调节池与种植、养殖规模相匹配。
1.2 田头调节池
在畜禽养殖集中区周边有相应农田消纳粪便的, 就近建设田头调节池;对不能做到养殖、种植两者兼顾的, 应优先考虑种植利用设置调节池。建设标准以存栏300 头生猪或5000只蛋鸡建设1 个50m3的田头调节池, 满足周边100m半径范围内 ( 约50 亩) 农田的利用田间储存池应做防渗处理, 且有安全防护措施。
1.3 粪便输送方式
对粪污输送距离不超过200m的优先选择使用排污泵管道输送方式, 将粪污直接从养殖户蓄粪池抽送到田头调节池, 排污泵功率不低于3KW;对距离较远的可采用吸粪车等设施设备将粪污运输到田头调节池。
1.4 机械设备
为确保用肥季节能迅速及时将粪肥施入农田, 必须配足相应的机械设备, 每5 个田头调节池需配备1 台3KW移动式喷灌机械, 每台机械需配备150m以上输送软管。运输设备按需配置。
2 规模养殖场沼气工程大田利用模式
规模养殖场以资源利用集约化、生产过程清洁化、废弃物利用资源化为主线, 以提高资源利用效率和实现区域农业废弃物“ 零排放和全消纳”为目标, 采用种养结合的循环发展方式, 大力推广“ 养殖场 ( 猪) - 沼气工程- 大田利用”生态种养模式。 主要技术要点有:
( 1) 工艺流程、
( 2) 技术要点
养殖区和种植区两者之间的距离要设置合理, 以减少粪污输送管道建设费用。 养殖区粪污排放量应与种植区用肥量相匹配。 主要技术规程分为养殖区和种植区两部分。
2.1 养殖区技术要点
2.1.1 养殖区节能减排大力推广“ 三改两分再利用”技术, 规模养殖场改水冲粪为干式清粪、 改无限用水为控制用水、改明沟排污为暗沟排污, 固液分离、雨污分流。
2.1.2 粪污无害化处理养殖场内粪污通过干湿分离, 收集出干粪与湿粪两大类。
( 1) 干粪无害化处理。 规模养殖场收集的干粪运至场内干粪场进行预沤处理, 预沤10~15d后可通过运输车辆用于农田基肥。
( 2) 湿粪无害化处理。 湿粪通过建设与之规模匹配的沼气工程进行无害化处理, 有效切断疫病传播渠道, 满足养殖场卫生防疫要求, 沼气工程建设大致可按照以下标准:
Ⅰ型沼气工程 ( 100m3砼沼气池) :年存栏猪200~500 头或蛋鸡2000~5000 羽) 的规模养殖场;
Ⅱ型沼气工程 ( 200m3砼沼气池) : 年存栏猪500~2000头或蛋鸡5000~20000 羽) 的规模养殖场;
Ⅲ型沼气工程 ( 300m3钢混沼气池或300m3碳钢沼气池) : 年存栏猪2000~4000 头或蛋鸡20000~40000 羽) 的规模养殖场;
新建或已建的沼气工程所产沼气必须进行收集使用, 不得直接排空或闲置不用, 沼气可用于炊事用能也可进行发电。 沼气工程日常运行与使用应遵照相关行业规程执行, 现场管理人员应自觉接受相关职能部门的培训, 杜绝胡干蛮干, 严防沼气爆炸和窒息中毒事故的发生。
2.1.3 沼液储存养殖场内应建有总容积不小于养殖场3~5个月沼液排放量的储存池, 储存池应做防渗和防恶臭处理, 有效防止地下水源和猪场周边空气受到污染。
2.2 种植区技术要点
种植区规模须达到连片面积300 亩以上, 配套的农田总面积按照每亩农田粪污消耗量与年存栏生猪2~3 头 ( 蛋鸡20~30 羽) 畜禽饲养量进行计算。
2.2.1 沼肥输送管路粪污输送采用管网输送, 管网应采用优质PVC波纹管, 管路口径应≥300mm, 地下铺设, 管网有效覆土深度至少在50cm以上, 管网要按照技术要求按一定坡比铺设, 管网之间设有一定量的检查井, 便于日常检查和疏通维护。
