畜禽粪污处理及资源化利用现状和措施

高海娟，刘泽东，孙 蕊，王若丁，黄新育，王晓龙，李莎莎

（黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

随着我国畜牧业特别是规模化养殖业的迅猛发展，畜禽粪污排放量不断增加和集中，其所带来的生态环境问题也变得日益突出，影响了养殖场及周边环境，畜禽养殖粪便污染已成为农村面源污染的主要来源[1-3]，影响了畜牧产业的健康发展。本文阐述了畜禽粪污的危害，分析了我国畜禽养殖粪污转化利用效率低的现状和存在的问题，提出了遵循减量化、无害化的原则，力求从源头减少污染，以生产有机肥为主要利用方式和种养结合的模式，兼顾沼气化利用、生产燃料块、食用菌培养等多种模式，最大限度地进行畜禽粪污资源化利用，实现畜牧业高质量发展，推动新型生态养殖模式的健康发展。

1 畜禽粪污的危害

畜禽养殖过程中所产生的粪便含有的主要污染物包括悬浮物、有机质、盐、沉积物、细菌、病毒、微生物和氮、磷、钾等化学元素及其他养分等[4]。这些物质在畜禽粪便收集、贮存、运输过程中如果不经妥善处理会对养殖场周围的水源、空气、土壤以及农户的居住环境造成很大的危害，还会加快畜禽疾病的传播，并危及人类的健康。粪污废弃物在雨水作用下会渗透到地下水中，继而污染地下水源，不但会对人体造成危害，还会加大我国水资源的危机。畜禽粪污挥发到大气中的氨气及其他恶臭气体不仅会污染空气，还会刺激人的嗅觉器官，使人觉得不愉快，影响人的呼吸系统、消化系统等。畜禽采食饲料中的氮、磷被排出体外，氮大部分被氧化成硝酸盐，磷被吸附在土壤表面，与钙、铝等元素结合，这些物质累积在土壤里，破坏土壤结构，导致土壤板结，土壤中磷元素还会随着雨水流入江河湖泊，造成江河湖泊的藻类和浮游生物大量繁殖，威胁鱼类的生长，并产生大量有害物质。畜禽饲料添加剂及疫病防治使用的药物、疫苗中所含的重金属元素随着粪便排出体外对土壤和水体也有不良影响。

2 畜禽粪污治理及利用现状

我国是畜禽养殖大国，每年产生大量的畜禽粪便，被利用的部分多数是以自然堆积发酵形式还田或者以生产初级生物有机肥为主，少数以生产燃料块、沼气化利用等方式成为新能源，更少数被制作成牛床垫料或以培养基的形式用于食用菌生产和蝇蛆、蚯蚓的养殖。

粪污是放错地方的宝，处理得当可实现资源化利用，处理不当其价值不能得到充分发挥，不仅浪费，而且还会污染环境，带来安全隐患。随着国家对环境整治力度的加大，畜禽粪污治理及资源化利用水平较比以前有了一定提升，但总体不容客观。按照建设标准要求，养殖场都配套了粪污处理设施，但有些养殖场从利益角度考虑不愿意过多投入治污成本，治污措施比较粗放，粪污被堆放弃置，有的粪水没有达标就排放。

3 畜禽粪污治理及利用存在的问题

3.1 种养脱节

随着我国养殖业与种植业规模化发展，种养分离问题越来越突出，相当一部分养殖场没有自己的饲料种植基地，周边又没有足够的农田来消纳产生的粪污，有的养殖场周边即使有一定面积的农田，由于受传统种植观念的影响，大部分农民种地也多使用化肥，不愿使用有机肥。一是由于有机肥运输成本高，使用不方便，肥效比化肥肥效弱，见效慢，加之农村缺少青壮劳动力，有机肥特别是液态有机肥又脏又臭、劳动强度大，农民使用有机肥的积极性不高；二是有机肥播撒机械设备不配套，人工抛撒费时费力，成本高；三是有机农产品产量低，产品销售时又卖不上高价，效益降低。

3.2 畜禽养殖布局不合理

畜禽养殖业发展和粪便污染治理缺乏全局性规划和布局。养殖规模与消纳土地不匹配，即养殖场周围配套饲料地或者耕地不足，无法吸收消纳养殖场集中产生的粪污，造成大面积污染。建设的粪污无害化处理中心布局不合理，建设的粪污无害化处理中心远离养殖集中区域，粪污加工、运输成本高。随着城镇化进程的发展，原来建于村屯周边和城市郊区的部分养殖场现已经被居民区包围，导致粪污成为当地的主要污染源头。

