畜禽养殖污染减排组合处理技术研究进展

2021-04-24常凯

环境保护与循环经济 2021年2期

常凯

（安徽省环境科学研究院安徽省污水处理技术研究重点实验室，安徽合肥 230022）

1 引言

近年来我国畜禽养殖业迅速发展，养殖方式已经从传统的以家庭为单位进行养殖转变为规模化、集约化的养殖场生产模式，大大提高了畜禽养殖业的生产效率，使得人民生活水平显著提高。但养殖过程中所产生的如废水、有害气体等污染物已逐渐成为农村三大面源污染之一，对农村生态环境造成了严重的危害。因此如何妥善处理畜禽污染物，保证畜禽养殖业的健康与可持续发展引起了越来越多研究人员的关注。

当前，畜禽养殖污染主要由污水［1］、粪便［1］、恶臭气体［2］3 部分组成。常用粪便处理技术包括干燥法、厌氧发酵法、堆肥法和焚烧法［3-4］等，污水处理技术分为消毒法、好氧处理法和厌氧处理法［5］等，恶臭气体的防治技术一般有物理法、化学法和生物法［6］等。此外，由于养殖场的地理位置、养殖规模、饲养手段、环境容量和管理模式的不同，畜禽污染物产生、收集和排放方法也各不相同，所以仅仅通过单一的技术和形式无法满足畜禽污染物的排放要求。本文对当前使用较多的畜禽养殖污染减排组合处理技术进行了综述，以期为畜禽养殖污染物的达标排放提供参考。

2 畜禽养殖污染减排组合处理技术

2.1 粪便还田模式

粪便还田模式是通过“农牧结合”的粪便处置方式，将畜禽养殖过程中产生的粪便参照农田的耕作制度和农作物的生长周期合理科学地作为肥料还田，工艺流程见图1。这种方式既可以最大程度地实现“零排放”的目标，同时还可以减少化肥的施用量，无需专人看管，也基本无运营费用，具有极好的经济性。但是，由于肥料的施用量有限，粪便还田模式只适用于中小型的规模化养殖场。此外，相较于其他的处理方式，粪便还田模式存在传播畜禽疾病和人畜共患病的危险，在恶臭气体的处理过程中会释放一定量的硫化氢、氨等有害气体，可能会对大气环境造成一定的危害。

图1 粪便还田模式工艺流程

2.2 干燥/发酵+饲料/有机肥技术

干燥/发酵＋饲料/有机肥技术是将粪便收集后先进行预处理，然后通过高温干燥和加热烘干等方法去除粪便的恶臭味以及绝大多数的细菌，再进一步加工成动物饲料或者有机化肥等，实现粪便的无害化利用，工艺流程见图2。适用于处理牛粪和鸡粪等营养价值高且含水率低的动物粪便。该处理方法中经过高温灭菌、发酵腐熟和脱臭无害化3 个处理过程，产生的有机肥料非常安全高效，具有极高的经济价值。但是，制作有机肥料需要专业的生产设备，同时还需要专业人员维护看管以及有机肥料的运输成本，导致了该种处理技术的建设运行成本较高。因此，对于养殖规模较大的养殖场，建议优先制作商用有机肥料以提高经济效益，而在养殖规模较小的养殖场，经过发酵干燥的粪便可以通过当地周边的果园、鱼塘等就近处理。

图2 干燥/发酵＋饲料/有机肥技术工艺流程

2.3 固液分离+堆肥/发酵+有机肥技术

固液分离＋堆肥/发酵＋有机肥技术是将畜禽粪便的处理过程和有机肥的生产过程相结合的处理工艺，通过固液分离的方法将固体粪便和液体粪便分离后，分别进行沼气发酵和堆肥发酵处理，在制作有机肥的同时实现了粪便的无害化利用，工艺流程见图3。该方法工艺简单，具有投资省、操作便捷、对管理人员要求较低的优点。但该方法需要将固液污染物分开处理，因此需要分别建立沼液池和堆肥场，占地面积较大，且处理过程中可能会对环境造成二次污染，在使用过程中应结合实际情况。

图3 固液分离＋堆肥/发酵＋有机肥技术工艺流程

2.4 能源环保模式

能源环保模式是将畜禽养殖过程中产生的固体粪便以及废水分开进行处理，将固体粪便通过烘干、好氧发酵等过程制成生物质颗粒燃料和有机肥，而将废水通过好氧反应工艺（接触氧化、SBR 反应器）与厌氧反应工艺（无氧条件、UASB/EGSB 反应器）结合的处理工艺后作为回用水或者直接达标排入自然水体，工艺流程见图4。在这种模式下加工生产的有机肥以及生物质燃料颗粒市场需求量较大，具有较好的经济效益，同时污水经过无害化、减量化处理后可以有效防止二次污染的发生。

图4 能源环保模式工艺流程

能源环保模式具有处理量大、处理构筑物占地面积小的优点，但是其建设成本高、工程投资很大、运行维护费用较高、对管理人员的技术水平也有一定要求，同时由于处理水量较大，对周边排水条件要求也较高。因此该种模式适用于养殖规模大且周边没有足够土地消纳粪便的大型养殖场。

2.5 能源生态模式

能源生态模式依照“无害化、生态化、减量化、资源化”原则，通过将畜禽养殖场产生的粪便和污水分别进入不同沼气池的方式，使得养殖过程中产生的沼液和沼渣经过不同处理工艺都可以得到充分利用。通过将发酵后的沼液、沼渣与养殖业和种植业合理配置，不仅可以有效地解决畜禽养殖过程中的环境污染问题，还可以使污水净化工程成为周边农业的纽带。工艺流程见图5。