2.2.2 田间储存池合理布置与种植规模相匹配的田间小蓄粪池 ( 单个池容不小于8m3) , 原则上每只田间储存池服务面积在20~30 亩左右, 田间储存池应做防渗处理, 且有安全防护措施, 储存池之间采取管网连接。
2.2.3 机械设备管网输送配有沼液提升泵, 田间施肥配备2 套以上 ( 含2 套) 移动式喷灌机械, 动力在6匹以上, 每套喷灌机械均要配备100m以上输送软管。
3 种植业使用畜禽粪肥技术要点
3.1 稻麦使用畜禽粪肥技术要点
畜禽粪便是我市重要的农家肥料, 规范、合理的使用畜禽粪肥, 对优化生态环境, 促进农业“ 绿色、生态、环保、可持续”发展, 具有重要意义。
稻麦施用粪肥的时间、数量、方法:
( 1) 施用时间。 我市种植制度以稻麦两熟制为主, 粪肥既可作稻麦基肥, 也可作追肥。 在实际生产过程中, 稻麦生产上主要是播栽前作基肥使用。 一般水稻施肥时间为6 月上、中旬;小麦施肥时间为10 月下旬至11 月中旬。
( 2) 施用数量。 作水稻基肥时, 按我市农民习惯使用量, 每亩可施碳铵15kg, 猪粪1100kg或鸡粪400kg左右。 ( 根据有关资料介绍, 新鲜猪粪含水分82%, 含氮量为0.56%, 五氧化二磷0.55%, 氧化钾0.4%;新鲜鸡粪含水分50%, 含氮量为1.63%, 五氧化二磷1.54%, 氧化钾0.85%;兑水粪肥应按兑水比例增加施肥量) 。 作高产田、 示范方栽培时, 每亩施碳铵15kg, 过磷酸钙6kg, 氯化钾4kg, 猪粪1000kg左右或每亩施碳铵15kg, 过磷酸钙7.5kg, 氯化钾6kg, 鸡粪350kg左右。
作小麦基肥时, 按我市农民习惯使用量, 每亩可施碳铵15kg, 猪粪1000kg或鸡粪350kg左右。 作高产田、示范方栽培时, 每亩施碳铵15kg, 过磷酸钙8.5kg, 猪粪1200kg左右或每亩施碳铵15kg, 过磷酸钙9.5kg, 鸡粪400kg左右。
( 3) 施用方法。 前茬收获后, 铺匀秸秆, 再施化肥和粪肥。 有条件的地区要积极推广机械喷肥, 确保粪肥施用均匀一致。 施肥后及时耕翻土壤, 耕翻深度要达到15cm以上。
3.2 粪肥施用注意事项
( 1) 粪肥施用前要充分腐熟。 新鲜粪肥如直接施入土壤, 会慢慢发酵腐熟, 腐熟过程中将产生NH3、SO2、H2S等有害气体, 这类有害气体如果含量过高, 就会伤害作物根系。 同时粪肥腐熟中产生的热量, 还会导致烧根或烧苗。 此外新鲜粪便往往含有多种肠道致病菌和寄生虫卵, 是传播疾病的重要途径, 未完全腐熟的粪肥施用后, 可能会造成虫害增加。 因此家畜、家禽粪便下田前要充分腐熟, 一般发酵时间为40d左右。
( 2) 肥料投入量要适宜。 水稻、小麦等作物使用粪肥时应根据粪肥浓度高低, 计算大概投肥数量, 不要过量使用, 防止造成肥害或导致小麦、水稻贪青迟熟、倒伏、病虫加重发生, 从而降低作物的产量和品质。
( 3) 注重配套措施落实。 一是粪肥作追肥时应适当提前施用。 粪肥中养分多为有机态或缓效态, 不能被作物直接吸收利用, 只有分解转化成速效态, 才能被作物吸收利用, 因而追肥时间需提前7d左右。 二是水稻田施用粪肥后要做好中期搁田工作, 以控制无效生长, 防止基部节拉长造成的后期倒伏。 三是小麦田施用粪肥后要严格控制早春田间施肥, 防止中期旺长。 四是基肥施用粪肥的稻麦, 在追施小麦拔节肥、水稻促花肥时要增施钾肥, 以促进壮秆大穗。
3.3 蔬菜使用畜禽粪肥技术要点
( 1) 使用量及方法。 我市蔬菜地畜禽粪肥一般用作基肥, 也有少数露地蔬菜栽培中作追肥使用, 但因使用时田间操作不方便、易污染叶片等一般不作追肥用。 一般亩基肥用腐熟的畜禽粪肥2000~3000kg加45%三元复合肥40~60kg。
