规模化猪场粪肥处理利用工艺

2016-01-29李俊卫宁宗拔彭英霞高继伟顾本家

中国猪业 2016年11期

关键词：粪肥粪污猪舍

李俊卫那蕊陈冲宁宗拔彭英霞高继伟顾本家

（北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094）

规模化猪场粪肥处理利用工艺

李俊卫那蕊陈冲宁宗拔彭英霞高继伟顾本家

（北京京鹏环宇畜牧科技股份有限公司，北京 100094）

面对我国养猪产业快速发展与猪场粪污收集、运输、处理利用等环节的低效之间的矛盾，本文从畜牧业粪污处理政策规定、清粪工艺、粪污输送、粪污处理利用等角度入手，阐述了相关政策规定和粪污收集等内容，着重分析了尿泡粪+虹吸管道排污的清粪工艺，并在此基础上结合固液分离工艺、干物质堆肥工艺以及高效绿色存储塘工艺，提出了粪污无害化、粪肥资源化利用的综合工艺模式，为规模化猪场养殖者提供了一种简单、高效的粪肥处理利用工艺选择。

猪场粪污；清粪工艺；粪肥存储；综合利用

近年来，随着社会的发展和养猪生产工艺技术的提高，我国养猪生产业在规模上和现代化管理上都得到了快速的发展。但是猪场粪污的舍内收集、舍外运输、粪污处理利用等环节低效，导致养殖场中的粪污对环境污染越来越严重，这些已经成为困扰养殖场发展的主要问题之一。为了有效的解决猪场粪污在生产、处理、利用环节存在的问题，本文从畜牧业粪污处理政策规定、清粪工艺、粪污输送、粪污处理利用工艺入手，阐述了相关政策规定和粪污收集等内容，并着重分析了粪污处理利用的技术，为规模化猪场养殖者提供了一种简单、高效的粪肥处理利用工艺。

1 畜禽规模养殖污染防治政策规定

随着我国畜禽养殖业的不断发展，国家对畜禽养殖业的污染问题越来越重视，为有效解决畜禽养殖业的污染问题，实现对畜禽养殖业粪污的循环利用，先后制定了多项法律法规。

1.1 相关法律法规

1.1.1 《畜禽规模养殖污染防治条例》

2014年1月1日开始施行的《畜禽规模养殖污染防治条例》第十五、十六、十七、十八条明确指出：国家鼓励和支持采取粪肥还田、制取沼气、制造有机肥等方法，对畜禽养殖废弃物进行综合利用；国家鼓励和支持采取种植和养殖相结合的方式消纳利用畜禽养殖废弃物，促进畜禽粪便、污水等废弃物就地就近利用；国家鼓励和支持沼气制取、有机肥生产等废弃物综合利用以及沼渣沼液输送和施用、沼气发电等相关配套设施建设；将畜禽粪便、污水、沼渣、沼液等用作肥料的，应当与土地的消纳能力相适应，并采取有效措施，消除可能引起传染病的微生物，防止污染环境和传播疾病。1.1.2 《中华人民共和国环境保护法》

2015年1月1日开始施行的《中华人民共和国环境保护法》第四十九、五十条明确规定：畜禽养殖场、养殖小区、定点屠宰企业等的选址、建设和管理应当符合有关法律法规规定。从事畜禽养殖和屠宰的单位和个人应当采取措施，对畜禽粪便、尸体和污水等废弃物进行科学处置，防止污染环境。各级人民政府应当在财政预算中安排资金，支持农村饮用水水源地保护、生活污水和其他废弃物处理、畜禽养殖和屠宰污染防治、土壤污染防治和农村工矿污染治理等环境保护工作。

1.1.3 《土壤污染防治行动计划》

2016年5月28日公布的《土壤污染防治行动计划》规定：加强畜禽粪便综合利用，在部分生猪大县开展种养业有机结合、循环发展试点。鼓励支持畜禽粪便处理利用设施建设，到2020年，规模化养殖场、养殖小区配套建设废弃物处理设施比例达到75%以上。

