牛场粪便资源化利用关键技术研究

杨 旭，胡 辉，王吉英

(怀化职业技术学院，湖南 怀化 418000)

0 引言

随着我国经济的不断发展，人民群众生活质量持续提升，奶制品以及肉品在市场上的需求量越来越大，牛场的发展更加迅速，但同时也产生了诸多问题，其中最为棘手的是粪便处理。每头成年牛能够排出45～50 kg/d的新鲜粪便，每头后备牛能够排出10～20 kg/d的新鲜粪便，若牛场中有1 000头牛，排出的新鲜粪便重量是30～40 t/d，累积1年，则有1 000 t。针对牛场中的粪便，采用科学合理的技术进行处理，实现其资源化利用，不仅能够有效解决环境污染问题，还可提升牛场粪便的应用价值[1]，可见针对牛场粪便资源化利用关键技术进行研究具有重要意义。

1 牛场粪便污染主要危害

1.1 空气污染

牛粪便含有较为丰富的脂类、糖类和蛋白质，经过微生物分解能够产生硫化氢以及甲烷等多种有害气体，不仅导致牛场以及周边的环境质量受到影响，还会对牛本身以及相关人群的健康产生影响。另外，大量的有害气体排放还有可能引起酸雨和温室效应，导致生态环境受到严重破坏。

1.2 水体污染

牛粪便中含有诸多病源微生物以及重金属元素，能够转化成为亚硝酸盐或是硝酸盐类的物质，若其进入到水库、河流或是渗入到地下水中，可导致水生物的生长受到影响，甚至发生死亡。

1.3 土壤污染

牛粪便中的盐类物质若进入到土壤中，则能够使无机盐逐渐进行累积，进而导致土壤中的微孔数量减少，并出现透水性、透气性降低的情况，同时还能够导致土壤出现板结情况，甚至发生盐碱化，对于农作物的生长能够产生较为严重的不良影响，同时人畜健康也可能受到威胁[2]。

1.4 疾病传播

牛粪便中含有不同的病毒、细菌以及寄生虫卵，若不能对其进行妥善的处理，或是处理不及时，将有可能导致病原菌或者寄生虫等进行大量繁殖，从而造成疾病传播，出现公共卫生安全问题。另外，牛粪便残留的激素类、抗生素类，对于人体健康以及环境均能够造成影响。

2 牛场粪便处理技术

2.1 再生利用

针对牛场粪便实施再生利用处理用生物、物理、化学的处理形式，按照相应的流程，对新鲜的牛粪便进行处理，在充分保留营养物质的同时，将其中的有害物质去除，以便将经过处理的牛粪便应用于其他方面。

2.1.1 干燥法

1)自然干燥：收集新鲜牛粪便，将其摆放在塑料布或是水泥地面上，不定时的随意进行翻动，使其能够与氧气充分接触，并逐渐自然干燥。牛粪便完全干燥以后，可以作为燃料，对其进行粉碎处理，还可加入饲料中饲喂其他动物。

2)高温干燥：牛粪便中的含水量在70%以上，自然干燥所需要的时间较长，所以可以使用高温快速干燥机对其进行加热处理，可快速将牛粪便中的含水量降低至13%。

3)低温干燥：低温干燥属于一种用时较短的干燥方法，首先准备包含机械拌和联合气体蒸发的干燥机，将牛粪便放入其中进行干燥处理，含水量可以降低至13%[3]。

2.1.2 青贮法

青贮法属于应用效果好且简便的一种牛粪便处理方法，通过应用40%～60%的水分，以及可溶的碳水化合物，将牛粪便与饲草、农作物残体以及作物桔梗等进行青贮处理。

2.1.3 机械处理法

收集牛粪便之后，使用振动筛对其进行过滤处理，在对其加压，以实现固液分离，其中固体部分含有大量粗纤维，通过青贮或是堆积，可以作为粗饲料，液体部分中的蛋白含量极高，可以作为蛋白精饲料喂养家畜。

2.1.4 发酵处理法

采用发酵的方式对牛粪便进行处理的过程中，可以选择应用厌氧发酵和自然发酵两种类型。

1)厌氧发酵：应用该方式不仅可以节约处理工作过程中所需的动力，还可获取沼气，产生的废水和废渣也可在农业中进行应用，使化肥和农药的使用量降低。

2)自然发酵：按照7.5:4.3的比例，将无垫草的牛粪便以及碎甘草均匀混合，并于饲料池中进行密封，使其发酵成为饲料[4]。

2.1.5 生物除臭法

通过应用微生物的生理代谢功能，针对臭气主要成分进行分解及转化处理，保障其能够在安全、环保并且有效的前提下，尽量减少臭气的释放，并将臭气消除，所以也可将该方法称为“微生物除臭法”，其中主要包含堆肥除臭法、土壤除臭法、活性污泥除臭法等，其中应用频率较低的方法为锯末除臭法、泥炭土除臭法等。

1)堆肥除臭法：在进行堆肥的过程中，需要合理调节其中的含水量，并定时合理翻动牛粪便，以加快其中的堆肥进度，减少臭气的产生，且为了更加有效的避免臭气产生，还可选择直接将臭气引入到堆肥材料中。

2)土壤除臭法：臭气可以被土壤颗粒吸附，或是直接在土壤水溶液中溶解，之后受到微生物作用影响实现分解及转化。

3)活性污泥除臭法：借助处理污水的过程，应用曝气池微生物针对臭气进行分解和转化，以实现除臭的作用。

2.1.6 堆肥

堆肥是对牛粪便中含有的有机物进行处理的主要措施之一。将牛粪便以及其他有机废弃物按照相应的比例进行堆积，合理控制其中的水分、氧气、温度、酸碱度等，之后借助微生物的作用使废弃物产生生物化学反应，并逐渐实现自然分解。在此过程中，高温可以灭杀虫卵、病原菌以及蛆蛹，所以经过处理的物料可以成为优质的肥料。