( 2) 使用时间。 蔬菜茬口较多, 我市大棚蔬菜主要茬口为春提早和秋延后, 露地蔬菜茬口主要为春季和秋季。 大棚蔬菜春提早栽培畜禽粪肥使用时间一般在12 月- 次年2月, 秋延后栽培使用时间一般在6~7 月;露地蔬菜春季栽培畜禽粪肥使用时间在12 月- 次年3 月, 秋季栽培使用时间一般在7~8 月。
牛场的粪污处理与利用 篇8
该项技术是用液固分离技术把粪渣和污水分开, 粪液经过进一步净化处理达标排放或用于发酵沼气。沼气供烧水、做饭、照明等生活使用或发电, 沼液供农业灌溉、浸种、杀虫或养鱼;粪渣经过发酵、加工制成有机肥。这样不仅使粪污得到净化处理, 而且可以获得沼气, 排放的废渣和废液还可用于农业生产, 减少化肥、农药的使用量, 使粪渣、沼液得到充分利用。处理过程中粪污采用中温两步厌氧消化工艺, 产气率达到每日1.2~1.5 m3, 资源利用率高。
2 高温堆肥
牛粪用作肥料还田是最经济的办法, 既可以有效地处理动物废弃物, 又可将其中有用的营养成分循环利用于土壤———植物生态系统。在改良土壤和搞好绿色食品生产方面有广泛用途。然而, 在降解过程中会产生有害气体, 如氨、硫化氢等, 对大气构成威胁, 所以, 牛粪便废水需经过无害化处理之后再适度地应用于农田。无害化处理最常用的方法是高温堆肥, 即将粪便堆积, 控制相对湿度为70%左右, 形成发酵的环境, 微生物大量繁殖, 有机物分解为能被植物吸收利用的无机物和腐殖质, 抑制臭气产生, 同时发酵的高温 (50~70℃) 可杀灭病原微生物、寄生虫卵、杂草种子等, 达到无害化处理的目的。采用该法需要有足够的农田消纳粪肥, 通常情况下, 1头牛需要4 000 m2左右农田来利用其粪便。
3 循环利用
该法是将牛粪与猪、鸡粪按一定比例制成优质蘑菇栽培料, 种植蘑菇, 再将种植蘑菇的废渣加工成富有营养价值的生物菌糠饲料, 饲喂牛、羊、猪等。多次重复循环利用, 不仅治理了各类养殖场的污染, 还充分利用了资源, 创造出更高的经济效益。
4 生态处理
利用低等动物处理畜禽粪等有机废弃物是一种发展方向, 采用北京家蝇、太平2号蚯蚓和褐云玛瑙蜗牛等低等动物, 分别喂食畜禽粪等有机废弃物, 通过封闭式培育蝇蛆, 立体套养蚯蚓、玛瑙蜗牛, 达到处理畜禽粪的目的。该方法经济、生态效益显著。但由于前期畜禽粪便灭菌、脱水处理和后期收蝇蛆、饲喂蚯蚓、蜗牛的技术难度大, 加之所需温度较高而难以全年生产, 故尚未得到大范围的推广应用。随着有关问题的解决, 预计该项技术具有良好的发展前景。
5 人工湿地处理
粪污资源化利用 篇9
1 全市畜牧业发展概况
盐城市地处苏北黄海之滨, “长江金三角”经济区, 上海大都市2h经济辐射圈, 交通便利, 气候温和, 雨水充沛, 四季分明, 土地资源特别是沿海滩涂丰富, 发展畜牧业条件得天独厚, 区位优势明显。近年来, 由于政府重视、政策扶持, 畜牧业一直保持快速发展, 为全省畜牧业大市。主要表现为: (1) 畜禽及其产品总量稳定发展。2012年全市生猪、家禽、羊和兔饲养量分别达1249.65万头、30736.46万羽、534.67万只和659.38万只, 同比分别增长8.4%、5.95%、2.3%和3.7%;肉、蛋、奶总产量分别达95万t、120万t和7.2万t, 同比分别增长9.3%、10.1%和21%; (2) 畜禽规模养殖水平快速提升。