1.2 误区解读

1.2.1 畜禽养殖污染治理不等于建设污水处理厂

《畜禽规模养殖污染防治条例》第十三条规定：畜禽养殖场、养殖小区应当根据养殖规模和污染防治需要，建设相应的畜禽粪便、污水与雨水分流设施，畜禽粪便、污水的贮存设施，粪污厌氧消化和堆沤、有机肥加工、制取沼气、沼渣沼液分离和输送、污水处理、畜禽尸体处理等综合利用和无害化处理设施；已经委托他人对畜禽养殖废弃物代为综合利用和无害化处理的，可以不自行建设综合利用和无害化处理设施。

以上法律规定，畜禽养殖污染治理即是建立综合利用和无害化处理措施，能够满足无害化处理要求即可，并非是要求全部建设污水处理厂。

1.2.2 粪肥还田不等于污染物排放

2008年6月1日起实施的《中国人民共和国水污染防治法》第九十一条规定：水污染是指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。水污染物，是指直接或者间接向水体排放的，能导致水体污染的物质[1-2]。

《畜禽规模养殖污染防治条例》第十八条规定：将畜禽粪便、污水、沼渣、沼液等用作肥料的，应当与土地的消纳能力相适应，并采取有效措施，消除可能引起传染病的微生物，防止污染环境和传播疫病。

以上法律规定，水污染和水污染物是指造成水质恶化的物质，这种物质不会带来任何经济价值，只会增加环境污染负荷；而粪肥还田利用是为植物和土壤提供养肥和有机质，为种植业增产增值，只要适量就不会带来污染。

从相关法律法规可以看出，国家鼓励和支持对畜禽养殖场的粪污进行循环利用以期实现零排放，这在一定程度上决定了粪污处理利用以遵循客观规律、简化处理方式、降低处理费用、减轻管理难度等为主的发展趋势。

2 清粪工艺分析及选择

2.1 清粪工艺概况及优缺点

目前，国内传统猪舍一般采用干清粪、水冲粪和水泡粪三种清粪工艺。

其中，干清粪工艺是通过机械或人工及时的收集、清除猪舍内的粪便，尿液、冲洗水则从排污管道自动排出的清粪方式。这种方式能够保持畜舍内的环境卫生、降低后续粪污处理成本、提高有机肥肥效，但是机械清粪的初建投资高、运行维护费用高，难以大面积推广。另外，人工清粪所需的劳动量大、效率低，随着当前人工成本的提高和养殖场规模的增大，人工清粪也很难再进一步推广。

水冲粪工艺是通过用水冲洗猪舍内的粪尿沟，实现对猪舍内粪尿收集的清粪方式。这种方式在保证猪舍环境干净卫生同时还降低了劳动力的投入，但是水冲粪耗水量大、后期粪污处理压力大，此种工艺已有一些相关政策规范明确禁止使用。

水泡粪工艺是指通过在畜舍内的集粪沟中注入一定量的水，稀释集粪沟收集的粪便、尿液、冲洗水，贮存一定时间后，通过粪污管道排出的清粪方式。这种方式具有劳动强度低、用水少的优点，但是粪污在厌氧环境下的集粪沟内长期停留，容易产生有害气体，导致猪舍内环境恶劣，影响猪群健康[3]。

因此，传统猪舍采用的以上三种清粪工艺都存在一定的缺陷，在集约化、规模化的养殖场中难以大规模推广利用。如何更好的清粪已经成为现代养猪业亟待解决的问题之一。

2.2 尿泡粪+虹吸管道排污工艺

该工艺主要针对传统猪舍清粪方式存在的缺点，结合国内外规模养猪场的先进实践经验，笔者团队在长期实践的基础上研发出了一套尿泡粪+虹吸管道排污的清粪工艺，尿泡粪工艺成功地解决了传统猪舍清粪工艺中的缺点。其中：尿泡粪工艺是改进后的水泡粪工艺，在新建猪场的猪舍首次投入使用时，首先向粪沟底部充入20～30 cm高的水，保证粪沟底部的有水环境；然后在正常养殖中，依靠猪尿液来实现猪粪便的软化。此工艺相对于原有的水冲粪、水泡粪工艺，能够减少70%的用水量，同时具有劳动强度低、清粪效率高的特点[4]。

