猪粪无害化处理及资源化利用研究*

（四川省农业机械研究设计院，四川成都，邮编 610066）

生猪养殖业是四川省的优势产业。据不完全统计，目前四川省生猪养殖存栏数已达到6 200万头以上，年生猪出栏数超过1亿头，生猪饲养逐步向集约化、规模化方向发展，是四川农村经济新的增长点和农民增收的有效途径。但同时生猪养殖对环境造成的污染也日益严重，猪粪已成为农村和城郊面源污染的主要源头之一。

1 猪粪的危害及利用价值

猪粪中含有大量对人畜有害的物质，猪粪中的有机质腐烂变质后污染空气、水源、土壤等。如果不对猪粪进行处理，将造成严重的环境污染。据不完全统计，一头体重80公斤～180公斤的猪每天排粪量为20公斤～24公斤，养猪场冲洗水量为20公斤～30公斤。

1.1 对空气的污染

猪饲料中的蛋白质、糖类、脂类物质经过猪的消化后在粪便中产生氨气、硫化氢、吲哚、硫醇、硫醚、甲醛、挥发性脂肪酸等具有恶臭气味的物质，会使人头痛、恶心，其中氨气和硫化氢对人畜影响最为严重。

1.2 对土壤的污染

随意堆放在地面的猪粪或贮粪池中的猪粪极易渗漏到地表下面，对土壤造成污染。土壤受到污染后，其化学成分和物理性状也相应发生改变，自净能力下降，为蝇类和寄生虫等提供了寄生场所。

1.3 对水的污染

猪粪淋溶性极强，若不及时处理，便通过径流污染地表水，进而通过土壤渗滤污染地下水。猪粪和废水中含有大量的有机物、氮、磷、钾及致病菌等，未经处理的高浓度有机废水的集中排放，大量消耗水体中的溶解氧，使水体变黑发臭。

一方面，猪粪对空气、土壤环境和水环境的污染已严重影响养殖业自身的可持续发展。另一方面，猪粪含有大量有机质、蛋白质、氮、磷、钾及其他微量元素等植物必需的营养元素和各种生物酶（来自猪消化道、植物性饲料和肠道微生物），将猪粪制成有机肥，对提高土壤有机质及其肥力、改良土壤结构起着化肥不可替代的作用，因此猪粪是一种可再生利用的资源，通过无害化处理和资源化利用可制成优质的有机肥、食用菌基料。

2 猪粪的生化特点及处理要求

2.1 量大、含水率高（一般为80%～85%左右），运输受限，需要解决脱水、发酵、干燥问题并保持营养成分。

2.2 气味恶臭，有一定粘附性，直接排放将对环境造成严重污染，引起环境纠纷，必须除臭。

2.3 含有大量的病原微生物和寄生虫卵，直接排放将导致疾病传播，必须消毒灭菌。

2.4 猪粪营养成分须经微生物降解才能被利用，猪粪腐熟分解较慢、堆贮场地大，需要快速腐熟发酵处理。

3 猪粪污染治理技术措施

目前国内外主要有以下几种猪粪的处理方法：（1）堆肥还田，自然堆放或通过消毒后直接还田，占用场地大、投资小、产生二次污染。（2）沼气处理，用沼气来处理猪粪，占用场地大、沼渣处理较难，沼液可用于农田灌溉或果树的施肥。（3）大棚发酵，利用大棚的保温性能进行干燥处理，使用封闭的塑料大棚，发酵周期较长、占地面积大。（4）直火干燥，利用烟道气直接干燥后作肥料，投资大、能耗高。（5）发酵干燥，通过无害化处理，生产商品有机肥或食用菌基料。发酵干燥法具有脱水能力大、电耗小、煤耗低、环保效应好等特点。

根据猪粪的生化特点，在分析对比国内外已有成熟技术的基础上，结合我国实际情况，笔者认为，宜采用固液分离、沼气处理、堆肥连续发酵和火力干燥相结合的无害化处理工艺，配备相应的机械设备，形成流水生产线，对猪粪进行固液分离、除臭、消毒灭菌和脱水干燥处理，并根据不同的用途进行资源化利用。