2012年全市生猪规模养殖户12680户, 规模养殖比例达80.3%, 比去年提高10.3个百分点, 其中大中型规模比重提高12.8个百分点, 达56.1%;肉禽规模养殖户2059户、规模养殖比例90%, 同比提高2个百分点;蛋禽规模养殖户12171户, 规模养殖比例95%, 同比提高2个百分点;奶牛规模养殖户25户, 规模养殖比例100%; (3) 畜禽养殖经济效益不断提高。2012年全市牧业总产值达253亿元, 牧业产值占农业产值比重达29.8%, 牧业人均增收达210元。畜牧业已成为我市优化农村农业产业结构调整, 促进农业增效、农民增收的骨干支柱产业; (4) 畜牧业产业化进程稳步推进。近年来, 随着上海光明、广东温氏、中粮集团、正大集团等全国知名农业龙头现代农牧企业先后落户盐城, 由畜禽规模养殖场 (户) 牵头组织成立的畜禽专业合作社、合作社联合会等经济合作组织不断发展壮大, 本市以“公司+基地+农户”、“公司+合作社+农户”、“合作社+农户”为主的新型“技术+生产+经营”模式发展迅速, 并通过开展“三品认证”, 创建知名商标和绿色无公害品牌, 建立“超市连锁销售和合作经济组织、经纪人销售”的体制和机制, 畜牧业组织化程度明显提高, 产业化进程显著加快。
2 全市畜禽养殖污染物产生情况与特点
2.1 全市畜禽粪、尿及污水产生系数和畜禽粪尿污染物平均含量
根据对本市畜禽养殖污染物产生量的调查测算, 本市各种畜禽粪、尿及污水产生系数详见表1, 畜禽粪尿污染物平均含量详见表2。
2.2 全市畜禽养殖数量和污染物产生量
2012年全市全年出栏生猪803.01万头, 出栏家禽19022.57万只, 其中:蛋鸡9411.41万只、肉鸡9611.15万只、鸭1654.24万只、鹅1060.13万只, 存栏奶牛1.29万头。根据表1畜禽养殖业污染物产生系数, 表2畜禽粪尿污染物平均含量测算, 2012年度全市共产生畜禽粪尿1907.80万t, 其中COD 62.79万t、BOD 54.54万t、氨氮5.53万t、TP 6.31万t、TN 13.10万t, 污水8553.22万t。
2.3 畜禽养殖业污染新特点
近年来, 通过大力引进推广畜禽新品种, 广泛培训推广与应用畜禽规模、高效、生态、健康养殖新技术、新模式, 本市畜禽粪污处理利用取得一定成效。但由于养殖规模日益扩大、大型养殖企业和相对集中的高密度畜禽专业养殖镇 (村、小区) 快速发展, 导致“种养结合”、“林牧结合”模式严重失衡和脱节, 畜禽粪污已成为严重影响我市农村生态环境的主要“污染源”和制约畜牧业持续发展的“瓶颈”。目前, 本市畜禽粪污对环境的污染呈现二个新特点: (1) 规模养殖“污染源”日益增多。随着千家万户分散式畜禽家庭养殖快速下降, 专业化规模养殖场 (户) 的迅速发展, 单个畜禽养殖场 (户) 生产污染物大幅增加, 畜禽养殖场 (户) 已成为严重影响广大农村生态环境主要“污染源”, 且数量逐年稳步增加。据统计, 2012年全市畜禽规模养殖场达31052个, 其中, 对环境影响较大的规模猪场12680个, 规模蛋鸡场12171个;生猪和家禽散养户分别为24.25万户、52.75万户。 (2) 区域化“面源污染”日趋严重。随着畜禽专业合作社等经济合作组织、“公司+基地+农户”新的生产经营模式的发展, 畜禽养殖业集约化、组织化程度越来越高, 专业化特征越来越明显。一方面, 畜禽养殖出现局部区域养殖密度过高、粪污产出量大;另一方面, 养殖业与种植业日益分离、比例失衡, 导致畜禽粪便被乱堆乱排, 造成局部地区出现区域化“面源污染”。2012年全市年出栏生猪2000头规模场 (户) 为276个, 年出栏肉鸡5万只以上的规模场 (户) 为191个, 存栏蛋鸡1万只以上规模场为980个。据对以蛋鸡养殖为主的“畜禽养殖第一镇”东台市唐洋镇调查统计, 全镇共1.74万个农户, 9.6万亩耕地, 现有畜禽养殖户 (场) 12915个, 其中规模养殖户 (场) 1223个、散养户11692个。2012年全镇蛋鸡、生猪、山羊年饲养量分别为556.39万只、6.69万头、7.68万只 (详见表4) 。如以生猪为计量单位测算, 常年栏存为49.21万头生猪单位, 平均耕地载畜量为5.13头/亩。按本市“稻麦二季”耕作模式, 每亩适宜载畜量为3头生猪单位测算, 实际载畜量是适宜载畜量的1.71倍。
