猪场粪污无害化处理和资源化利用

现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2024/8/23 8:58:53 关注：163 评论： 我要投稿

  猪场粪污无害化处理和资源化利用
  王占东
  （单县畜牧服务中心，山东 菏泽 274300）

  现阶段，我国生猪养殖生产技术和管理水平得到大幅度提升，养殖效益增加，抗风险能力提高。然而养殖规模的扩大也导致粪污的大量产生和排放。粪污中含有的有机物、药物、添加剂残留、微生物等严重危害周边环境。因此，妥善做好猪场粪污的无害化处理，提高粪污资源利用率，不仅能够解决环境污染问题，同时还可将有害物质转化为可利用资源，变废为宝，实现生猪养殖业的可持续发展。
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  粪污无害化处理和资源化利用的意义
  INTRODUCE
  现阶段，不同区域猪场粪污无害化处理和资源化利用存在一定差异。经济发达地区、养殖规模较大的养殖场内粪污处理设备齐全，粪污处理状况良好，这和散养户间存在较大差距。中小规模养殖场人员环保意识不足，不能熟练掌握粪污无害化处理和资源化利用专业知识，导致粪污处理和利用效果差。很多养殖场内资金投入不足，建厂时未考虑粪污环保问题，导致后期改造遇到众多难题。粪污处理设施改建经费投入不足，中小型养殖场无力购入粪污处理设施，导致粪污处理工作无法顺利开展，进而影响整体环保效果。
  生猪养殖过程中粪污产生量巨大，若不及时有效处理，会对周边水源造成污染。粪污中含有大量的细菌、病毒、寄生虫，容易给生活用水带来安全隐患，导致传染病的发生和蔓延。粪污中含有的营养物质进入河流中会导致水体富营养化。另外，粪污还会影响周边空气质量。尤其夏季高温条件下粪污随意堆放会释放大量恶臭气体，影响空气质量。粪污中的有机物发酵还会释放大量有害气体，刺激人及猪群呼吸道黏膜，导致呼吸道受损，引发应激反应，进而为病原体入侵创造条件。粪污不及时处理还会导致空气中二氧化碳等温室气体增多，加剧全球变暖。粪污中含有大量有机物质，若随意堆放，这些有机物会渗入土壤，导致土壤盐化、硬化。一些未进行无害化处理的粪污直接用于田间灌溉或施肥，除降低土壤的修复力外，还会导致农作物产量下降。随着抗生素的大量使用，粪便中也含有一定量的抗生素，抗生素进入土壤中会导致地质环境改变，破坏土壤原有的生物菌群结构。此外，粪污还可导致土壤重金属超标，对生猪粪污进行无害化处理可大大降低其对水资源、空气、土壤等的污染。
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  粪污无害化处理技术
  INTRODUCE
  2.1 粪污前处理
  2.1.1 冲水工艺技术
  规模化养殖场内粪污冲洗方式包括水冲粪、水泡粪和干清粪3种。
  水冲粪工艺是将粪便、尿液和污水混合收集至粪沟内，随后用水冲洗，使粪污进入贮粪池内。该工艺能够及时有效地清除舍内的粪便和尿液，保持舍内卫生。同时有效减少劳动力投入，提高自动化管理水平。水冲粪工艺每头猪每天用水约20～25 L。
  水泡粪工艺是在排粪沟中注入一定量的水，粪尿、冲洗和饲养用水一并排放缝隙地板下的粪沟中，储存1～2个月后，打开出口的闸门，将沟中粪水排入贮粪池内。该工艺比水冲粪工艺节省用水，每头猪每天用水10～15 L。需投资自动开关闸门、污水泵等。
  干清粪是指粪便一经产生便分流，干粪由机械或人工收集、清扫、运走，尿及冲洗水则从下水道流出，分别进行处理。该工艺分为人工清粪和机械清粪。人工清粪一次性投资少，设备简单，减少清理用水、用电。机械清粪可减轻劳动强度，节约劳动力，提高工效，但投资较大。每头猪每日用水约10 L。