3.1 工艺流程

通过固液分离、沼气处理、水分调节、发酵腐熟、干燥灭菌，消化利用大量猪粪、秸秆和食用菌渣，生产烟肥、商品有机肥、食用菌基料、干猪粪等产品，实现资源的循环利用。

猪粪无害化处理及资源化利用工艺流程

3.2 固液分离

湿猪粪含水率高，不能直接进行发酵处理，需要将水分降到合适的含水量，选用高效固液分离机，除去湿猪粪中的部分废液，将湿猪粪的含水率降到72%左右，固液分离机采用重力脱水和挤压脱水相结合，分离湿猪粪中的水分和干物质，以便分别处理废液和干物质。湿猪粪从固液分离机的上部经过筛板流下，废液通过筛板的筛缝流出，干物质经过螺旋挤干，进一步除去水分。

3.3 沼气处理

从固液分离机分离出的废液含有大量的有机质，如果直接排放，会对环境产生污染，采用沼气发酵处理，可将废液中的有机质转化成沼气，作为生活生产的能源使用，使废物得到综合利用，同时解决废液的环境污染问题。

3.4 水分调节

含水率太高会使发酵周期过长，在经过固液分离后的猪粪中混入干料，使含水率降到60%以下，以利发酵。根据用途不同，所掺干料可以是干猪粪、秸秆粉、粗糠、食用菌渣、泥碳等。为了降低劳动强度和生产成本，采用各种搅拌机进行混料，主要有卧式水泥搅拌机、立式搅拌机、高湿物料自卸式搅拌机等。前两种共同的缺点是密封性差，高湿物料自卸式搅拌机是一种专利产品（专利号：ZL200520035142.8），采用全密封结构，避免臭气散发，自动上料和卸料，操作方便。

3.5 连续好氧发酵

发酵系统由大棚、发酵槽、移动式翻抛机、进出料输送机等组成，发酵槽采用砖混结构,由长方形的池子构成。发酵系统采用塑料温室大棚结构，充分利用日光，节约能源，提高发酵速度，四周密封，两端设进出口。翻抛采用升降式移动翻抛机（专利产品，专利号：ZL200620035264.1），该机由行走机构、翻抛转子、升降机构组成。这种翻抛机安装在发酵槽的导轨上，行走速度可调。猪粪在发酵大棚内进行好氧发酵，通过机械翻抛，补充足够的空气。在微生物作用下通过高温发酵使有机物腐殖化和无害化而变成腐熟肥料。微生物分解有机物的过程中，生成大量可被植物利用的有效态氮、磷、钾化合物，它是构成土壤肥力的重要活性物质。发酵槽、大棚的规格尺寸及翻抛机的规格型号根据养猪的规模来定，如表1所示。

3.6 气流干燥系统

干燥系统由直火炉、破碎机、干燥塔、分离器、除尘除臭装置、风机等组成。猪粪在干燥过程中被快速搅拌、破碎，与热气流进行快速充分热交换，迅速脱去水分。干燥尾气在除尘除臭装置内进行除尘、除臭处理，达到净化的目的，气流干燥机的规格型号如表2。

3.7 消毒灭菌

通过高温发酵和干燥加热方式进行消毒灭菌，生产过程既要保证灭菌效果和干燥效率，又要保证营养成分损失小，干燥介质温度不能太高，宜采用快速气流干燥法。

表1

表2

4 猪粪的资源化利用

经过发酵后的猪粪中含有氮、磷、钾及其他微量元素，混合其他原材料可制成高效有机复合肥。烘干后的猪粪可长期贮存，作为原料配制食用菌基料，也可作为配制烟肥、花卉肥等专用特色肥料的原料。猪粪经过无害化处理后，消除了对环境的污染，变废为宝，实现资源的循环利用；消除了猪粪对养殖场舍环境和周围农田、土壤及水资源的污染，有利于改善和保护农村及市郊生态环境，维护农业生态平衡。

〔1〕王风勤，王建彬.畜牧业中的环境污染及治理措施[J].河南畜牧兽医，2009，（9）：6～8.

〔2〕陈素华,孙铁珩,耿春女.我国畜禽养殖业引致的环境问题及主要对策[J].环境污染治理技术与设备，2003，4（5）：5～8.