注:规模养殖标准生猪、山羊年出栏50头以上, 蛋鸡存栏500只以上。
3 畜禽养殖污染物对环境的主要危害
3.1 造成危害的主要影响因子
畜禽养殖污染物主要来源于畜禽粪尿排泄物, 对环境造成危害的影响因子有: (1) 有机物, 主要包括畜禽粪尿排泄物中的大量氮、磷水体富营养化物质和粪尿厌氧分解产生的硫化氢、氨、二氧化碳、醇类、酚类、酰胺类、胺类和吲哚等有毒有害气体; (2) 病原微生物, 主要是粪污中含有的大量大肠杆菌、寄生虫虫卵等;三是饲料添加剂的残留物。主要包括抗生素、抗菌素氧化剂、激素等药物残留和汞 (水银) 、镉、铅、铬、铁、锰、铜、锌、钴以及类金属砷等重金属元素。
3.2 对环境的主要危害
(1) 对土壤的影响。农田合理适度使用畜禽粪肥, 既可培肥土壤、提高土壤肥力, 又可提高土壤抗风化和水的侵蚀的能力, 改变土壤的空气和耕作条件, 增加土壤有机质和作物有益微生物的生长, 从而促进农作物的生长, 形成土壤生态系统自然良性循环。但如直接、连续、过量使用, 对土壤生态系统有二个不利影响:一是土壤的营养富积。在畜禽养殖过程中, 为追求畜禽产量和养殖经济效益, 常常会在畜禽饲料中添加较高的P、Cu、Zn、Mn等微量元素, 经消化吸收后多余的微量元素随排泄物排出体外。如将此类畜禽粪便作为有机肥料在农田中长期使用, 将导致P、Cu、Zn、Mn等微量元素在农田中富积, 从而造成对农作物毒害作用;二是土壤盐分增高。长期持续过量的使用畜禽粪肥, 也能引起土壤中溶解盐的积累, 使土壤盐分增高, 从而影响植物的生长。 (2) 对水体的影响。用作畜禽饲料的谷物及其副产品、饼粕中约有60%~75%的磷以植酸磷形式存在, 由于畜禽体内缺乏有效利用磷的植酸酶以及对蛋白质的利用率有限, 导致饲料中大部分的氮和磷由粪尿排出体外。未经处理的粪尿一部分氮挥发到大气中, 增加了大气中的氮含量, 严重时构成酸雨, 危害农作物;其余的大部分则被氧化成硝酸盐, 其中一些滞留于土壤表层造成土壤污染, 更多的是渗入地下水或随地表水流入江河、湖泊, 使水中硝态氮、硬度和细菌总数超标, 造成水体污染。另外, 畜禽粪便还可通过渗透或直接排放废水进入水体, 并逐渐渗入地下造成水体污染。一是对地表水的影响。当排入水体中的粪污总量超过水体自然净化能力时, 会改变水体的物理、化学性质和生物群落组成, 如使水中固体悬浮物、有机物和微生物含量升高等。粪污中含有大量的病原微生物将通过水体或通过水生动植物进行扩散传播, 危害人畜健康;二是对地下水的影响。畜禽粪便污染物中有毒、有害成分进入地下水中, 会使地下水溶解氧含量减少、水质中有毒成分增多, 严重时使水体发黑、变臭。 (3) 对大气环境的影响。畜禽养殖场产生的恶臭、粉尘和微生物排入大气后, 可通过大气的气流扩散、稀释、氧化和光化学分解、沉降、降水溶解、地面植物和土壤吸附等作用而得到净化 (自净) , 但污染物排放量超过大气的自净能力时, 将对人和动物造成危害。一是有害气体。畜禽粪便厌氧发酵产生大量氨气和硫化氢等臭味气体, 若未能及时清除或清除后不能及时处理, 将产生甲基硫醇、二甲基硫醚、甲硫醚、二甲胺及多种低级脂肪酸等有恶臭的气体, 造成空气中含氧量相对下降, 污浊度升高, 轻者降低空气质量、影响人畜健康生存, 重则引起呼吸道系统的疾病, 造成人畜死亡。