  2.1.2 气体除臭技术
  生猪养殖过程中猪舍及周边环境内有一定的气味。为了有效除臭，首先需对生猪粪尿和污水进行有效的收集、贮存和处理，减轻恶臭对环境的污染；其次，粪污处理过程中，可通过密闭方式减少臭气的散发，同时使用生物、化学等方法科学除臭。栽种树木花草吸收有害气体，可减少空气污染。
  2.1.3 固液分离技术
  收集到的粪水进入调节池内通过过筛或用气流将固液进行初步分离，随后使用高效固液分离机筛网再次进行固液分离。常用的固液分离机每小时处理污水量达40 m3，能够有效清除污水中较大的杂物。脱水后粪渣含水量高达65%，达到后续堆肥含水量要求。
  2.2 污水无害化处理技术
  2.2.1 厌氧消化处理
  经过固液分离后的污水需进行无害化处理达标后才可安全排放。处理前的污水属于高浓度废水，污水中含有大量的粪大肠菌群以及磷、钾、氮等有机物，本身具有极高的利用价值。首先使分离后的污水进入酸化除渣池内进行除渣处理，污水除渣后进入均质池，调节水量和水质。随后进入一级厌氧池。经过厌氧池处理去除污水中大部分生物需氧量和生化需氧量。一级厌氧池处理后的废水进入二级厌氧池内处理，可去除废水中50%以上的生物需氧量、生化需氧量和氨氮。此时的废水达到中等浓度废水标准，需进一步进行无害化处理。
  2.2.2 沼液生化处理
  将经过上述二级厌氧池处理的废水流入好氧系统，在活性微生物作用下，经过生化反应处理可去除废水中80%以上的生物需氧量、生化需氧量和氨氮。处理后的废水进一步进行人工沉淀和氧化塘处理。沉淀处理产生的沉渣排入浓缩池内降低含水率，随后堆肥处理。
  2.3 粪渣无害化处理技术
  2.3.1 腐熟堆肥技术
  固体粪渣包括干猪粪、固液分离后的粪渣、厌氧消化后的沼渣以及沼液处理后的沉渣。
  粪渣中有机干物质含量高达40%以上，含有丰富的氮、磷、钾。养殖场内固体堆肥多采用搅拌翻堆条垛式发酵工艺流程。将粪渣堆成多条平行的长6 m、高1.5 m的三角形条垛。每隔三天翻堆一次，三周后停止翻堆，让其自然后熟。稳定后的堆肥产品蛔虫卵死亡率超过95%，粪大肠菌群低于105个/kg后方可进行土地消纳。注意，对于含水量较高的粪渣在堆垛前必须使用蓬松剂调节含水量，使其控制在55%～65%内。蓬松剂可选择秸秆、稻壳、木屑、甘蔗渣等含碳量高的干料。为了提高粪渣发酵效果，要求发酵温度控制在50～70℃范围内，超过或低于该温度范围需及时翻堆供氧，调节含水量。堆肥过程中降温阶段可通过加入磷肥等酸性物料来减少氮损失。也可在堆肥中添加牛粪、羊粪，从而促进纤维素分解。
  2.3.2 生物有机肥制作技术
  生物有机肥制作是在粪渣中添加适量的微生物复合菌剂，利用微生物快速增殖，从而实现有机物的快速分解处理。将大分子有机物逐渐转变为小分子物质，同时产生生物热能。堆肥温度达到一定范围后能够有效杀灭粪便中的病原菌。矿质化合物腐蚀、质化时能够释放大量氧分，这些氧分能够对有害物质进行分解处理。
  2.3.3 沼气处理技术
  沼气处理技术是一项综合工艺处理技术。该技术是基于厌氧发酵菌分解，在此基础上通过厌氧消化将粪渣转化为沼气、沼泥和二氧化碳。沼气处理技术优点多，既能很好地保护生态环境，又能将粪便转化为有机肥料，降低饲养成本，提高养殖效益。沼气池内厌氧物质组成不同，选择的发酵方法也不同。根据沼渣组成选择干法发酵或湿法发酵。干法发酵是目前应用最为广泛的发酵方法。
  2.3.4 生物方法处理
  利用蚯蚓的消化系统，在机体蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶等消化酶作用下将发酵后的粪污快速分解成自身或其他生物易于利用的营养成分。生物处理法可产生高价值动物蛋白，也可用于生物有机肥生产。1 kg蚯蚓可将1 kg粪污在48 h内转化为有机肥。