3.3 现有的粪污处理设施没有发挥实际作用

规模养殖场按照设计要求均要建设粪污处理设施，而现实生产中，一部分养殖场粪污处理设施建设不规范，没有按照标准要求建设堆粪场、沉淀池、氧化塘等设施，存在建设规模小，与养殖产生的粪污量不匹配的情况，无法满足实际产生粪污处理需要，存储、处理能力不够。一些规模养殖场粪污处理设施运行费用较高，导致养殖场选择粪污处理设施减量工作或少量工作。有的规模场配备了沼气处理设施，但绝大部分项目投资建成后没有真正发挥其实际作用，特别是北方地区冬季需对发酵罐加温，增加了很大运行成本，产出的沼气有很多没有配套的地下沼气输送管网，不能供给周边的农户使用，只能自用，用量有限，并且产出的沼渣、沼液还需要深度处理才能达到环保要求的排放和还田标准。

3.4 畜禽粪污治理主体认识不清，过程缺乏监管

很多养殖场保护生态环境意识不强，对粪污治理主体认识不清，受追求经济效益的驱使，有些养殖场减少粪污治理投入，个别小养殖户由于其养殖数量少，存在粪污露天堆放的现象。此外，缺乏粪污处理标准化和规范化技术、手段。养殖场缺乏从事处理粪污专业技术人员。执法监督部门粪污治理法律法规宣传不到位，缺乏有效的监管手段和长效的监管机制。

4 畜禽粪污治理措施

4.1 从源头减排

应实现畜禽粪便从源头减排。首先，倡导干清粪方式；其次，研发推广安全、高效、环保、减排新型饲料产品。干清粪方法虽然没有水清粪节省人力、清粪效果好，但是产生的污水量少，符合“减量化生产”的原则，所以尽量采用干清粪方法。饲料中加入微生态制剂，可帮助畜禽更好地消化利用饲料中的营养物质，减少粪便排出量。有研究报道，饲料中添加微生态制剂（酶制剂）的情况下，每头猪氮排出量可减少10%～15%，若1 头猪自出生到体重达100 kg时，其粪便排泄量可减少15～20 kg[5]。同时饲料中添加微生态制剂能够提高畜禽对蛋白质和磷等的消化率，明显减轻粪臭味，从而减少空气污染。通过饲喂添加微生态制剂的饲料还可提高家畜的免疫力，增强抗病力，从而减少抗生素的使用。

4.2 种养结合

种养结合是将畜禽养殖产生的粪便、有机物作为生产加工有机肥的原料，为种植业提供有机肥来源，同时种植业生产的作物又能够给畜禽养殖提供饲草料的一种有机结合模式[6]。

种养结合实现了畜禽粪污的资源化利用，减少了粪污对环境的污染，种植业与养殖业各自向对方提供物质、能量，能够实现种植业和养殖业资源转化利用，形成了相互循环的生物链，提高利用价值。家畜在将饲料中有机物质的30%左右转化为畜产品的同时，其余约70%有机质作为粪尿被排出体外。这部分有机质可通过堆肥处理后形成有机肥还田，补充土壤中大量氮、磷、钾以及各种微量元素，提高地力，改良土壤，促进土壤团粒结构的形成，增强土壤调节水、肥、气、热的功能。种植业生产的大量秸秆、饲草饲料及加工后的副产品如糠麸、酒糟、粉渣等废弃物可为动物所利用，通过养殖业转化为畜产品。因此，对拥有足够种植土地的小型规模养殖场，实行种养循环一体化，利用养殖场自有或承租的土地消纳养殖粪污；针对自有土地不足、不能全部消纳粪污的大型规模养殖场，可对接周边的种植基地和农户实现粪污消纳。

4.3 集中处理

在畜牧养殖密集区发展社会化治污模式，通过市场化运作，成立专门从事粪便处理的机构或专业化治污企业，对周边多个养殖场的畜禽粪便和粪水实行专业化收集和运输，并进行集中处理和综合利用[7]。生产出有机肥或生物质燃料块等进行销售，帮助养殖场解决自身处理粪污难的问题。粪便处理的机构或专业化治污企业的畜禽粪便治理技术水平和专业化程度高，治污设施容量大，生产效率高，规模化生产效益显著。

第四，数据库的事务管理与运行管理功能。该功能特指在建立、运用与维护数据库的同时对数据库管理系统进行统一管理和控制，以此确保数据的安全性、完整性与多用户并发使用性以及发生故障后的系统恢复性。

4.4 加强资源化利用技术研发与推广

粪污无害化处理、资源化利用技术水平的提高可以实现粪污的最大化利用价值，增加畜禽养殖的经济效益。因此，应因地制宜地推广先进的畜禽粪污处理技术和循环再利用措施，实现畜禽粪污的综合利用，保护好环境，从而推动畜禽养殖产业健康可持续发展。

4.4.1 微生物除臭技术

畜禽粪便挥发出的恶臭气体污染大气，对人体呼吸、消化、内分泌及神经系统都会造成不同程度的毒害。因此，减少或消除畜禽粪便中的有毒气体和有害物质，减少空气污染、保护人类健康非常重要。微生物除臭技术是将特殊的微生物菌种喷洒到畜禽粪便表面，在微生物的作用下臭味物质被分解转化，除去臭味。微生物除臭方法投资少、运营成本低、技术简单、便于推广。徐延亮等[8]以筛选出的一组具有除臭作用的菌株作为研究对象，选择沸石粉、稻壳粉和玉米秸秆粉3种载体复配为复合菌剂，考察了载体对除臭效果的影响，结果表明玉米秸秆粉的载体性能最佳，香料配方制备的液体除臭菌剂效果最好，液体除臭菌剂在使用2 d后氨气去除率达到100%，固体菌剂效果要比液体菌剂起效慢，但因其运输方便、施用简易，也具备很好的实际使用价值。