畜禽特别是牛羊等反刍动物产生的甲烷、二氧化碳会造成大气“温室效应”;二是粉尘和微生物。由畜禽养殖场排出的粉尘可携带数量和种类众多的微生物, 并为微生物提供营养和庇护, 从而增强微生物活力、延长其生存时间。这些尘埃和微生物可随风传播, 使大气可吸入颗粒物增加, 污染大气、危害环境, 使人和动物眼和呼吸道发病率提高, 危害人和动物的健康。 (4) 对人畜的影响。畜禽粪便含有大量的病原微生物、寄生虫卵及滋生的蚊蝇, 会使环境中病原种类增多、病菌增大, 出现病原菌和寄生虫的大量繁殖, 造成人、畜传染病的蔓延, 甚至引发公共健康问题。据报道, 全世界约有人畜共患疾病250多种, 中国有120种, 其中由猪传染的25种, 由禽类传染的24种, 由牛传染的26种, 这些人畜共患疾病的载体主要是家畜废弃物。据分析, 畜禽养殖场所在地排放的每毫升污水中平均含有33万个大肠杆菌和69万个肠球菌, 在这样的环境中仔猪 (鸡) 成活率低、育肥猪增重慢、蛋鸡产蛋少、料肉 (蛋) 比增高, 严重影响和阻碍了畜牧业的发展。据对局部环境污染较为严重的规模化养猪场调查, 其仔猪传染性肠炎、支原体病及猪蛔虫病等疾病的发病率50%以上。
4 本市畜禽粪污处理利用主要模式和相关技术与特点
4.1 粪池还田处理模式
畜禽粪便直接还田作肥料即将干粪清扫出猪舍, 清扫出的干粪可直接外销或堆沤后生产有机肥还田, 也可与猪尿和少量冲洗污水一起排入粪池进行贮存, 于施肥季节向农田中施用 (工艺流程见图1) 。是一种典型传统、经济有效的“农牧结合”粪污处置模式。 (1) 技术要点:农田粪肥用量要适度, 载畜量一般以3头/亩生猪为宜;根据农田耕作制度和作物生长期科学施肥。主要农作物如水稻每个生长期以施肥3~4次为宜, 麦子每个生长期以施肥1~2次为宜。 (2) 模式特点:优点是投资少、不耗能, 无需专人管理, 并通过充分循环利用粪污中有用的营养物质, 改善土壤中营养元素含量, 提高土壤的肥力, 增加农作物的产量, 实现零排放。其缺点是:存在着传播畜禽疾病和人畜共患病的危险;在施用量过大、频率过高的情况下会导致硝酸盐、磷及重金属的沉积, 从而对地表水和地下水造成污染;恶臭以及降解过程产生的氨、硫化氢等有害气体的释放会对大气造成污染。本市24.25万户生猪散养户和大多较小规模养殖户饲养方式为“封闭式猪舍、地面圈养”, 猪的粪尿处理采用“粪池还田”处理模式。
4.2 能源和肥料综合利用处理模式
对畜禽粪污采用人工清除干粪进贮粪场, 尿液和冲洗粪水入厌氧处理系统, 实行“固液分离、固体制肥、液体发酵”的“能源和肥料利用”综合处理模式 (工艺流程见图2) 。 (1) 能源利用。畜禽粪污能源利用主要有两种, 一是将粪便直接干燥后燃烧;二是对于规模养殖场中粪污经固液分离后液体经厌氧发酵产生沼气作燃料。我市能源化利用模式主要是采用沼气工程。沼气工程即将污水排入防渗密闭的发酵池 (沼气池) 中, 通过厌氧菌的发酵作用可以降解畜禽粪污其中颗粒状的无机、有机物, 杀死或抑制其中寄生虫卵和病原菌, 所产生的沼气可作为能源用于发电、照明和燃料。沼渣和干粪可直接出售或用于生产有机复合肥;厌氧出水既可进入自然处理系统 (氧化塘或土地处理系统等) 使处理出水实行达标排放, 也可直接作肥料用于农田施肥。技术要点:发酵池 (罐) 要密封完好, 以保持无氧环境;投料中有机物充足, 碳氮比 (C/N) 适中。