畜牧场粪污管理和处理方法

李 斌 李会荣 强 莉 李俊玲 （山东省饲料质量检验所 山东 济南 250022）

近年来，随着人类生活水平的不断提高，对肉蛋奶的需求量不断增加，致使畜禽生产规模愈来愈大，现代化、集约化程度愈来愈高，饲养密度及饲养量急剧增加。但在发展的同时，畜禽饲养及活体加工过程中产生的大量排泄物和废弃物，对人类、其他生物以及畜禽自身生活环境的污染总是愈来愈突出，畜牧业的污染问题非常严峻，已引起全社会的高度重视。如何处理畜禽粪便，变废为宝，实现畜牧业的可持续发展，是科技工作者和社会各界面临的重大课题。

1 畜牧场粪污的现状

粪尿污染是无公害畜产品生产的最大危害之一。我国畜禽养殖业每年平均产生粪便约17.3亿t，是每年排放工业固体废弃物(约6.34亿t)的2.7倍。特别是近年来，畜禽养殖从农户分散养殖转向规模化养殖后，导致农牧脱节、粪污密度增加。以年出栏1万头育肥猪的猪场为例，其每天产生73t污水；而饲养量为1000头的奶牛场，年产粪尿1.1万多t；1个20万只的蛋鸡场，仅成年鸡每天就要产生鸡粪近20t。畜禽粪尿中含多种污染物，主要包括粪尿厌氧分解产生的硫化氢、氨、醇类、酚类、酰胺类、胺类和吲哚等有机物，以及大量的病原菌、微生物等，这些污染物对环境造成了严重威胁。一些大中型畜禽养殖场，还分布在人口较为集中的大、中城市周围，不少粪污直接排入池塘、渠道、河流，造成水体富营养化。目前，国家有关部门开始着手治理养殖场污染问题，但还缺乏必要的污染防治措施；大多数养殖场对环境治理投入不足，往往形成了在污染问题出现后才寻求对策的被动局面。

2 畜牧场粪污管理存在的问题

2.1 治污意识不强，缺乏保障机制

畜禽粪便无害化是一项费时、费力，又需一定设备和资金的工作，许多养殖户，特别是一些规模化养殖场，要耗费大量人力、物力、财力，进行畜禽粪便的深加工经济效益差，国家又缺少相应的扶持政策，因此，许多养殖户和养殖场便随意将畜禽废弃物排入江河湖海，导致了环境的污染。另外，长期以来，各级政府和有关部门一直将城市和工业污染作为环境治理的重点，对畜禽养殖业污染防治缺乏足够的重视，没有将其及早提上议事日程。虽然国家环保总局已经公布畜禽养殖业污染物排放标准，用于监督管理畜禽粪便的排放，但是在具体实施过程中难度较大。

2.2 畜禽粪便的利用率低

近年来，我国农业中化肥日渐代替有机肥，造成了禽畜粪便的浪费并污染环境，形成了化肥与畜禽粪便双重污染。由于随着经济发展和产业结构的调整，以有机肥投入为主的传统农业逐渐被以机械化为特征的现代农业所取代。从事农业特别是传统种植业的人口大量减少，有机肥使用量也逐渐减少，取而代之的是容易进行大面积机械化播撒、肥效快的化肥。同时，在比较利益的驱动下，农村劳动力投向耕地的也明显减少，也缺乏有力机构将农民组织起来施用畜牧场的畜禽粪便。这样，在很大程度上改变了传统的种植业生产方式，农民主要施用方便干净的化肥，单位耕地上有机肥的施用量大幅度减少。

2.3 养殖场建设和规划不合理

绝大部分养殖场是在旧场的基础上逐步扩大规模发展起来的，整个场缺少规划布局，畜禽舍杂乱无章，建设也不合理。由于规模化养殖场区域布局不合理，导致规模化畜禽养殖场周边没有足够的耕地消纳吸收畜禽产生的粪污，加上没有相应的配套治污接口技术，难以形成具有多环节链接和实现粪污-沼气-肥料等综合效应的良性循环，达不到变废为宝的目的。

3 畜牧场粪污的处理办法

养殖场的畜禽粪尿及污水若处置不当，不仅对土壤、水体、大气产生严重的污染，而且还严重危害人类的健康和畜禽养殖业的生产安全。

3.1 肥料化技术

3.1.1 土地还原法 畜禽粪便还田是我国传统农业的重要环节，在改良土壤、提高农作物产量方面起着重要的作用。土壤在获得肥料的同时净化粪便，节省了粪便的处理费用。凡是周围有农田的畜禽养殖场，都要尽最大可能将粪便及污水就地用于农田，以较低的投入达到较高的生态、社会和经济效益。但是，畜禽粪便作为有机肥直接施用，其最大的障碍是含水量高、有恶臭，而且氨的大量挥发造成肥效降低，病原微生物还会对环境构成威胁。土壤的自净能力有限，施用过多粪便容易造成污染；鲜粪在土壤里发酵产热及其分解物对农作物生长发育都有不利影响，所以施用量受到很大的限制。鲜粪的利用，还受季节的影响，淡季往往没法及时、充分地利用，需要在施用前进行必要的堆制处理。

