三种畜禽粪污资源化利用模式对比

陆则基，周 敏，左媛媛，朱 智

（1.昆山市第四动物防疫站，江苏昆山 215300；2.江苏省畜牧总站，江苏南京 210017；3.中国动物卫生与流行病学中心，山东青岛 266000）

2013 年11 月，国务院出台《畜禽规模养殖污染防治条例》，规定了畜禽养殖场、养殖小区的养殖污染防治要求。2015 年，新《中华人民共和国环境保护法》开始实施，要求推动农村环境综合整治，畜禽养殖场、养殖小区要合理选址，对畜禽粪便、尸体和污水等废弃物进行科学处理，防止污染环境[1]。2017 年以来，国家相继出台《关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》《关于促进畜禽粪污还田利用依法加强养殖污染治理的指导意见》《关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知》等政策文件，进一步推进全国畜禽养殖污染防治及粪污资源化利用工作。

1 昆山市畜禽养殖基本情况

目前，昆山市共有畜禽规模养殖场5 家、畜禽养殖户15 户。规模养殖场治理以农牧循环为主，纳管排放为辅。2020 年畜禽养殖类别主要为生猪和家禽，其中生猪年存栏量为12 600 头，年出栏量为8 230 头，主要分布在3 个乡镇；家禽年存栏量为2 863 羽，年出栏量为1 796 羽，主要分布在南部水域乡镇。

2 现行三种畜禽粪污资源化利用模式

昆山市畜禽规模养殖场采用的粪污收集工艺为干清粪，畜禽养殖户采取的为水泡粪。养殖场（户）畜禽粪污主要采用以下三种模式进行资源化利用：一是“水泡粪+沼气型厌氧多级生化净化池+还田利用”，二是“干清粪+堆粪棚好氧发酵+厌氧发酵+还田利用”，三是“干清粪+好氧堆肥+厌氧发酵+制有机肥基料”。

2.1 水泡粪+沼气型厌氧多级生化净化池+还田利用

采用水泡粪粪污收集工艺，利用V 型刮板将粪污集中到集粪池，在集粪池内经过固液初步分离，沼液通过水泵进入发酵罐发酵处理，发酵罐将初步发酵后的沼液导入沼气型厌氧多级生化净化池，进行2 个月左右的净化处理。净化池由十多个串联的地埋式横压玻璃纤维增强复合材料顶水压式沼气池和生物载体填料组成。通过横混多级发酵、逐段降解、逐级净化，不断水解、酸化发酵，产生乙酸后最终产生甲烷。沼气通过管道输送至沼气发电站；沼渣经收集发酵后，用于农田施肥；净化后的沼液导入贮存池，最后通过管道喷灌还田；废气则通过配备废气收集、处理设施——空气净化器，将污染的空气吸进压力室，经压力室墙壁均匀地进入空气净化器压力室，即促进了生物的硝化和反硝化作用，除去95%臭气和95%氨气，同时过滤了100%的粉尘。本模式通过种养结合和空气净化，在解决养殖过程中固、液、气污染的同时，逐步形成了有机蔬菜种植、畜禽养殖、农业休闲的田园小综合体发展模式。

2.2 干清粪+堆粪棚好氧发酵+厌氧发酵+还田利用

畜禽规模养殖场采用干清粪粪污收集工艺，统一收集至堆粪棚。堆粪棚防雨、防渗、防漏，不污染周围环境，粪堆积发酵后，用于周边农田使用。污水处理方面，生产污染主要来自场区内的节水池，污水排入调节池爆氧后进入污水处理设施，经厌氧、好氧生化工艺处理，净化后的水再次泵入场舍水池循环再利用。具体过程如下：污水排入调节池，经格栅除去大型悬浮物后充分混合均匀，泵入微滤机去除大颗粒悬浮物，再自流进入厌氧发酵池。污水中的大部分有机污染物，在厌氧条件下经微生物降解，转化为甲烷、二氧化碳等。经过一段时间处理后，污水自流进入好氧池，从二沉池底部回流的污泥同时进入曝气池。在曝气作用下，混合液得到足够的溶解氧，并使活性污泥和污水充分接触，污水中的可溶有机污染物被活性污泥吸附，并被活性污泥上的微生物群体所分解，使污水得到净化。在二沉池内，活性污泥和已被净化的污水分离，污泥泵入污泥池，经蝶螺机脱水外运。污水从二沉池流入收集过渡池，加入混凝、絮凝剂后经过水渣二次分离，渣入渣池脱水处理，水入微氧湿地净化，净化后的水自流进入生态塘进行二次生态净化，净化后的水再次泵入场舍水池循环再利用。