一般以25:1产气系数较高;保持适宜的环境温度, 沼气菌生存温度为8~70℃, 以35℃时产气量最大;控制发酵物的酸碱度, 一般p H值控制在6.7~7.2为宜。厌氧发酵处理模式的优点是投资少, 运行管理费用低, 不耗能并可以回收能源 (甲烷) ;污泥量少, 不需要复杂的污泥处理系统;不需复杂的设备、管理方便、对周围环境影响小、无噪音。缺点是后处理需要占用大量土地, 同时有污染地下水的可能。目前全市建有6~10m3PP的“户用沼气”10.2万户, 沼气主要用作生产生活的燃料;300m3PP以上“大中型沼气”430座, 其中东台中粮集团达2万m3PP, 沼气主要用作发电及生产生活的燃料。 (2) 好氧堆肥技术:好氧堆肥即以畜禽粪便为主要原料进行堆肥。由于其含水率太高等原因, 前处理的主要任务是调整水分和碳氮比, 有时需添加菌种和酶制剂, 以促进发酵过程正常进行。好氧堆肥又可分为好氧静态堆肥 (包括自然堆肥、静态供氧堆肥、机械翻堆堆肥和容器堆肥) 和动态堆肥发酵 (包括转筒式堆肥和生物发酵塔) 。技术要点:碳氮比和碳磷比要平衡, 一般C/N以20~35:1为宜, C/P以75~150为宜;含水率要适中, 以控制在50%~60%为宜, 其中55%最理想;堆体内温度以保持在50~60℃为宜;发酵时间20~30d。
4.3 微生物发酵床处理模式
微生物发酵床处理模式是利用全新的自然农业理念, 结合现代微生物发酵处理技术提出的一种环保、安全、高效的畜禽生态养殖方式。该模式将微生物菌种、锯末、稻壳、秸秆、水等按一定比例混合, 作为畜禽有机垫料, 发酵后制成微生物发酵床。畜禽排泄的粪尿通过畜禽自然拱翻或人工耕翻, 使畜禽粪尿和垫料充分混合, 通过发酵床的发酵分解, 使畜禽粪尿中的有机物质得到充分的降解和转化, 微生物以尚未完全消化的畜禽粪为食饵, 繁殖滋生, 生长的大量微生物又为畜禽提供了无机物营养和菌体蛋白质被畜禽食用, 水分被蒸发, 不再需要对畜禽粪尿进行清扫、实现“零排放” (工艺流程见图4) 。 (1) 发酵床养猪技术要点:猪舍。猪舍有大棚式和猪圈式, 因大棚式造价低、通风好, 在实际生产中推广比例较高;床体。因我市地处沿海、地下水位较高, 床体应为“地上式”, 深度为80cm±;垫料。垫料应选择通透性和吸水性较好的原料, 如农作物秸秆 (稻草、麦秸) 、锯木屑、稻壳等。微生物菌种。土著菌或商品菌种;垫料温度。一般保持在40~50℃;日常管理。发酵床面要保持一定的湿度以有利于微生物繁殖, 如果过于干燥易致猪发生呼吸系统疾病, 一般床面湿度以控制在60%左右为宜, 水分过高应打开通风口调节, 并及时清除过湿部分;垫料使用。垫料可多次反复利用, 时间3~5年。饲养方式。可单列式或双列式;饲养密度。饲养密度应根据猪个体大小、环境温度高低进行确定, 如育肥猪一般2~4头/m2为宜。 (2) 微生物发酵床处理模式的优点是无污染、零排放、耗料少、操作简、效益高;缺点是垫料资源少、成本高。目前这种模式我市主要用于发酵床养猪, 全市共建有生猪养殖发酵床48万m2。
5 畜禽粪污处理利用的对策与措施
畜禽粪污处理是一个庞大、复杂的系统工程, 其产生量大, 污染面广, 结构与成分复杂多样, 处理技术难度较大。目前, 本市畜禽粪污处理主要模式有“粪池还田处理模式、能源和肥料综合利用处理模式、微生物发酵床处理模式”三种, 通过近几年的努力, 畜禽粪污治理取得了一定实效。但因人们环境意识不强, 粪污处理设施不够健全、能力与养殖规模不配匹, 处理技术和设备相对滞后, 畜禽粪污仍是严重影响和制约畜牧业发展的“瓶颈”。为此, 以畜禽粪污“减量化、资源化、无害化、生态化”处理利用为原则, 以“农牧结合、林牧结合、循环利用、生态养殖”为发展方向, 结合本市实际, 进一步加强宣传引导和政策扶持, 规范畜禽养殖场建设与监管, 大力推广畜禽新品种、养殖新技术和新模式, 以保障本市畜牧生产持续、高效、健康发展。
