异位发酵床粪污处理模式浅析

易桂花

（重庆市巴南区乡村振兴服务中心，重庆市 400055）

0 引言

近年来，受非洲猪瘟的影响和复养保供需要，生猪养殖向专业化、集约化、规模化及特大型态势加速发展，粪污产生量急剧增加，对环境污染的风险更加突出。如何做到节能、减排、降耗，为养殖户减少前期投入、降低运行成本是衡量粪污处理技术优劣的关键。资源化利用程度的高低关乎畜牧业及整个农业经济的健康发展，为此，探索建立粪污处理新模式势在必行。为有效解决生猪规模养殖环保安全问题，巴南区2021年对新建的生猪规模养殖场推广新型粪污处理技术，即“雨污分流+水污分流+异位发酵床”的新型粪污处理模式，实现了生猪养殖粪污减量化、资源化。

1 巴南区生猪养殖现状

1.1 生猪养殖产出情况

近年来，巴南区生猪产业发展步伐逐步加快，生猪产业已成为农村经济发展的支柱产业，生猪产业产值占畜牧业总产值的64%[1]。2021年全区出栏生猪18.9万头，同比增长29.7%，恢复到正常年份水平，生猪养殖结构以传统散养为主带动规模化养殖发展。由于散养户养殖水平低、污染防治要求严格，加上2018年以来全国非洲猪瘟的持续影响，给生猪供应市场带来了较大的不确定性，而规模化养殖的生猪出栏量仅4万头，不能满足市场需求，在相当长的一段时间内，给生猪供给市场带来了巨大的压力。随着市场保持持续需求、生猪散养户政策的缩紧，为巴南区规模化生猪养殖带来了较大的发展空间。

1.2 规模养殖场分布情况

巴南区2020年存栏生猪500头以上规模养殖场10家，分布在木洞、二圣、东温泉、丰盛、姜家和双河口6个镇。除双河口镇外，其余5个镇共9家规模养殖场均分布在五布河流域范围[1]。大多属于地理位置较偏远的丘陵地区，经济发展水平不高。

1.3 生猪养殖污染现状

随着我国畜禽养殖业规模化的快速发展，畜禽粪便产生的环境污染问题日益严重[2]。2020年巴南区化学需氧量排放量4 168.4 t，其中农业源排放1 190.5 t，占比28.6%，在农业源化学需氧量排放中，生猪规模化畜禽养殖排放540.3 t，占比45.4%。

2020年，巴南区生猪养殖全年粪便产生量21 400 t，通过传统厌氧发酵综合利用15 493.6 t，粪便利用率72.4%；尿液产生量7 200.0 t，通过肥水贮存发酵利用5 443.2 t，尿液利用率75.6%。从区域分布来看，二圣镇、木洞镇、姜家镇由于养殖场数量多、养殖规模大，粪尿排放量位列前三。全区有9个规模化生猪养殖场地处河流区域，养殖粪污资源化利用率不足80%，年排放氨氮9.4 t、总氮43.6 t、总磷5.5 t，如果不加强养殖场粪污综合治理，养殖粪水将流入河流，会直接造成河流水域污染。

2 异位发酵床粪污处理新模式试点情况

2.1 技术原理

异位发酵床粪污处理模式，是利用异位发酵床高温好氧微生物的发酵作用分解粪便和尿液中的有机质，同时产生热量蒸发水分，保留养分。董立婷等科研人员通过对微生物异位发酵床熟化垫料的养分含量、主要重金属含量、种子发芽率指数、蛔虫卵死亡率、粪肠大肠杆菌进行试验，分析得出：发酵处理过后的垫料营养物质丰富，总养分含量、重金属含量均达到我国有机肥料关于总养分含量及有机质的质量分数的标准，满足其作为再利用的有机肥料的基本要求，提高了农业生产的资源利用率和经济效益[2]。实现养殖场无排污、无臭味、无蚊蝇，且粪污中的病原体也在长时间的高温环境中失活，粪便变成可资源化利用的有机肥，达到污染零排放，实现粪污减量化、资源化。

