畜禽废弃物资源化利用研究进展

项显超，吴大辉

（上海康恒环境股份有限公司，上海 201703）

我国作为养殖大国，每年畜禽粪污产量巨大，可达40亿t，其中畜禽直接排泄的粪便约为18.8亿t，养殖过程中产生的污水量约为20.9亿t（生猪粪污18.88亿t，牛及其他粪污14.57亿t，家禽粪污6.25亿t）[1]。目前，对于畜禽废弃物资源化利用的模式多种多样。全国畜牧总站根据畜禽粪污资源化利用典型技术模式，总结提炼出种养结合（粪污全量还田模式、粪污堆肥利用模式、粪水肥料化利用模式、粪污能源化利用模式）、清洁回用（粪便基质化利用模式、粪便垫料化利用模式、粪便饲料化利用模式、粪便燃料化利用模式）、达标排放（粪便达标排放模式）3大类9种主推技术模式[2]。

虽然畜禽废弃物资源化利用模式得到了不断的推广，但养殖户对粪污处置的重视程度不够。近年来，随着中央环保督查力度的不断升级，环保督察组进驻各个省市，设立专门的举报电话和邮政信箱接受广大人民群众对污染问题的举报，对重要污染进行立案侦查和处罚，“回头看”行动更是进一步紧盯问题，压实责任，确保整改到位。督查期间，畜禽粪污造成的环境污染及公共卫生事件不断地被曝光，一些由于地方上怠于或者疏于监督的事件也被频繁曝光。广西、江西、甘肃、安徽、重庆、浙江等地多次爆发了畜禽养殖场扰民、偷排污染环境的事件，这些养殖场或协商拆迁，或强行拆迁，或进行整治；部分已经构成诉讼案件，例如，安徽阜阳、重庆荣昌等地已被判定怠于履行畜禽养殖污染防治监管职责违法。在环保督查的威慑下，畜禽粪污的整治将会进一步受到关注。

1 存在的问题

1.1 畜禽废弃物资源化利用率不高。

畜禽粪污资源化利用途径包括堆肥、还田、厌氧发酵、直燃发电、热解等方式，其中采用厌氧发酵的方式比较普遍。畜禽粪污资源化利用率仅有64%，仍有将近40%的粪污没有进行处置，在已资源化利用部分中，仍有多数未达到环保要求[3]。

1.2 处理模式仍存在问题

一是当前农牧结合激励机制还未真正形成[4]。种养分离，有机肥使用积极性不高（据统计，我国有机肥实际利用不足40%），粪便出售不畅，阻断了种养循环的路径。二是废弃物综合利用技术模式相对落后。我国畜禽粪便资源化利用技术研发工作起步晚，经济、高效的废弃物处理模式还不多。一些工艺在实际生产中存在工艺不配套的问题，易造成二次污染。

1.3 粪污处理投资运营费用较高

粪污处理设施投资大、运行成本高，部分养殖企业难以承受。以生猪规模养殖场为例，年出栏1万头养猪企业，粪污处理设施占养殖基础设施总投资30%～35%，平均出栏一头生猪的环保成本为25 ～ 40 元[1]。

2 发展趋势

2.1 养殖和治理趋于集中化

随着城市划分禁养区，养殖区域趋于集中化，而在环保要求威慑和粪污处理设施投资较高的情况下，农村散养逐步关停，中小规模养殖场将逐步退出市场，具备环保达标能力的大型养殖场（猪年出栏≥500口）将进一步做强做大[5]。以生猪为例，2017年，全国总共拆迁猪场超15万个，其中浙江省拆69 597个，江西省南昌、新余、吉安、高安、樟树共拆20 253个，广东省拆17 000个，福建省漳州、南平共拆13 449个。

为了加强和便于对养殖场监督和管理，部分地方已推行或拟推行生态循环产业园模式，统一管理养殖场，统一处理畜禽粪污，如辽宁伟嘉生态循环产业园、双河镇生态循环农业产业园、陆川猪生态循环产业园等。另外，国家发展和改革委员会会同原农业部制定了《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作方案（2018-2020年）》，整合中央投资专项，重点支持畜牧大县整县推进畜禽粪污资源化利用。

2.2 清粪趋于干清粪工艺

《畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设规范（试行）》（农办牧[2018]2号）、《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》（HJ 497-2009）和《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ 81-2001）要求畜禽规模养殖场采用干清粪工艺，因此现有采用水冲粪、水泡粪清粪工艺的养殖场应逐步改用干清粪工艺。干清粪工艺的投资和运行费用较低，易于管理，耗水少，并且粪便热值高，便于收集。