5.1 加强宣传引导与政策扶持, 着力增强环境与生态意识
“节约资源和保护环境”是我们的基本国策。“十八大”明确提出“必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念, 把生态文明建设放在突出地位, 融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程”。要通过电视、电台、报纸、网络等广泛宣传中央把生态文明建设作为“五位一体”总体布局的巨大意义, 切实增强全民环境意识、生态意识, 确立发展循环经济和生态农业的理念;要进一步加强相关政策和法律法规的制定和完善, 确立畜禽粪污“减量化、资源化、无害化、生态化”处理利用的原则, 坚持“农牧结合、林牧结合、循环利用、生态养殖”的发展理念和方向, 从政策上进行引导和鼓励、项目上进行扶持和奖励、法律法规上进行规范和监督, 切实加强畜禽养殖全过程的管理与粪污治理, 努力实现畜牧业和社会经济与生态环境保护和谐发展。
5.2 科学制定规划与场区布局, 着力规范畜禽养殖场建设
本市地处苏北沿海, 全市土地面积16972km2, 其中耕地面积1253万亩、沿海滩涂面积680多万亩, 是全省农业大市。传统畜禽养殖是以千家万户小规模分散饲养和“养猪为田”为主的农区畜牧业。随着畜禽养殖规模化、集约化的快速发展, 畜禽粪污总量增大、区域集中。为实现“种养结合”, 从源头加强对畜禽养殖场的管理, 切实减少畜禽养殖及排泄物对周边环境的影响, 一方面, 要根据各地土地资源、经济环境条件、养殖技术水平, 科学制定畜牧业发展规划, 确定科学合理的畜禽养殖数量、规模;另一方面。要根据部省“标准化畜禽养殖场建设”要求, 对畜禽养殖场进行科学选址、合理规划、规范建设。对现有畜禽养殖场的规划布局和养殖设施要重新评估、规划、改造, 做到排水沟 (管道) 与排污沟 (管道) 分开, 沼气工程、贮粪场、三级污水处理沉淀池等粪污处理设施要齐全和有效运行, 并与畜禽养殖规模匹配;对新建畜禽养殖场要实行申报审批制度。场址既要交通便利, 又要远离城镇、村庄和水源保护区。在农区应以中小畜禽规模养殖场为宜, 超大型和大型畜禽规模养殖场应选择于人口少、土地广阔的沿海垦区和滩涂。要充分利用土地资源优势, 有配套的粪污处理设施和消纳粪污所需的农田或林地。
5.3 大力推广畜禽养殖新技术, 着力推进畜禽标准化养殖
大力研发集成与推广应用减少和控制畜禽粪污畜禽养殖新技术, 推进畜禽标准化生产, 实现畜禽粪污减量化。 (1) “三改两分”技术。即养殖过程中, “改水冲清粪为干式清粪, 改无限用水为控制用水, 改明沟排污为暗道排污;固液分离、雨污分离”。 (2) 生态饲料配制技术。通过选择消化代谢率高的饲料原料, 根据不同的动物种类、不同性别、不同生长阶段的营养需要, 以可消化氨基酸含量为基础的蛋白质模式进行饲料日粮配方设计, 可明显提高蛋白质的利用率, 减少氨氮的排泄量;通过使用微生态制剂 (如益生素) 、酶制剂 (如蛋白酶、纤维素酶) 、寡聚糖 (如低聚木糖) 、生物活性肽等, 限制无机微量元素超大剂量使用 (如不使用高铜、高锌日粮) , 提高饲料利用率, 降低粪便中氮磷和重金属的含量;通过添加吸附剂 (如活性炭、沸石) 、酸化剂 (甲酸、丙酸) 、生物除臭剂 (EM制剂) , 有效控制臭味和降低有害气体的污染。
5.4 积极推广畜禽新品种新模式, 着力推广畜禽高效生态养殖