虹吸管道排污是利用虹吸原理来实现猪舍内粪污有序排出的方式。虹吸管道的设计应根据猪舍内猪只数量、粪污产生量、粪沟形状来规划设计粪污区、粪污管道，同时应确保每条管道的首末段均有单向排气阀，以保证在排污的过程中形成压力差来实现虹吸排污。此外，利用虹吸管道排污还应有针对性地设计环控系统，以保证猪舍内部环境的干净卫生[5]。

2.3 尿泡粪+虹吸管道排污工艺优势

尿泡粪+虹吸管道排污工艺与传统干清粪工艺相比，具有显著节约劳动力、减少劳动强度的特点；与水冲清粪相比，具有节约用水、排污总量小、效率高的优势。同时，尿泡粪+虹吸管道排污工艺具有易操作、易维护、投资小、安装快、运行成本低、使用寿命长等特点。此外，尿泡粪+虹吸管道排污工艺利用虹吸负压原理和自然动力，无需耗费电力，减少了能源消耗。综合来看，尿泡粪+虹吸管道排污工艺是一种先进的猪场清粪收集工艺，可以用于现代化、规模化、集约化的猪场清粪环节。

3 粪肥预处理与综合利用

3.1 固液分离工艺介绍

由于从畜舍中收集的原始粪污中固体物质含量较高，难以进行直接利用或进行远距离输送，因此还需要对收集的原始粪污进行固液分离处理。猪场畜舍内的原始粪污经虹吸管道排放进入集污池，集污池内装有潜水搅拌机和潜水切割泵，通过潜水搅拌机的搅拌可使集污池内粪污混合均匀，混合均匀后的粪污再由潜水切割泵提升到固液分离机进行固液分离[6]，经过分离后的固体部分直接落到下方的皮带输送机上，然后输送至固体有机肥发酵制作车间制作固体有机肥；液体部分则输送至高效绿色存储塘，经过一定时间的存储后可以作为农田有机肥料使用。

3.2 干物质堆肥工艺介绍

固液分离后的固体部分除了可以直接进行堆肥处理外，还可以通过添加秸秆、矿物质等调节固体部分的含水率、养分含量再进行堆肥处理。固体粪污通过堆肥处理可以有效地杀灭固体部分中的有害病菌和杂草种子，堆肥处理粪污可以更好的使固体粪污得到无害化和资源化处理。经过发酵腐熟的有机肥可以直接还田作为有机肥使用，也可以经过制粒包装后作为商品有机肥销售，粪污干物质堆肥可以有效地提高粪污利用，增加经济效益和生态效益[7]。

3.3 高效绿色存储塘工艺介绍

粪肥高效绿色存储塘，是一种基于防渗防蒸发技术的畜禽粪污存储系统及方法。存储塘由安全膜、底膜、覆盖膜和报警系统组成。该工艺需要在粪污处理区域建设一个具有防渗防蒸发功能的存储塘，原始粪污经过固液分离后的液体部分排入存储塘中，液体污水经过6个月的存储熟化后形成液体有机肥，这些液体有机肥可利用粪肥抛洒车或粪污泵输送至农田进行施肥，实现循环利用。

高效绿色存储塘工艺与传统的粪污池相比具有以下优势：①符合丹麦农业建筑规范要求（103.04-30）；②密闭存储，能够有效地保留液体粪肥中的氮；③覆盖膜的设计能够有效地隔离恶臭气味对周边空气的污染，同时实现雨污分离；④完善的防渗及报警系统，能够做到杜绝粪污渗出、泄漏，不污染地下水及土壤。综合来讲，该工艺完全适合新建或原有养殖场粪污处理环节的液体粪肥循环利用要求，并符合最新的法律法规要求。