畜禽粪污 收集处理与综合利用

王绍勇

（山东省沂水县行政审批服务局，山东 沂水 276400）

1 畜禽粪尿的收集

主要有水冲粪、水泡粪、干清粪和生态发酵床收集四种工艺。

1.1 水冲粪 其方法是：每天多次将进入缝隙地板下的猪粪尿用水冲入主沟，然后流进地下的贮粪池或用泵抽到地面上的贮粪池。该工艺简单，投资少，劳动强度小，但需要消耗大量的水，固液分离后废水处理难度大，固体肥料养分含量低、肥效差。该工艺已基本被淘汰。

1.2 水泡粪 该工艺是改进水冲粪的一种粪尿收集方法，主要用于猪场。其方法是：先向猪舍缝隙地板下的粪沟中注入一定量的水，生产过程中产生的粪尿、废水排放到粪沟，经1～2个月发酵可打开闸门，让粪水通过主干沟流进地下的贮粪池或用泵抽到地面上的贮粪池。该工艺劳动强度小，用水少，但粪水长时间在猪舍中滞留，产生的臭气（甲烷、硫化氢、氨气等）影响猪群健康，同时废水中污染物浓度更高，处理难度更大。

1.3 干清粪 干清粪是借助机械或人工将畜禽粪尿、冲洗水单独或一起清理出舍的一种工艺。其方法是：借助刮粪系统、履带式清粪机或人工直接将畜禽粪便清理出粪道，尿、冲洗水自下水道流出。

人工干清粪的设备简单，投资小，粪尿可直接分离，后期处理简单，但劳动量大，生产效率低，不利于规模化养殖场推广应用。机械干清粪一次性投资大，经常更换刮粪板并做好维护的情况下设备可连续使用多年，可以减轻劳动强度，适于规模化养殖场应用。

2 畜禽粪污的贮存

2.1 液体粪污的贮存 实行水冲粪工艺的养殖场，产生的液体粪污一般通过地下管道输送到地下贮粪池，或通过专用泵输送到地上贮粪池，并在贮粪池内暂存等待处理。

2.1.1 贮粪池容积和设计 贮粪池的容积根据饲养畜禽的品种、数量，粪便的产生量、贮存时间等进行计算和设计，一般根据6～8 个月的产粪量设计贮存量。污水量按照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB 18596）中集约化畜禽养殖业最高允许排水量标准计算或折算（表1、表2、表3）。

表1 集约化畜禽养殖业水冲粪工艺最高允许排水量

表2 集约化畜禽养殖业干清粪工艺最高允许排水量

表3 集约化畜禽养殖业水污染物最高允许日均排放浓度

2.1.2 贮粪池防渗处理 贮粪池要符合防渗、防漏、防雨、防晒、防蝇、防火、防爆、防臭气扩散等要求。因此贮粪池要用水泥预制，并用水泥预制板封顶，架设雨棚，做好遮阴防晒等工作。

2.2 固体粪便贮存 实行干清粪工艺的畜禽养殖场，固体粪便贮存场地建设应符合《畜禽粪便贮存设施设计要求》（GB∕T 27622-2011）。根据养殖数量、远期规划、产粪数量、存放时间等，在离养殖场最少100 m 以外、常年主导风向的下风向或侧风向处，用砖混结构或混凝土结构建造带雨棚的“n”型槽式堆粪池，周围设置与排污沟分离的排雨水沟，防止雨水径流进入堆粪池内。

3 畜禽粪污固液分离

畜禽粪污在进行好氧堆肥和无氧发酵等之前须进行预处理，通过物理或化学方法将粪污中的悬浮固体、杂草和长纤维等固形物移除。固液分离后固形物便于批量运输，制成优质有机肥，制成牛床垫料。粪污固液分离可降低污水化学耗氧量（COD），为高效厌氧发酵创造条件并减轻负荷，便于后续处理（好氧处理）后的达标排放。

3.1 固液分离技术路线 实行固液分离，移除畜禽粪污中固形物的方法有多种。借助固形物重力沉降可进行自然沉淀分离；干旱地区自然蒸发，其他地区人工加热，也可实现固液分离；使用某些化学试剂将粪污中比较小、比较轻的悬浮固形物凝集，都可实现移除粪污中悬浮固体和部分溶解固体的目的。