3.1.2 腐熟堆肥法 堆肥发酵处理是目前畜禽粪便处理与利用较为传统可行的方法，运用堆肥技术，可以在较短的时间内使粪便减量、脱水、无害，取得较好的处理效果。粪便经过堆放发酵，利用自身产生的温度来杀死虫卵和病原菌。传统的堆肥方法占地面积大、发酵时间长、无害化程度及肥力低，限制了粪便的使用，不适合大、中型养殖场的要求。高温堆肥处理是利用混合机将畜禽粪便和添加物质按一定比例进行混合，控制微生物活动所需的水分、酸碱度、碳氮比、空气、温度等各种环境条件，在有氧条件下，借助嗜氧微生物的作用，分解畜禽粪便及垫草中各种有机物，使堆料升温、除臭、降水，在短时间内达到矿质化和腐殖化的目的。高温堆肥处理主要受碳氮比、含水率、温度、供氧量、pH值等几方面因素的影响。高温堆肥集有机和无机物质、微生物及微量元素于一体，发酵时间短、营养全面、肥效持久，并且处理设备占地面积小，管理方便，生产成本低，预期效益好。

3.1.3 生物处理法 通过应用微生物无害化活菌制剂发酵技术处理畜禽粪便是比较科学、理想、经济实用的方法，所产生的无害化生物有机肥是一种重要的肥料资源。用于生产生物有机肥的菌种应具备对固体有机物发酵的性能，即能通过发酵作用使有机废弃物腐熟、除臭和干燥。目前，用于固体有机废物发酵的菌种主要有丝状真菌、担子菌、酵母菌和放线菌，也可采用光合细菌与上述的一些菌种制成发酵剂用于固体有机废弃物的发酵。此方法一般要求畜禽粪便中的有机质含量在30%以上，最好在50%～70%；碳氮比为30～35：1，腐熟后达到15～20：1；pH6～7.5；水分含量控制在50%左右为宜，在有些加菌发酵方法中可调节到30%～70%。如果在发酵后进行干燥、粉碎，加入一定配比的无机氮、磷、钾肥料，复混造粒就制成了另一种新型的生物有机复合肥。生产微生物有机肥料的方法有平地堆置发酵法、发酵槽发酵法、塔式发酵厢发酵法等。畜禽粪便通过生物发酵处理后消除了病菌、虫卵等有害微生物，使环境得到改善和净化。生物有机肥含有益微生物菌群，根际促生效果好、肥效高，同时富含有机、无机养分及生理活性物质，体积小、便于施用、安全无公害，能满足规模化生产和使用要求。

3.2 能源化技术

3.2.1 制作沼气 畜禽粪便中含有大量的能量，利用发酵沼气不仅可使畜禽粪便中的能量转化成可燃气体，还可避免粪尿的肥分损失。畜禽养殖场若有沼气，可用其取暖或给仔畜禽保暖，工作人员洗澡，也可用沼气烘干粪便；而沼液和沼渣可用来灌溉农田和果园，提高农作物的产量，是一种“畜禽养殖—沼气—果菜粮”的绿色生态农业模式。这种方法体现了物质与能量多层次循环利用技术，实现了畜牧业无废物、无污染生产，具有明显的经济、社会和环境效益。发酵初期，粪尿中的有机物可被沼气池中的好气性微生物分解。在氧气不足的环境中，厌气性微生物开始活动，发酵过程可分为成酸阶段、沼气和二氧化碳的生成阶段。使粪便产生沼气的条件，首先是保持无氧环境；其次是需要充足的有机物，以保证沼气菌等各种微生物正常生长和大量繁殖；第三是有机物中碳氮比适当，碳氮比一般以25：1时产气系数较高。第四是沼气菌的活动温度，沼气菌生存温度范围为8～70℃，以35℃最活跃，此时产气快且量大，发酵期约为1个月；第五是沼气池发酵物pH值保持在6.7～7.2时产气量最高。家畜粪便 经沼气发酵，其残渣中约95%的寄生虫卵被杀死，钩端螺旋体、大肠杆菌等全部或大部被杀死，同时，残渣中还保留了大部分养分，可作为饲料或肥料进行多层次利用。沼气的产生需要较高的环境温度，往往在冬季需要沼气的时候因温度低、产生沼气少，而不能满足需要。制作沼气仅适用于温度较高的地区，而在较寒冷的北方，如果制作沼气，冬天要采取其他的辅助升温措施，以增加产气量。

3.2.2 焚烧产热 干粪便直接燃烧可以产热，该方 法适合于草原地区牛、马粪便的处理。对于集约化 养殖场来说，所产生的大量粪便，其含水量高，干燥起来很困难，必须进行转化才能用作燃料。这种方法需要耗费大量的能量，推广难度大。