中小规模育肥牛场粪污处理与利用方案研究

●董志辉 曲丽晶 刘 颖

（1.舒兰市开原镇综合服务中心农业农机科 吉林 吉林 132624；2.舒兰市农产品质量安全监督检测中心 吉林 吉林 132600）

近年来，吉林省育肥牛养殖行业快速发展，并不断扩大养殖规模，衍生出大量中小规模育肥牛养殖场。在育肥牛养殖领域发展过程中，大量养殖粪污会给生态环境带来巨大危害，粪污的科学处理与资源化利用成为阻碍牛养殖业可持续发展的重要因素。大多小规模育肥牛养殖场通过直接还田的方式处理粪污。大规模养殖场则通过沼气发酵的方式处理粪污，中规模养殖场通常选择固液分离或沼气处理等方式。但是沼液容易引发二次污染，直接还田方式下可利用的田地资源日渐紧缺，所以需要合理规划中小规模育肥牛养殖场的粪污处理与利用方案。

舒兰市某中小规模育肥牛场养殖了500头育肥牛，该养殖场应用堆肥处理工艺处理固体废弃物，污水主要是在沉淀池中进行微生物臭氧发酵处理，而后利用处理后的污水浇灌牧草。该养殖场建有雨污分离的雨水沟、污水沟、集粪池，并建设了三级沉淀池、污水管道。在牛粪处理区实现地面硬化处理，并搭建棚架，供堆肥使用。购置有铲车、翻堆机等设备，并专门建有浇灌草地所需的污水渠道。该育肥牛养殖场的粪污处理及利用系统建设与运行效果优良，现对其粪污处理与利用方案进行分析，为其他中小规模育肥牛养殖场的粪污处理及利用提供一定参考。

1 粪污处理方案

中小规模育肥牛养殖场所产生的粪污包括液体部分和固体部分，液体部分有牛尿、冲洗污水等，固体部分有牛粪、污水处理设施中所残留的粪渣、污泥等。在粪污处理中，对液体和固体部分分别处理。

1.1 液体粪污处理

首先，设置雨污分离方案，通过雨水沟将雨水排出。其次，实施粪尿分离处理方案，即通过污水管道将冲洗污水和牛尿排入所设三级沉淀池中，通过微生物厌氧发酵并进行降解处理，处理后的污水浇灌牧草。

1.2 固体粪污处理

固体废弃物，包括粪渣、污泥等共同进行堆肥处理，而后实现商品化利用，其中少部分直接施入牧草地。养殖场每天清理运动坪和栏舍内的牛粪，铲至斗车中，运输至集粪池，为条垛式堆肥提供原料，按照就地取材原则选用辅料，包括经过粉碎处理的锯木屑、谷壳、菌糠，以及生物质燃料烧锅炉之后留下的炉灰等，根据标准含水率要求，按比例混合均匀，通过铲车堆条垛，规格为0.6 m×1 m×40 m，每隔1～3 d用翻堆机进行翻堆通风，以供给氧气，实现静态有氧发酵。整体工艺流程[1]：对牛粪、辅料进行前处理→首次堆积发酵（用时35 d）→转堆→二次发酵（用时20～25 d）→粉碎→分筛并去除杂质→包装成品。

2 粪污利用方案

2.1 固体粪污的利用

育肥牛养殖场在固体粪污处理中，要在综合考虑资金实力、场地条件、规模等因素基础上选择塔式、槽式、垛式等不同的堆肥处理方式。其中塔式发酵一般经过7 d即可完成发酵过程，能够充分利用热，能耗比较低，发酵速度快且可快速除臭，生产环境优良，气候因素干扰小，占地面积不大，具有较高自动化程度，还可实现持续性的进料、出料[2]。不过所需发酵塔设备造价高，并且涉及到很高的维护成本，所以目前中小规模养殖场很少采取此类处理方式。相比之下，条垛式自然发酵堆肥方式更适用于中小规模育肥牛养殖场，因为此方式所运用的工艺比较简单，可生产出粉状有机肥，将造粒等流程直接省去，有助于降低投资成本。经过处理的有机肥可直接售卖，也可用作牛床垫料。在养殖场内实现粪尿自循环，可以节约设备设施投入，减少环境污染，并能充分利用养殖废弃物资源。所以，本文侧重探讨条垛式堆肥发酵法。

在有机肥加工中，所需设备主要有翻堆设备、搅拌机、固液分离机、发酵设备等，同时还要使用到包装、筛分、粉碎混合、造粒等常用设备。该养殖场在牛粪处理中未通过干湿分离机对牛粪实现固液分离前处理，主要是因为利用干湿分离机实现固液分离后，所分离的牛粪整体含水率保持在60%～70%，虽可直接用于堆肥发酵，但和鲜牛粪相比，有机质含量偏低，所以在处理时直接从集粪池中通过铲车将牛粪运至晒粪棚，按一定比例和辅料混合，并定期翻堆，促进有氧发酵，使多余水分自然蒸发并晾干[3]。运用此方式虽然占地面积大，且生产周期较长，不过所用设备和工艺较简单，成本不高，适合有堆肥场地、远离市区的中小规模养殖场。

养殖场运用上述方案处理牛粪，堆体含水率、C/N比、pH等均和微生物生长条件相符，牛粪完全发酵后所包含的营养物质充分腐熟，且有机质含量比标准值高出将近一倍，蛔虫卵杀死率也高出标准值，粪大肠菌群低于相关标准，重金属指标也低于国家标准。另外，牛粪菌糠有机肥可用于青贮玉米、西瓜、梨子、李子、无花果、柑橘、水蜜桃、苹果、葡萄等经济作物生产。

2.2 污水的利用

养殖污水内含有大量无氮浸出物、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白等有机成分，是一种优质废水资源。养殖废水当前主要有畜地平衡、达标排放、自然处理三种处理模式。育肥牛养殖场的污水主要有挤奶机清洗水、奶牛身冲洗水、舍内冲洗水、牛粪尿等。据相关研究，育肥牛养殖场每天所产生的污水先排放到沼气池，后将多余污水用于浇灌舍下牧草，利用沼气池内上清水冲洗牛栏，可使生化需氧量、氨氮浓度、化学需氧量、蛔虫卵数指标、粪大肠菌群数等明显下降，大量节约用水[4]。虽然该养殖场未建沼气池，不过经三级沉淀池进行厌氧发酵处理后，基本上各项检测指标均达到相关标准，只有大肠杆菌数量有异。污水经过处理之后可直接经沟渠浇灌养殖场配套牧草种植基地，可获得良好的生态效益和经济效益。

3 总结

中小规模育肥牛养殖场科学制定粪污处理及利用方案，有助于推进育肥牛养殖产业可持续发展。在中小规模育肥牛养殖场建立粪污处理及利用系统，需要一定资金、人力及物力投入，需要养殖场结合自身规模、资金条件以及环境等合理确定处理方案，促进粪污资源的循环经济利用，实现粪污零排放目标。另外，相关部门要关注积极创新和研发粪污处理工艺与技术，通过微生物发酵剂等推广生物技术，从技术创新层面解决养殖粪污引发的环境污染问题。