3.2 固液分离方法 应用广、处理效果较好的是借助机械进行物理固液分离。

3.2.1 筛分分离 筛分分离是根据粪污中固形物颗粒大小进行筛条过筛的固液分离方法。筛条间隙越小，固形物筛除率越高，但筛条越易堵塞。常用的筛分分离设备有斜筛式固液分离机和震动筛分离机。

斜筛式固液分离机的原理是当畜禽粪污由上到下经过固定的筛板（筛条排列而成）时，固形物借助自身的重力被自动筛出分离。在分离含水量、固形物大小不同的粪污时，可调节筛板的斜置角度、更换筛条间隙不同的筛板。图1 是斜板筛分离机用于畜禽粪污分离的工作原理示意图。

图1 斜板筛分离机用于畜禽粪污分离的工作原理示意图

斜板筛分离机虽然使用简单、运行成本低，但筛条易被固形物堵塞，对固形物的去除率也比较低，特别是贮粪池中存贮了一段时间的粪污更难过筛分离，其分离出的固形物仍含有很高的水分，给运输和后续处理带来不便。

震动筛分离机的基本原理和斜筛式固液分离机相同，但为了提高粪污分离效率、防止筛孔堵塞，其在水平放置的分离机上装有一个高速震动的筛板。

3.2.2 压滤分离 有带式压滤技术和螺旋挤压技术。带式压滤技术操作方便、能耗小，但费用高。粪污经过压滤后，固形物成了滤饼，含水量低，但滤带需要用高压水冲洗，其工作原理见图2。

图2 带式压滤机工作原理

螺旋挤压技术是将重力过滤、挤压过滤以及高压压榨融为一体的新型分离装置。螺旋挤压机结构简单，操作灵活，运行费用低。因螺旋压滤机密闭运行，因而噪声低，臭气排放少。

3.2.3 离心分离 借助高速旋转的沉淀式离心机将固液分离，其分离效率高，分离出的固形物含水量低，但运行成本高，难以大面积推广应用。

4 堆肥化处理

4.1 自然发酵，直接肥田 远离城镇的郊区，饲养规模小、畜禽粪便少的养殖场可掺拌部分垫料、杂草，让粪便在贮粪池中自然腐熟、发酵，也可将粪便堆在闲置的土地上，粪堆外用稀泥封严，进行厌氧发酵。经自然发酵的粪堆，堆内温度保持在40 ℃以下不再升温时，表明已基本腐熟。此法处理效率低，占用土地多，产生臭气多，只适合小规模养殖场采用。

4.2 好氧堆肥，生产有机肥 规模化蛋鸡场、肉鸡场、羊场等粪便以固形物为主的养殖场，粪便经好氧堆肥并无害化处理后，直接还田利用。常用的堆肥方式有：

4.2.1 静态堆沤 将粪便掺拌垫料等辅料，使孔隙率达到30%左右。在粪堆底部安装带有空隙的管道，管道另一头与风机相连，管道安装好后直接堆粪，粪堆高1～2 m。堆肥发酵过程中开通风机，直接给粪堆供氧，进行好氧发酵，一般4 周后发酵成功。此法运行成本低，但发酵周期长，堆沤粪肥质量不稳定，在农村分散性、集约化养殖场可以应用。

4.2.2 条垛式堆肥 畜禽粪便、堆肥辅料、菌种按适当比例混合均匀后在土质或水泥地面上堆制成长度不限、高度1～1.5 m的长条形堆垛，2～3 d 翻垛一次，进行好氧发酵，温度超过70 ℃时增加翻垛次数。该法投资小，但占地面积大，粪堆发酵和腐熟周期30 d以上，翻垛不及时会产生大量臭气。该法适用于中小规模养殖场。

4.2.3 槽式堆肥 在密闭式发酵车间内，将按比例混合好的畜禽粪便堆料混合物放在长槽式发酵槽中，借助翻抛机的往复运动不断搅拌，实现粪堆的好氧发酵和快速腐熟。

一般槽高5～8 m，深1.2～1.5 m，长60～90 m，每天翻抛1～2 次，发酵15 d 左右。槽式堆肥处理粪便量大、发酵周期短，但成本较高，适用于大型规模化养殖场。

无论是厌氧发酵堆肥还是好氧发酵处理，其排放和利用都要执行相应的标准规范。配套粪污处理土地充足的养殖场户，粪污无害化处理后还田利用的要求及限量应符合《畜禽粪便无害化处理技术规范》（GB∕T 36195）、《畜禽粪便还田技术规范》（GB∕T 25246）。