2.2 资源化利用

2.2.1 生产有机肥

经过减量化处理以及无害化处理之后，动物粪便可以转化成为质量优良的有机肥料，并且可以在绿色食品以及无公害食品的生产加工中进行应用，将牛粪便作为生产有机肥料的主要原材料，不仅质量更加稳定，且生产成本较小，能够在市场上占据更大的销售空间，整体优势较为显著[5]。

2.2.2 饲料添加剂

牛粪便中含有大量牛在进食过程中尚未全面消化的物质，所以营养含量较为丰富，包括大量的矿物质、蛋白质和微量元素。为了能够对其中诸多营养物质进行充分利用，有必要针对牛粪便实施高温高压、灭菌、热化、除臭等各项处理，使其成为其他动物饲料中的添加剂，并将其适量混合于饲料中，便可应用于其他水产生物或是家禽的养殖工作。

2.2.3 生产动物蛋白

蝇蛆昆虫具有对粪便腐败物质进行取食的生物特性，所以对蝇蛆产品进行生产，将牛粪便中的物质转化成为脂肪或是虫体蛋白质进行加工回收，其中的蛆虫可以在水产养殖工作中作为饵料，而饲料中蛋白质含量较高，水产生物能够摄入的养分更加丰富，也就更利于提升水产生物养殖场中的经济效益。

2.2.4 生产沼气

对沼气进行分解的过程，需要借助厌氧细菌的控制产生分解作用，使牛粪便中的脂肪、蛋白质以及碳水化合物均能够受此影响转化成为二氧化碳或是沼气。当前我国多数农村地区均存在能源数量少而畜禽粪便数量多的情况，以此为基础，对沼气进行生产，更有利于对能源与畜禽粪便之间的关系进行平衡，也可以有效解决能源量少、粪便数量多以及环境污染等问题，但从实际上来看，当前农村地区的沼气生产技术不够先进，应用过程中受季节影响较大，仍然不能在多数地区进行广泛应用[6]。

3 牛场粪便资源化利用

3.1 汽车动力

当前在世界范围内均存在石油价格持续上涨的情况，所以在对石油进行积极开发的同时，还应寻找一种可以对石油起到替代作用的新能源。当前根据行业内的研究，牛粪便产生的能源或可替代汽油，在牛粪中提炼有机甲烷，可以作为汽车动力，并且生产费用更低，不会出现刺激性气味，CO2排出量较小，由此，不仅可缓解能源压力，还能使传统汽油动力导致的环境污染问题得到有效改善。

3.2 沼气发电

当前风力、火力以及水利均已经成为发电的重要途径，随着技术的发展，牛粪产出的沼气也可作为供电途径之一，使用牛粪产出的沼气进行发电，可以对温室气体的排放进行有效控制，使环境得到更加有效的保护，同时对于牛场来说，也可起到改善环境和提升经济效益的作用。

3.3 蚯蚓养殖

将牛粪便应用于蚯蚓养殖工作中，不仅可以对粪便堆放所导致的环境污染等问题进行有效解决，成品蚯蚓在生长过程中可以获取更加优质的肥料，也就更有利于蚯蚓的生长和质量的提升，所以首先需要对牛粪便进行合理的加工，并将其作为畜禽饲料，使牛粪便中大量的有机物质以及营养元素得到充分利用[7]。

3.4 供暖

我国黑龙江省哈尔滨市首先尝试将牛粪便生产制作成为燃料，并应用于供暖工作中，一年能够节约的燃煤数量约千吨，由此，不仅大幅度降低了供暖成本，牛粪便污染问题也得到了有效解决，并且在此过程中，对牛粪便生物质燃料进行加工，不会受到季节等多方面因素的限制，只要将牛粪烘干，加入粘合剂和助燃剂即可。

3.5 食用菌培养

牛粪中不仅含有大量的有机质，还包含K、P、N等多种元素，同时在其中加入稻草、秸秆等辅料进行发酵，可以将其应用于食用菌的栽培工作中。在栽培食用菌的过程中，先将牛粪便进行充分收集并晒干，与秸秆共同进行粉碎并搅拌均匀，之后添加具有较高含碳量的秸秆或稻草，再添加适量石膏以及无机肥料，经过发酵处理，即能够形成食用菌培养基。针对培养基实施分装灭菌冷却工作之后，便可应用于实际的接种培养工作中。

3.6 还田利用

对牛粪便进行合理处理之后应用于田地之中即为“还田”，该项措施有利于提升土壤中的营养物质含量，使其中的肥力更加丰富，进而使农作物的产量得到提升。例如将其应用于小麦、玉米轮作之中，经过腐熟处理的牛粪便，可以显著提升土壤中的速效磷、碱解氮等含量，进而使小麦和玉米在生长过程中获取充足的养分，以提高小麦和玉米产量，实现经济效益和环保成效的提升。

4 结语

随着人民群众生活水平的提高，牛养殖业的发展得到了大幅度提高，但是也导致环境污染问题越来越严重，特别是其中的粪便问题较为棘手，在对于牛粪便进行处理的过程中，可应用再生利用法，例如干燥发、青贮法、机械处理法等，对其进行资源化利用，牛粪便进行资源化利用，不仅能对环境问题进行有效解决，还能大幅度提升经济效益。