异位发酵床区别于同位发酵床，把原本铺在猪舍里的垫料挪到猪舍外，放入专用垫料槽中，人工把猪粪、尿撒到垫料上进行分解清污。异位发酵床模式不仅可以有效改善同位发酵造成的易染病的潮湿环境，切断通过发酵床传染生猪疾病的途径，还可提高发酵床垫料的使用效率，并将同位发酵床垫料使用期限从3年提升至5年，最大限度地提高了资源利用率和处污能力。因此，微生物异位发酵床技术是将畜禽养殖与其废弃物处理同时进行的低排放、无污染的环保型饲养方式，异位发酵床养殖模式可以解决原位发酵床养殖模式存在的一些问题[3]。

2.2 合理性分析

生猪养殖是畜牧业重要污染源，化学需氧量和氨氮主要来源于生猪排放的粪便和尿液。规模化生猪养殖场目前主要采用“干湿分离+粪便堆积发酵+沼气池处理”技术，沼液经沉淀降解后还田还土，用于农作物种植。随着巴南区城市建设不断发展，农业种植逐渐萎缩，给沼液的消纳带来困难。

发展种养循环农业是提升农业产品品质、推动农业可持续发展的有效途径。目前巴南区农作物播种面积达到6.22万hm2，2019年巴南区生猪出栏约15万头，按生猪粪污消纳土地面积400～533 m2/头核算，仅能满足约0.67万hm2农作物用肥，农家肥、有机肥需求缺口大。按异位发酵床模式推广发展一批试点示范生猪规模养殖场，既可满足农作物所需有机肥，又可降低污染排放。

巴南区属重庆市主城，全年气温较高，异位发酵床适合在南方较热地区推广，因为猪粪发酵都在猪舍外进行，避免同位发酵床分解产热的现象。同时，异位发酵床适合在规模化养猪场使用，可通过机械化设备直接把猪粪、尿抽到发酵床垫料上，利用自动搅拌机翻垫料加速粪尿分解。

2.3 试点情况

2021年，在巴南区范围内集中选择适宜新建生猪标准化规模养殖场的地块17个。同时，在新建设标准化生猪规模养殖场时通过分设雨水分流管网，使天然水成为水资源单独排放；分设饮水滴漏分流管网，使滴漏得干净水单独排放。在圈舍外单独建设异位发酵床，将粪尿收集到异位发酵床，利用发酵菌素对粪尿（含辅料）进行发酵，通过发酵产生的高温蒸发粪尿中的水分，发酵成熟后成为有机肥。

通过推广“雨污分流+水污分流+异位发酵床”粪污处理新技术，2021年底，按照生猪出栏计算，异位发酵床粪污处理模式推广面达到60%以上，形成年产有机肥3.3万t。2021年推广“雨污分流+水污分流+异位发酵床”粪污处理新技术的规模养殖场17个，主要分布10个镇街，总面积90.86万m2。

3 结语

1）经规划选址和重新调整布局，巴南区2021年增加生猪存栏量10万头。按1头猪1 d产出3 kg粪便计算，1头猪1年产出1.1 t粪便，10万头生猪年产粪便11万t，增加产值约2.5亿元。应用异位发酵床技术对产生的粪污进行有效的处理和消纳，确保了养殖环保安全。

2）探索建立的“雨污分流+水污分流+异位发酵床”粪污处理新模式，异位发酵床技术要求高、发酵床易死床、垫料和药物投入成本较高，需要精心管护，保障发酵床正常运行才能有效处理。当前，生猪产业受到“猪周期”等因素影响，养殖场亏损严重，养殖场很有可能采取降低环保投入等降本增效措施，会一定程度影响异位发酵床粪污处理模式的有效性，势必对局部区域和流域水环境质量带来威胁。针对潜在的环保风险，需要落实养殖业主环保主体责任，加强对养殖场营运中的环境监管，实现生猪养殖绿色发展。

3）老旧规模生猪养殖场采用的传统粪污处理技术，粪污处理利用率不足80%。应加强技术改造升级，可以推广运用异位发酵床粪污处理技术，以推动绿色生态农业发展。

4）要对异位发酵床剩余的废水、生猪饮水槽中产生的废水和冲洗圈舍的生产污水进行处理，不能直接排放。可对上述废水进行管网分设集中收集、沉淀、曝气后，再种植水生蔬菜如水芹菜、水藤菜或水生植物进行净化，以确保废水处理完全，达到国家排放标准，从而推动种养良性循环发展。