畜禽粪污的无害化处理技术及资源化利用途径

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(1.舟山市定海区白泉镇畜牧兽医站，浙江定海 316000；2.舟山市定海区小沙镇畜牧兽医站； 3.定海区畜牧兽医局)

随着规模化、集约化养殖业的快速发展、畜禽粪污的无害化处理及资源化利用，已越来越受到人们的关注。一方面畜禽粪污如处理不当，不仅可影响养殖业的健康发展，还可危及人体健康；另一方面，畜禽粪便又是一种宝贵的肥料资源，通过加工处理可制造成优质有机复合肥料，具有较高的社会效益和一定的经济效益。

但是，畜禽粪便含水率高，粘附性大，气味恶臭，易成团结块，还含有大量生物酶、细菌和寄生虫卵(部分细菌和虫卵是畜禽致病的主要因素)、重金属等有毒有害物质，必须通过无害化处理，才能变废为宝，实现资源化利用的目的。

1 畜禽养殖的污染危害

畜禽养殖业对环境的影响主要是在畜禽排泄物—粪尿、固化废弃物—病畜死尸、皮毛等及畜禽产品加工过程中产生的大量废气、废水等处置不及时或处理不当而引起的危害。

1.1污染水体 畜禽粪便堆放不当或施入农田后粪便中的有机物及矿物质会随粪水及雨水，通过地表径流污染湖泊、河道、水库等地表水，或渗入土壤污染地下水。

据测定，畜禽粪便中含有氮、磷、钾、钠、镁、钙、铝、钡、铬、铜、锡、镍、铅、硫等多种元素。这些物质超过环境容量时，就会产生环境污染。尤其是氮、磷等元素可引起水体富营养化，促进藻类和其他水生生物等大量繁殖，消耗水中的溶解氧，使水体变黑发臭，导致水体的进一步污染。

1.2污染空气 畜禽粪便对空气的污染主要是粪便有机物厌氧分解产生的恶臭、有害气体以及携带病原微生物的粉尘。

研究表明，畜禽粪污中20%-30%的氮为铵态氮，易挥发损失。铵态氮的挥发提高了雨水的pH值。病原微生物主要是细菌和病毒。空气中大量的病原微生物易造成疫病流行，严重影响养殖生产和经济效益，同时危害周围居民的健康。

1.3污染土壤 近年来，由于饲料中添加的铜、锌以及各类微量元素，农田中长期施用含有大量重金属元素的畜禽粪便，引起了土壤中的重金属污染。同时，由于粪便中盐分含量较高(一般为20%～30%)，长期大量施用，又会造成土壤盐渍化。

另一方面，由于粪便中含磷量较高，N/P比例不当，极易导致磷在土壤中积累而污染土壤。堆积畜禽粪便不但占用土地，而且可直接腐蚀农田，畜禽粪便中的氮化合物在微生物作用下，可发生生化反应，结果可导致土壤硝酸盐含量增高。当畜禽粪便大量施用农田后，也可引起有机质累积，阳离子交换量增加，导致土层突然板结。

1.4有害病原微生物污染 畜禽体内的微生物主要通过消化道排出体外，粪便是微生物的主要载体。患病或带病畜禽会随粪便排出多种病菌和寄生虫卵，如大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌、禽流感病毒和马立克氏病毒，蛔虫卵和球虫卵等。

畜禽粪便中的病原微生物可以在较长时间内仍维持其感染性，如在室温条件下，马立克氏病毒可以维持100 d，多杀性巴氏杆菌可维持34 d，流感病毒在4℃环境条件下可维持30～40 d，如不及时处理，会成为危险的传染源，造成疫病传播。

1.5药物添加剂污染 为防治畜禽疾病、增强其抗病能力，畜禽饲料中通常添加抗菌素，有的还添加汞、砷等微量元素添加剂。

目前，养殖业中盲目追求畜禽生长速度而滥用药物添加剂的现象时有发生。许多药物添加剂随畜禽粪尿排出体外，若未经有效处理就用作肥料，不但污染环境，也会对人畜产生毒副作用。

2 国内外畜禽粪污处理技术的发展概况

2.1国外畜禽粪污处理开发研究概况 国外对畜禽粪便的开发研究始于20世纪40年代初，至60年代中后期，欧美、日本等发达国家已解决了鸡粪的干燥难题，并成功地将干鸡粪用于牛、猪、鱼和绵羊的饲料中，取得了较好的效果，同时各国专家学者对粪便饲料化的安全性进行了大量实验研究并得出结论：带有潜在病原菌的畜禽粪便经过适当处理后，再用作饲料是安全的。美国为此还制定了相应鸡粪饲料的标准。