3 畜禽废弃物处置项目案例介绍

3.1 江西省某养殖场处理案例

该养殖场全场生猪存栏量2.5万头，母猪2 500头，每天产生猪粪尿共200 t/d。养殖场投资1 700万用于建设粪污处理系统，采用前端厌氧发酵产沼发电，后端固液分离产生沼液和沼渣。沼液产生量约为150～200 t/d，沼液通过生化池（5 000 m3）和氧化塘（20亩）处理，处理后水质COD达到100～150 mg/L，氨氮达到10 mg/L。沼渣量产生约20 m3/d，并以20元/车左右的价格卖给周边脐橙种植果农。污水处理设施的费用约为5元/t。总体上，该项目销售的附属产品获得的收益并不能覆盖成本。

3.2 信丰县古陂镇大型沼气发电项目案例

信丰县古陂镇大型沼气发电项目占地面积80亩，项目总投资约1.82亿。项目分两期建设，日处理畜禽粪便320 t，农业秸秆80 t，全年可消耗畜禽粪便11.68万t，农业秸秆2.92万t。本项目拟采用“中温高浓度混合原料厌氧发酵工艺”，工艺流程如图1所示。根据预测，按照年正常运行320 d计算，年沼气发电2 654.72万kW·h，年产有机肥3.90万t，每年可盈利2 000万元。

3.3 陆川县猪生态循环产业园案例

陆川县猪生态循环产业园规划如图2所示。陆川县猪生态循环产业园是集猪保种育种、生态养殖、固废处理、中心管理、休闲观光、饲料生产、产品精深加工、特色种养、商贸冷链物流、文化体验等十大功能于一体的生态循环产业园区。园区总占地面积3 059亩，投资约为15亿。园区设置了中心管理区、核心生态养殖区、固废处置中心、特色种养示范园、饲料生产加工区、食品生产加工区、冷链物流园区、商贸及陆川猪文化体验区。园区的生态养殖区，对外租赁给养殖企业使用，园区提供公用和相关配套设施，承包前段饲料提供、产品加工和后端粪污处理全套服务，运营和处理费用拟按照租金方式计取。该园区还协同周边的特色农业种植产业（药材、水果、有机蔬菜），增加盈利收入，同时可消纳有机肥和沼液肥，实现生态循环。能源方面，畜禽粪污产生的沼气可以提纯天然气，也可沼气发电供园区自用，同时园区规划在养殖场屋面设置光伏发电，实现太阳能的利用。

图1 信丰沼气发电项目工艺流程

图2 陆川县猪生态循环产业园规划

通过表1对三种不同的畜禽废弃物资源化利用模式进行对比分析。陆川项目获取粪污可靠，产生的沼液能够通过果园、蔬菜园得以消纳，同时延长产业链，提高项目收益。但园区土地需求大，项目投资较高，导致项目回报周期长，而生产环节较长，前端养殖业易受市场波动冲击。大型养殖户自建粪污处置设施，投资低，能够自行处置粪污，但运行成本高，亏损风险较大，加之缺乏专业的运行人员，容易出现污染物排放超标现象。相对而言，信丰项目虽然其前端粪污获取不可靠，后端附加产品受季节性影响较大，但其投资适中，运行可靠性强，可实现项目盈利。

综上，从可推广性、项目运营可靠性和盈利性方面考虑，信丰项目模式是最适合我国目前畜禽废弃物现状的处置模式。随着环保要求日益提高，中小型养殖户无法负担畜禽废弃物处理设施投资，面临着被关停的处境，因此趋向于依靠第三方处理设施处置废弃物。通过走访调研，笔者了解到一些养殖户愿意无偿提供粪污。为了彻底解决项目收集粪污的问题，建议畜禽废弃物资源化可借鉴市政基础设施的PPP模式，由政府来协调解决粪污收集的难题，保障第三方处置机构的粪污最低需求量，例如，政府、第三方处置机构以及养殖户签订三方粪污处置协议，确保项目正常运营。此外，笔者建议，在当地政府有采购有机肥需求时，在同等条件下应当优先采购项目产生的有机肥。这将更加有利于信丰模式的推广，提高粪污处置企业的积极性。

表1 三种畜禽废弃物处置案例条件对比

4 结论

我国作为养殖大国，畜禽废弃物产量多，畜禽废弃物的处置受到了各级政府的高度重视，畜禽废弃物的资源化利用对于企业来说既是挑战也是机遇。目前，我国畜禽废弃物资源化利用率低，处理模式也存在种养分离、废弃物综合利用技术模式相对落后等问题，但随着干清粪工艺的推行以及养殖和畜禽废弃物处理的集中化，粪污的收集困难和粪污含水率高等问题将会逐步解决。通过案例的分析比较，符合条件的区域可采用信丰模式处理畜禽废弃物。同时，笔者建议采用PPP模式来解决粪污收集难的问题，这也和农业农村部和财政部发布的《关于做好2019年畜禽粪污资源化利用项目实施工作的通知》相契合。