规模化奶牛场粪污处理方法概述

2021-03-31哈那提胡斯木汗

中国乳业 2021年9期

哈那提·胡斯木汗

沙湾市畜牧兽医站，新疆沙湾 832100

0 引言

随着我国经济的不断发展，我国对牛奶等优质蛋白产品的需求量不断增加，奶牛养殖业规模日益扩大，养殖方式不断向集约化、规模化、标准化的方向发展，随之而来所产生的粪污量也在不断增多，粪污已成为奶牛养殖地区主要的污染源。目前，我国奶牛养殖产生的粪污年产量高达几十亿吨，且利用较低，给环境造成极大的危害。因此需要加大对粪污的资源化利用，从根本上消除粪污对环境造成的污染。粪污处理可分为收集、输送、处理和利用四大环节。目前，大、中型奶牛场由于粪污排放量较大，一般采用沼气发酵方式进行处理；小规模奶牛场则一般采用粪污直接还田的方式进行处理。本文对现有奶牛场的粪污处理方法进行归纳总结，对进一步做好粪污处理工作，实现粪污低成本无害化处理，减少污染物的排放，保护环境和提高养殖经济效益具有重要意义。

1 奶牛粪污处理不当的危害

北方作为奶牛养殖的重点区域，粪污堆积较多，绝大部分粪污在未经处理后直接渗入地下，造成地下水污染，还有很多小型养殖场直接将粪污排放进临场的河流内，造成水质污染，严重影响周边居民用水安全和身体健康。

奶牛排泄的粪污中含有大量的氮、磷、钾等营养元素，大量粪污直接排放于土壤中，会导致土壤中氮、磷、钾元素过量，过量的矿物元素会改变土壤性状，影响土壤质量[1]。

粪污也会对环境空气造成污染。粪污在堆积发酵过程中，会产生氨气和二氧化硫等大量有害气体，降低环境空气质量，刺激奶牛呼吸道，导致其免疫力下降，影响牛奶品质。

2 奶牛粪污处理现状

2.1 建设规划不合理

由于奶牛养殖过度追求经济利益，忽略环境管理投入，建场初期未选择合理的建场地址，且对粪污处理设施和处理技术投入不足，造成后期环境污染严重。

2.2 粪污处理技术单一

目前由于粪污处理技术和方式落后，大部分养殖场选用直接还田处理。由于规模化程度不断提高，导致大量污染物不能及时运到农田，造成环境污染，严重制约养殖业发展[2]。

2.3 环保意识淡薄

目前我国奶牛场对粪污无害化处理意识浅薄，对国家相关部门颁布的《畜禽规模养殖污染防治条例》《中华人民共和国畜牧法》《中华人民共和国环境保护法》等法律法规知识缺乏系统性的学习，无法清楚的意识到环境保护的重要性。

3 粪污的主要处理方式

规模化奶牛场内的污染物主要是粪便、尿液和冲洗水。废水主要是来源于生活废水和冲洗废水以及尿液。废气主要来源于粪便、尿液产生的温室气体。固体废弃物主要包括粪污、沼渣等。目前规模奶牛场的粪污无害化处理方法包括土壤还原法、堆肥发酵法、饲料转化技术、生物分解法、厌氧消化处理和能源利用技术。

3.1 土壤还原法

土壤还原法是通过将奶牛粪污回收进行还田处理，以提高土壤肥力，同时净化粪污的方法。该处理方法具有低成本的优势，但由于粪污中含有较多的金属物质和病原菌，可能会通过田间食物链进入人体，危害人体健康[3]。

3.2 发酵处理法

发酵处理法是通过利用粪污中微生物的分解作用，从而最终产生有机肥料的方法。该方法可以在短时间内达到粪污脱水和无害化处理的效果。施肥过程中产生的高温可以杀死粪污中的病原菌，减少疾病的传播[4]。发酵处理后的粪污可用做牛床垫料。

制作垫料的处理模式可以分为固液分离后直接利用、好氧发酵粪污处理以及厌氧发酵粪污处理3 种模式。

（1）固液分离后直接利用模式

将收集到的粪便和污水运送到集污池内。在池内统一进行固液分离集中处理，分离后的固体粪便经过处理后可直接运回奶牛场内，用作牛床垫料二次使用。牛床垫料具有一定的水分含量要求，当水分含量较高时可通过风干处理降低含水量。但该模式容易对环境造成污染，且垫料未经杀菌消毒处理，容易存在病原菌[6]。

（2）厌氧发酵处理模式

通过厌氧发酵处理来降低污水中的有机物含量，从而使粪污达到排放标准。该发酵模式主要以厌氧发酵为主，发酵过程中产生的沼气，可用于供暖、发电。发酵产生的沼渣可用于农业肥料。在含水量低于5 0%时可用作垫料。与固液分离后直接利用模式相比，厌氧发酵处理后的粪污含有少量的细菌，安全性更高。该模式的优点在于利用率高，受外界环境影响小，且无需添加任何化学制剂，可实现安全排放。但该模式仍有很大的缺点，占地面积大，投入多，工艺流程复杂。因此实际生产过程中使用规模较小[7]。

（3）好氧发酵处理模式

通过刮板、铲车等设备，将粪便、尿液等排泄物收集至粪沟，用废水冲洗粪沟，将污水流至集污池内，再通过固液分离设备进行分离。分离后的液体输送至氧化塘发酵。分离后的固体可直接用作牛床垫料。该模式的优点在于投入能源低、利用率高。发酵后的产物可直接还田利用[8]。

3.3 其他方法

饲料转化技术主要是通过发酵将粪污中的营养素转变为奶牛可以吸收的营养物质，从而利用资源。

生物分解法主要是指通过利用土壤中的蚯蚓等动物分解粪便污染物。

厌氧消化处理是指将奶牛粪污注入化粪池内进行沉淀，通过厌氧消除其中的有机物，从而起到净化功能。

能源利用技术是指沼气化利用。通过微生物厌氧消化分解，将有机物转变为甲烷、二氧化碳，从而起到无公害化处理的目的。

4 粪污处理方式的投资成本分析

投资成本分析主要包括建设成本投入，例如牛舍、粪沟、固液分离、垫料、污水处理等设施的建设。土壤还原法处理粪污需建设氧化塘进行贮存，在经过无害化处理后才可还田。该方法主要投资成本为处理、贮存一体化设备和土地资源，建设成本低。若需长距离运输会增加运输费用。另外，该处理方法处理设备占地面积小，管理方便，生产成本低，预期效益好。土壤还原法对粪污资源的利用率较低，处理时间长，适合短距离运输还田。分离技术主要是利用沼气发电提供，通过余热回用供应降低成本。但该模式人工成本和设备的折旧费用较高，且前期需要建设沼液储存池、厌氧发酵池，购入固液分离设备等，投入成本较高[5]。饲料转化技术前期需购入搅拌机械和低温干燥机，建设干燥车间，投入成本较高。厌氧消化处理、能源利用技术和回用牛床垫料技术对处理设备要求较高，前期需建设大型沼气工程及相应处理设备、大容量的贮存设备，且对处理工艺要求高。发酵床处理技术前期还需建设高架发酵床牛舍，应用面积小，发酵时间长，成本相对较高，但后期处理成本低且不会产生任何污水。