目前国外粪便干燥常用的方法有：①太阳能干燥或自然通风与太阳能干燥相结合，干燥场地设有封闭的玻璃大棚，并备有可移动的搅拌机；②火力干燥，以油或煤作燃料，但成本较高，使用不普遍；③发酵脱水干燥，此法能够达到除臭、灭菌、脱水的目的，使用比较普遍。

关于粪便干燥尾气处理，目前国外主要采用方法有：①稀释分散法——利用高烟囱(50 m以上)将尾气直接排至大气中，让臭气浓度迅速降低；②燃烧法——将废气在700～800℃条件下燃烧，除去其中的臭味；③吸收法——用水或化学溶剂吸收尾气中的臭气；④吸附法——利用吸附剂(如活性炭、干鸡粪)在常温下吸附臭气。此外，还有生物法、化学法除臭等。

2.2国内畜禽粪污处理开发研究概况 我国畜禽粪便的开发研究始于20世纪80年代初，最初是将晒干的鸡粪用于猪饲料和牛、绵羊等饲料。近年来，部分地区已将鸡粪加工成有机复合肥，效果较好。

目前我国畜禽粪便干燥的主要方法有：①自然干燥或自然干燥与通风干燥相结合，生产场地设有塑料大棚并备有搅拌装置，该法成本低，但周期长(一般35～45 d)；②热喷膨化法，利用高温高压，瞬时喷爆蒸发水分、杀菌、除臭，同时可改善适口性，有利于羽毛等杂物处理；③高温高压真空干燥法，该法可同时处理鸡粪、死鸡和屠宰下脚料，一次完成消毒灭菌、干燥、粉碎、除臭，产品质量较好，按原料含水率超过30%；④快速发酵法，又称动态充氧法，该法成本低，处理后的鸡粪可作饲料或肥料，缺点是发酵前需掺入大量干料调节水分，而且所生产的产品只能现喂，不能储藏，需进一步干燥才能形成产品；⑤微波法，该法杀虫彻底，但耗能高，要求原料水分不超过35%；⑥活力干燥法，利用煤、油或燃气作燃料，直接将含水率75%～80%的湿鸡粪干燥至含水率14%以下，该法虽耗能较高，但相对于其他方法，应用较为普遍[1]。

国内“粪便干燥尾气脱臭技术”的研究起步较晚，目前主要方法有：①与养殖工艺相结合：在饲料中添加沸石、硫酸亚铁等添加剂或在新鲜畜禽粪便中添加除臭剂，使粪便本身失臭或在干燥过程中减少排出臭气；②水治法：由于干燥尾气温度高，湿度大，将废气直接通过水洗降温，不仅可除去粉尘，使部分臭气冷凝成液态溶解于水中，而且还可将溶于水中的臭气吸收，从而达到除臭目的；③稀释法：通过30m以上的高烟囱直接排放，将臭气稀释；④吸附法：利用活性炭、木屑或干鸡粪吸附臭气；⑤吸收法：通过化学溶液使臭气分解。以上方法各有优缺点，虽都能除去部分臭味，但仍不够彻底[2]。

3 畜禽粪便的无害化处理技术

3.1腐熟堆肥技术 堆肥技术是在有氧情况下，由微生物把有机物降解、转换成腐殖的生物化学处理过程。目前我国农村主要是统一堆放，发酵后作农家肥用。

堆肥技术是目前世界各国普遍采用的一种畜禽粪便处理方法，运用良好的堆制技术，可以在较短的时间内使粪便减量、脱水、无害化，取得较好的处理效果。其方法是将畜禽粪便和垫草等固体有机废弃物按一定比例堆积起来，在微生物作用下，进行生物化学反应而自然分解，随着堆内温度升高，杀灭其中的病原菌和虫卵，达到无害化并成为优质有机肥料的方法。

3.2生物有机肥制作技术 生物有机肥是在畜禽粪便中接种微生物复合菌剂，利用生化工艺和微生物技术，使有益微生物迅速繁殖，快速分解粪便中的有机质，将大分子物质变成小分子物质，产生生物热能。

生物有机肥的堆料温度一般可升至60～70℃，抑制或杀灭病菌、虫卵等有害物；并在矿质化合腐殖质化过程中，释放出氮、磷、钾和微量元素等有效养分；吸收、分解恶臭和有害物质。

