畜禽规模养殖场粪污处理利用设计要点

2021-04-13蒋尊芳

湖南畜牧兽医 2021年1期

蒋尊芳

（农业部南京设计院中南分院，湖南长沙410000）

2017 年6 月，国务院办公厅印发了《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》（国办发〔2017〕48 号），成为建国以来首个聚焦畜禽养殖环境问题的指导性文件。《意见》提出，以畜牧大县和规模养殖场为重点，以农用有机肥和农村能源为主要利用方向，全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用，加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局。近年来，全国各地深入贯彻落实《意见》精神，强化政策支持，加强技术推广，建立市场化机制，畜禽废弃物资源化利用取得了阶段性成效。但是，我国种养主体分离，种养不匹配的问题还普遍存在，粪肥还田利用“最后一公里”还没有完全打通。为推动落实《农业农村部办公厅、生态环境部办公厅关于促进畜禽粪污还田利用依法加强养殖污染治理的指导意见》(农办牧〔2019〕84 号)，2020 年 6 月，农业农村部办公厅、生态环境部办公厅联合印发《关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知》(农办牧〔2020〕23 号)。进一步明确畜禽粪污还田利用有关标准和要求，全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用。

加强畜禽规模养殖场粪污处理及利用设施建设是推动区域性畜禽粪污资源化利用的重要出发点。依据相关标准、规范界定规模生猪养殖场为年出栏500 头以上，其他畜禽根据《土地承载力测算技术指南》按存栏量折算，100 头猪相当于15 头奶牛、30 头肉牛、250 只羊、2500 只家禽。

目前，畜禽规模养殖场存在粪污处理及利用设施不配套、不健全，技术工艺不尽合理等问题，对周边居民生活环境造成了一定影响，污染防治压力依然较大。

本研究结合多年的工程设计实践，按照坚持源头减量、过程控制、末端利用的治理路径，构建起“清洁养殖—粪污发酵—清洁能源—高效肥料—作物种植”种养结合全产业链自循环模式，加强畜禽规模养殖场粪污处理利用整体设计，对区域性整体推进畜禽粪污化利用具有重要意义。

1 畜禽粪污处理利用设施建设

1.2 畜禽养殖栏舍标准化改造

为了实现清洁生产、源头减量，所有规模化养殖场需进行清洁化、标准化升级改造，实施畜禽养殖清洁生产管理，推广节料、节水等清洁养殖工艺，干清粪、刮板清粪等清洁粪污收集工艺，不同清粪工艺最高允许排水量按照GB 18596 执行；推进养殖栏舍标准化改造，包括雨污分离设施改造、漏粪地板改造、购置饮水节水设备等设施设备建设。污水宜采用暗沟或管道输送，漏粪地板面积达到三分之一以上，饮水设备可采用节水型自动饮水碗、饮水槽等。

1.2 粪污收集处理设施建设

加大过程控制力度，对规模养殖场进行粪污全量收集，实现肥料化、能源化利用，建设粪污资源化利用配套设施，包括固体粪便暂存池、污水暂存池、农家肥堆沤池、沼气池/厌氧发酵池、沉淀池、沼液储存池等设施设备的建设。粪污处理利用设施设备的建设规模必须养殖规模相配套，并确保正常运行。

1.2.1 单位畜禽粪污日产生量

单位畜禽粪污日产生量推荐值为：生猪0.01 m3，奶牛 0.045 m3，肉牛 0.017 m3，家禽 0.0002 m3，具体可根据养殖场实际情况核定。

1.2.2 粪污收集处理设施建设规模

固体粪便暂存池、污水暂存池、沼气池、沉淀池等粪污收集处理设施建设规模按式（1）计算：

V=∑Qi×Di× Ri（1）

式中：V 为养殖场内粪污收集处理设施建设规模，m3；Qi 为区域内第i 种畜禽种类的日粪污产生量，m3；Di 为区域内第i 种畜禽种类的粪污处理周期，d；Ri 为区域内第i 种畜禽种类设计存栏量，头、只。

1.2.3 粪污收集处理设施建设要求

固体粪便、污水和沼液贮存设施建设要求按照GB/T 26622、GB/T 26624 和 NY/T 2374 执行。沼气池，配套调节池、厌氧发酵罐、固液分离机、贮气设施、沼渣沼液储存池等设施设备，相关建设要求依据NY/T 1220 执行，利用沼气发电或提纯生物天然气的，根据需要配套沼气发电和沼气提纯等设施设备。

2 粪污处理工艺设计典型模式

2.1 “粪污收集—厌氧发酵—清洁能源”模式

该模式以沼气工程为核心，沼气是可再生的清洁能源，它既可替代薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，其主要成分甲烷是一种理想的清洁燃料。除直接燃烧用于炊事、供暖、照明等外，还可作为内燃机的燃料以及化工原料。以畜禽规模养殖场畜禽粪污为原料，经过调节进料浓度、温度等预处理，通过厌氧发酵工艺制取沼气，沼气用于发电或集中供气。

图1 畜禽粪污厌氧产沼工艺流程图

2.2 “粪便收集—好氧发酵—高效肥料”模式

该模式以有机肥生产为重点，好氧堆肥是通过接种菌种进行好氧发酵，分解有机物、高温杀灭致病菌和去除臭味等。堆肥阶段后期大部分有机物已被降解，由于有机物的减少及代谢产物的累积，微生物的生长及有机物的分解速度减缓，发酵温度开始降低，此时用小型装载机将发酵槽内的物料移至陈化车间进行二次发酵。制肥过程是在堆肥成品的基础上，通过添加无机肥提高其肥效和商品性，进而提高处理的经济效益。

图2 粪便堆肥发酵工艺流程图

2.3 “粪污收集—生物处理—高效肥料”模式

该模式以发酵床技术为关键，发酵床技术通过微生物发酵来降解污染物，实现污染零排放，又获得生物有机肥。消纳地紧张的规模养殖场，尤其是对于交通运输不便、田块面积分散、农作物种植具有季节性、畜禽养殖规模不大、畜禽粪污资源化利用难以实施的山区，发酵床处理畜禽粪污显得尤为重要。

畜禽规模养殖场的粪污排入调浆池，经搅拌机混合均匀后，泵入发酵床，粪污经高效菌群降解后可作为高品质的有机肥，用于农业生产，实现畜禽粪污的零排放、零污染。

图3 发酵床处理畜禽粪污工艺流程图

3 粪肥资源化利用配套要求

3.1 粪肥还田要求

为保证粪肥科学规范还田，处理之后的畜禽粪肥必须满足相关施用标准、规范，如《沼肥施用技术规范》（NY/T 2065-2011）、《畜禽粪便还田技术规范》（GB/T25246）、《有机肥料》（NY525-2012）等，才能用于土地施肥。

3.2 粪肥施用要求

粪肥的施用以土地承载能力为准则，加强畜禽粪污养分管理，建立以种养结合养分平衡管理制度，根据畜禽养殖规模，充分考虑畜禽粪污养分供给量，合理确定配套土地面积。根据不同地域现状，以土壤环境质量、作物养分需求为出发点，控制粪肥的施用时间和施用量。科学测算环境容量，进一步优化养殖密度，需要大规模扩大畜禽养殖的养殖场，采取租用土地或者与其他种植主体签订畜禽粪肥消纳协议，确保所产生的粪污能够消纳。