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  粪污的资源化利用
  INTRODUCE
  3.1 沼气工程
  生产沼气是粪污资源化利用的常用方法之一。日常生活过程中可用于天然气或发电。建设沼气池，在厌氧菌的分解作用下，可将粪便中的有机物和蛋白质分解转化为可使用的沼液。再利用粪渣自动分离技术，将分离后的污水收集到沼气池内用于发电，供生猪养殖使用。
  3.2 养殖蚯蚓
  经处理后的粪便可作为蚯蚓的食物来源之一。收集的粪便洒水、捣烂，随后倒入器皿中进行发酵。发酵产生的热能能够有效杀灭粪便中的有害病原体，保留其中的有机物质。处理后作为蚯蚓养殖的浓缩饲料使用。蚯蚓养殖过程中形成的粪便也可制作成有机肥，从而形成循环生态养殖。
  3.3 猪—沼—果蔬生态养殖
  生猪养殖过程中收集的粪便进入沼气池中进行厌氧发酵处理，发酵后的残渣可作为肥料用于果蔬种植，从而提高果蔬产量和品质，实现无公害果蔬种植目标。粪污处理与使用过程中需有专业技术人员指导，避免出现农作物烧根或安全事故。
  3.4 回收粪便垫料利用
  生猪养殖过程中使用垫料可保持环境干燥，同时还能提高抗病能力。垫料中含有的微生物能够发酵分解粪污，进而减少粪污产生的恶臭，同时抑制传染病的发生。处理后的垫料中含有有益菌群，能够为生猪提供蛋白质等营养物质，在一定程度上可提高机体体质。另外，粪污垫料制作过程中需做好无害化处理，特别是将其中含有的致病菌虫卵等杀灭，确保其中只保留有益菌群，保证食用粪便垫料养殖的生物安全。
  3.5 污水肥料利用
  将生猪养殖过程中产生的污水收集后进行过滤、厌氧发酵，产生的热能将其中的致病菌杀灭后可用于农田或果林的灌溉，具有一定的肥力效果。由于污水处理和储存较为特殊，因此需要建设专门的蓄水池、氧化池，同时还应注意避免发生泄漏，危害周边环境和水源。一般在离农田较近的地方建造能够更好地发挥水肥的经济效用。
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  粪污资源化利用建议
  INTRODUCE
  4.1 落实主体职责
  养殖场负责人应根据国家法律法规要求对粪污进行无害化处理和资源化利用。制定合理的规划，根据养殖场规模建造化贮粪池，收集的粪污发酵生产沼液肥。养殖场需将粪污排放、利用等状况记录，上报生态环境部门和农业农村部，协同构建粪污资源化利用方法。
  4.2 强化监督管理
  相关部门监管力度不足，未能及时督促不合格养殖场整改。粪污无害化处理和资源化利用可利用大数据，建立信息化监控渠道。降低人工成本，扩大监管范围。更加全面、精准地记录粪污处理和利用情况，实现粪污去向可追溯和高效利用。
  4.3 强化技术支持
  现有的粪污资源化利用和无害化处理系统不健全，需要不断加强对粪污中有害物质的精准限制，规范粪污处理和利用方法。综合考虑养殖场所在区域的气候条件、地势、市场等，制定技术支持规划，不断提高粪污处理和利用技术水平。
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  结语
  INTRODUCE
  随着生猪养殖技术的提高，构建种养循环体系，合理处理和利用粪污，成为解决粪污污染问题的重要方式。养殖人员在对粪污进行无害化处理及资源化利用过程中应从自身实际情况出发，选择最佳的处理和利用模式。严格按照国家要求执行，做好源头减量、过程控制、末端利用工作，不断提升粪污的资源利用率，减轻对环境的危害，进而实现生猪养殖业的绿色高效发展。