3.3饲料利用技术

3.3.1青贮 将新鲜畜禽粪便与其他饲草混合装入塑料袋或其他容器内，在厌氧条件下控制含水量(40%～70%)，经过10～21 d就可完成发酵过程。青贮时，畜禽粪便与饲草或其他饲料搭配比例最好为1∶1。如果青贮时可溶性碳水化合物含量不足，则可添加9%～12%玉米粉或1%～3%糖蜜。青贮法可提高饲料的适口性和消化率，防止蛋白质损失，还可将部分非蛋白质转化成蛋白质，其营养价值高于干粪。

3.3.2脱水干燥 利用高温使粪便中的水分迅速减少、不仅能更好地保存其中的营养物质，且可抑制微生物生长，减少粪污臭气，便于运输和储存。利用日光干燥是最简便的方法，将粪便摊晒在晒场或用塑料薄膜大棚进行晾晒，晾晒过程中需经常翻动和摊散，以利通风排湿，加速水分蒸发[3]。

4 畜禽粪便的资源化利用

4.1用作高效活性有机肥 畜禽粪便通过生物好氧发酵与干燥处理，制成无公害高效活性有机肥。进行有机肥与无机肥商品化生产，用于绿色农产品生产。有机肥原料及产品主要养分含量详见表1。

表1 有机肥原料及产品主要养分含量

4.2制作再生动物饲料 畜禽粪便具有很高的营养价值，富含粗蛋白、矿物质及微量元素，对畜禽具有很好的营养作用，经过高温高压、热化、灭菌和脱臭等过程，将粪便制成粉状饲料添加剂。

畜禽粪便制作再生饲料的主要优点：一是成本低，来源广，一户多养，收集及时，新鲜无污染。如加工处理适时，成本低廉。二是可充分利用畜禽粪便中的剩余营养成分，尤其是粗蛋白、矿物质及微量元素。三是鸡粪中所含氨基酸比较完全，含量超过玉米、大麦等谷物饲料，可与动物性饲料媲美。

4.3生产动物蛋白 以蝇蛆昆虫取食利用粪便腐败物质的生物特点，生产蝇蛆产品，使粪便中的物质充分转化成虫体蛋白质或脂肪加工回收，蛆虫作为水产养殖饵料。

同时，生产蚯蚓，加工成蚯蚓粉，营养价值较高。其缺点是收集较难，劳动力投入较大。近年来，美国科学家已成功在可溶性粪肥营养成分中培养出单细胞蛋白。

4.4生产沼气 沼气生产是利用受控厌氧细菌的分解作用，将粪污中的有机物、碳水化合物、蛋白质和脂肪经过厌氧分解转化为沼气或二氧化碳。

利用畜禽粪污生产沼气，这对我国农村地区处理畜禽粪便和缓解能源压力具有重要作用，但该技术受季节影响较大，雨季和冬季效果差[4-5]。

5 结 语

由于畜禽粪便对环境污染的特殊性，不能走先污染后治理的老路，应预防为主，防治结合。我国畜禽粪便处理是在参照和引进国外先进技术、针对我国具体国情和经济状况基础上发展起来的，由于处理难度较大和各地情况差异，目前尚无适合全国各地的新型高效处理技术。

随着人们生活水平的提高和对环保要求的进一步严格，特别是随着我国生物技术水平的不断提高、有关机械及设备的进一步改进，形成高效低耗畜禽粪便处理技术是完全有可能的。可以预料，畜禽粪便的资源化、无害化处理和综合利用是今后畜禽粪便处理利用的方向，将对我国农业可持续发展、农产品质量的提高，以及环境污染的治理产生积极的推动作用。

[1] 李庆康，吴雷，刘海琴，等.集约化畜禽养殖场粪便处理利用现状及展望[J].农业环境保护，2000，19(4)：251-254.

[2] 路冶.规模化畜禽养殖业粪污处理技术措施[J].畜牧生产，2004(4)：15-16.

[3] 郭云霞，黄仁录，郝庆红.畜禽粪便的无害化资源化处理技术[J].养殖与饲料,2006,(12):49-52.

[4] 潘琼，袁兴中，李欢，等.集约化养殖场废弃物的处理及综合利用技术[J].黑龙江畜牧兽医,2006,(10):65-66.

[5] 陈明忠，翁骏基.畜禽粪便无害化处理技术及其应用[J].福建农业科学，2006,(3):59-61.