2.3 干清粪+好氧堆肥+厌氧发酵+制有机肥基料

采用“平刮板+固液分离”干清粪工艺，实行粪尿分离。在猪舍内的粪沟上方加盖漏缝板，用于粪尿分离，粪便留在地板上，通过平刮板收集到场舍的一侧，收集的干粪进行堆放处理后，转运至发酵棚进行堆肥发酵，最终用于作物施肥，实现农牧循环。尿液及少量粪便漏入粪尿沟中，产生的养殖废水进入场内污水处理站处理，临时出猪废水经一体化污水处理设备处理，达到接管标准后与车辆冲洗废水、生活污水一起接市政污水管网，进入污水处理厂处理。厌氧发酵过程中产生的沼气经净化后用于场区猪舍发电使用；固液分离后的猪粪与脱水后的污泥及沼渣运至场内发酵系统制成有机肥基料。综合处理后的有机基料用作林地苗施肥及各种园艺、果蔬、花卉种植等，实现林牧循环，最终达到粪污“减量化、无害化、资源化”利用目标。

3 三种畜禽粪污资源化利用模式特点

昆山市总养殖量小，各养殖场规模有限，周边的果林、稻田、蔬菜种植等农业大田基本能够吸纳消化产生的畜禽粪污，所以三种模式均能实现粪污的再利用。然而每种模式适用的场景由畜禽类别、养殖规模、地理位置、周边环境等因素共同决定，各场可因地制宜，采用低成本、高效、可持续的粪污处理方法。

“水泡粪+沼气型厌氧多级生化净化池+还田利用”模式是当前昆山市种养结合较为常见的粪污处理模式，主要适用于蔬菜种植企业、较大的家庭农场和中小规模养殖场。一方面，消耗残次果蔬饲喂畜禽，产出优质的畜禽产品深受市场欢迎；另一方面，果蔬的种植也迫切需要畜禽养殖产生的高品质有机肥料，两者的结合完美实现了资源循环。

“干清粪+堆粪棚好氧发酵+厌氧发酵+还田利用”模式主要适用于中等规模以上养殖主体。由于周边环境无法承载产生的畜禽粪污，需要将粪污处理成干粪发酵后，通过再加工手段生产成商品有机肥。污水则需要利用污水处理设备进行脱氮、脱氨处理，以达到排放标准。该模式最大的局限在于污水处理成本高，对设备的要求也比较高，最容易因为成本及设备故障等因素导致粪污处理失败。因此，周边具有能够大量消纳养殖污水的种植面积，是保障这一模式运行的重要因素。

“干清粪+好氧堆肥+厌氧发酵+制有机肥基料”模式对污水处理设备的要求高，产生的污水最终要进入市政污水处理厂，因此管道铺设成本较高，适用于政策支持力度大、养殖规模比较固定的种畜禽场。这类养殖场在考虑良好经济效益的同时，也注重社会效益和生态效益。产生的干粪最终通过发酵制成有机肥基料，用于林地苗施肥及各种园艺、果蔬、花卉种植。

4 讨论

土壤承载力测算结果显示，目前昆山市养殖容量十分充裕。从提升种植业耕地质量、满足绿色产品需求角度出发，畜牧业在农药化肥减控、土壤地力改善、农产品质量安全提升等关键目标的实现上发挥着不可替代的作用[2]。但受资源条件、用地空间约束，昆山市在畜禽粪污资源化利用过程中还存在一些不足：养殖业与种植业空间分布脱节，增加了种养结合的难度；粪污资源化利用运转体系尚不健全，养殖企业与种植单位虽已签订协议，但尚未形成有效、成熟的市场化运营机制；粪肥合理利用及调配面临困难，农牧结合的资源利用闭环模式有待探索等。

推进畜禽粪污资源化利用要多措并举。以绿色化为导向，坚守环境保护底线，深化美丽牧场建设和国家级畜禽养殖标准化示范场建设，大力推广绿色养殖技术，应用绿色饲料，鼓励采用环境控制和综合减臭技术，确保产品绿色、生态环境绿色[3]；支持畜禽养殖场（户）配备畜禽粪污无害化处理和资源化利用设施，鼓励采取粪肥还田还林、制取沼气、生产有机肥等方式进行资源化利用，支持商品有机肥的生产和推广应用；继续推进养殖场（户）生态化改造，区域化布局和制度、模式、科技创新，构建生态高效的现代畜牧业发展新格局[4]；大力发展地方特色产业，推进质量追溯体系建设和品牌建设，促进畜禽品种和产品优质化发展[5]；拓展畜牧业新功能，积极开发新业态、新模式，推进特色畜牧业生产、加工、消费、旅游、休闲和文化体验融合，按照“提升一产、适度延伸二产、深入挖掘三产”的思路，推动产业纵深融合[6]；鼓励组建大型合作社或联合社，充分发挥大型龙头企业的引领作用，做大做强畜牧业全产业链。