5 污水减排技术

5.1 直接还田利用 采用水泡粪收集猪粪的养殖场，贮粪池内的污水、尿液通过物理沉淀和自然发酵，沉淀出的水可供周边农田、果园浇地，池底沉淀出的粪污可作为有机肥肥田，也可和固体粪便一起使用。直接还田操作简单，投资小，但粪污处理不彻底，劳动强度大，需要较多的农田消纳粪污，一般集约化小型猪场可采用。

5.2 厌氧发酵 采用筛分收集的污水、尿液直接进入厌氧池发酵。发酵后沼气直接被利用，沼液还田，沼渣可还田，也可用于制造有机肥。

这种污水减排方法实现了“养—沼—种”的循环利用，投资小，运行费用低，但需有与饲养规模配套、容积足够大的贮粪池，适合常年气温较高地区的中小规模猪场采用。

5.3 厌氧-好氧处理 污水、尿液先经厌氧发酵，处理后的污水、尿液再经好氧及自然处理系统处理，符合国家和地方排放标准后，即可达标排放或作灌溉用水使用。处理工艺见图3。该法处理效果好，适用于各地区的各种养殖场，但所用设备多、投资大。

图3 厌氧——好氧深度处理流程图

6 沼渣和沼液利用

沼气工程是以养殖场粪污为原料，以生产沼气和处理畜禽粪污为目的，实现畜禽养殖业生态良性循环的一项工程技术。这项技术是通过厌氧发酵降低粪污中的有机质，并获取干净能源沼气。在处理粪污、制备沼气的过程中，产生的沼渣和沼液要科学利用。

6.1 沼渣利用 畜禽粪污发酵生产沼气后的剩余固形物就是沼渣，其包括未完全分解的畜禽粪便、微生物菌体及辅料，含有丰富的腐殖酸、蛋白质、氮、钾等有机和无机营养成分。

6.1.1 用作肥料 沼渣中含有丰富的有机质和腐殖质，施入土壤后可改善土壤团粒结构和理化性质，可松土、培土、改土。沼渣中没有硝酸盐，是生产有机蔬菜、无公害绿色农产品的优质肥料。用沼渣做基肥可改善土壤肥力，防止养分流失，其可直接开沟挖穴作追肥，还可与碳酸氢铵、过磷酸钙堆沤，提高肥效。

6.1.2 配制营养土 多种花卉、蔬菜、特种农作物在育苗时都要用到营养土。使用腐熟度好、质地细腻的沼渣与肥沃的大田土按1∶3比例掺拌配制而成的土壤，能很好地满足育苗需要，而且还能预防枯萎病、立枯病和多种地下害虫，可起到壮苗作用。

6.1.3 栽培食用菌 沼渣不仅含有丰富的植物生长所需的营养，且质地松软、酸碱度适中，是栽培食用菌的优质基质。

畜禽粪便生产沼气后，挖取滞留在沼气池内3 个月以上、没有粪臭味的沼渣（不要挖取池底的沼渣，以免带入寄生虫卵），每500 kg 沼渣中掺拌入粉碎的稻草或麦秸150 kg、棉籽壳1.5 kg、石膏6 kg、石灰2.5 kg后可直接栽培蘑菇。

6.1.4 做牛场垫料 沼渣晒干后可做牛床、运动场的铺设垫料，以增强舒适度。

6.2 沼液利用 沼液是畜禽粪污厌氧发酵后的残留液体，含有大量的氮、磷、钾和氨基酸、维生素、水解酶等，需经一定处理后方可利用，如果直接排放会造成二次污染。

6.2.1 肥用 沼液是很好的液体肥料，大田作物、蔬菜、果树、牧草等均可用沼液进行浇灌、滴灌、渗灌，其作为液态速效肥料追施有不错的肥效。

6.2.2 浸种 沼液中含有生物活性物质和某些植物激素，可促进细胞分裂，并能消除种子携带的病原体和细菌。使用沼液浸种，种子发芽整齐，苗壮，长势旺，抗逆性强。

6.2.3 叶面喷施 畜禽粪污在沼气池内经长时间厌氧发酵，或产生铜、铁、锌、锰等微量元素及多种生物活性物质，这些产物能被植株快速吸收，并能抑制或杀死某些有害病菌和虫卵，具有很好的植保效果。■