4.4.2 肥料化处理技术

利用畜禽粪便堆肥生产有机肥，是目前粪污处理用到的最简单易操作技术，也是我国北方地区普遍采用的方法，其是以畜禽粪便废弃物为原料，应用有益活菌制剂处理畜禽粪便，在多种有益微生物作用下进行生物发酵，粪污中的有机质被分解，释放出养分，除毒除臭，高温发酵杀死病菌、虫卵、寄生虫。利用畜禽粪便发酵生产有机肥，发酵温度高，粪便无害化处理比较彻底，并且处理周期相对较短。生物有机肥营养元素齐全，具有改良土壤、增加土壤有机质、提高土壤抗风化和水侵蚀的能力，有利于提高作物产量和品质，能改善作物根际微生物菌群结构，提高植物的抗病虫能力。

4.4.3 沼气化处理技术

生产沼气是实现畜禽粪污能源化的有效途径,沼气化处理技术以畜禽养殖废弃物为原料，在有益微生物的作用下，经过除臭、腐熟、脱水等一系列化学反应，最终转变成沼气和沼渣、沼液。生产沼气过程消灭畜禽粪便中有害微生物和有机物中病原物，不仅可以对粪便进行无害化处理，还能资源化利用，产出的沼气可用于供暖、照明、炊事等居民生活使用，还可以发电，沼气提纯后可用于汽车燃料。沼渣处理后生产沼肥还田，用于生产有机农产品。沼液中含有氮、磷、钾、钙、铜、锌、铁、氨基酸和酶活性物质，是很好的液体有机肥料。

利用牛粪生产固体燃料块技术可实现粪污燃料化利用。该方法生产运营成本低、转化效果好、实用性强，经济效益和生态效益均显著。牛粪中含有没被消化的纤维素、半纤维素、木质素等，其结构比较疏松，密度小，受到外力压迫后原料进行重新排列、机械变形、塑性变形使体积变小，密度增大，可大大提高单位体积的燃烧值和产热性、抗炼性。

4.4.5 基质化处理技术

食用菌味道鲜美，营养丰富，具有很高的食用价值和药用价值。食用菌适宜生长在植物残体及其他有机废弃物上，利用畜禽粪便废料生产各种营养丰富的食用菌能够获得较好的经济效益，实现农业经济循环发展。蚯蚓是营养价值很高的蛋白质饲料原料，利用畜禽粪便养殖蚯蚓，既能促进蚯蚓的快速生长，蚯蚓又能对粪便进行分解处理，形成的蚯蚓粪可作为有机肥料，蚯蚓躯体是优质蛋白质饲料，可加工成粉或直接添加到饲料中饲喂畜禽，是一种符合生态系统平衡的循环利用方式。

4.5 加强畜禽养殖场科学规划布局

优化调整产业布局，进一步推进标准化规模养殖向粮食主产区和环境容量大的地区转移，实现布局合理化、生产规模化、养殖绿色化。畜禽养殖场的建设规模要与土地资源、饲草饲料供给能力、环境承载容量等相匹配。对新建的养殖场要充分保证其粪污的产生量与土地承载力相适应，要确保做到畜禽养殖产生的粪污能被及时处理、及时消纳。

4.6 加强法规制度建设，提升监管效能

强化宣传引导，充分利用电视、网络等多种媒体，大力宣传畜禽粪污处理和资源化利用的重要性，加强《畜禽规模养殖污染防治条例》等法律法规的宣传，增强畜禽养殖企业粪污处理的主体责任和环境保护意识。制修订畜禽养殖污染防治标准和技术规范，建立并完善粪污监测技术标准体系。总结经验，推介典型，试点示范，共同营造推进畜禽粪污无害化处理和资源化利用的良好氛围。

生态环保部门应加大执法巡查力度，加强巡查频次，对粪污处理不达标或不处理的养殖场，给予严厉打击和惩戒。设立环保举报热线，向广大人民群众公布，使全社会都关心支持畜禽粪污治理与资源化利用工作。

4.7 加大资金扶持力度

畜禽粪污治理难度大，需要资金投入多。尽管国家与地方政府投入了一定资金，但必定有限，应在资金方面加大补贴、支持力度。明确补偿范围、补偿对象、补偿标准等。将畜禽养殖污染治理需要的机械设备，如有机肥生产设备、抛撒设备、生物质燃料块生产设备等纳入农机补贴目录。支持鼓励农场、农民使用有机肥，对有机肥进行价格补贴。