姚燕來，薛智勇，王衛(wèi)平，朱鳳香，洪春來，陳曉旸

浙江省規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討

姚燕來，薛智勇，王衛(wèi)平，朱鳳香，洪春來，陳曉旸

（浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021）

總結(jié)浙江省規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖中廢棄物的污染及治理狀況，提出畜禽養(yǎng)殖固體廢物處置存在的主要問題，并提出相應(yīng)的畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用新技術(shù)。

畜禽養(yǎng)殖；資源化利用；浙江

隨著我國人口數(shù)量不斷增加和經(jīng)濟快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對畜產(chǎn)品需求量逐年增大。2010年末，我國豬、牛、家禽存欄量已達到約4.6億頭、1.1億頭、53.5億只。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)朝著專業(yè)化、規(guī)模化迅猛發(fā)展，并已成為我國養(yǎng)殖業(yè)的強勁發(fā)展趨勢。但與其形成鮮明對比的是我國畜禽養(yǎng)殖廢棄物管理和處置技術(shù)發(fā)展相對滯后，近30年來由于畜禽養(yǎng)殖造成的環(huán)境污染越來越嚴重［1］。2010年第1次全國農(nóng)業(yè)污染源普查結(jié)果顯示，畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便年產(chǎn)生量達2.43億t，尿液年產(chǎn)生量達1.63億t［2］。全國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的化學(xué)需氧量、氨氮排放量分別達到1 184萬t和65萬t，占全國排放總量的比例分別為45%和25%，占農(nóng)業(yè)源的95%和79%。根據(jù) 《全國畜牧業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》，到2015年，全國畜禽養(yǎng)殖總量將達到14億頭 （豬當(dāng)量），規(guī)?；B(yǎng)殖總量將達到7億頭 （豬當(dāng)量）。按照現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖污染防治水平測算，化學(xué)需氧量、氨氮的年排放量預(yù)計將分別達到1 260萬t和80萬t。畜禽養(yǎng)殖污染已經(jīng)成為我國環(huán)境污染的重要來源。以畜禽養(yǎng)殖為重點控制農(nóng)業(yè)污染、削減農(nóng)業(yè)污染物排放總量已經(jīng)列入國家“十二五” 污染物總量控制約束性指標(biāo)［3］。

1 畜禽養(yǎng)殖污染及治理狀況

我國肉類年總產(chǎn)量已從1990年的2 857萬t增加到2013年的8 536萬t，并連續(xù)多年躍居世界第一 （圖1）。浙江省畜禽養(yǎng)殖總量較大，2012年僅生豬飼養(yǎng)量就達3 272.71萬頭，肉類總產(chǎn)量達180.80萬t，禽蛋產(chǎn)量48.14萬t，奶類 （牛奶）產(chǎn)量19.27萬t，而畜禽養(yǎng)殖規(guī)模化程度更是走在全國前列，全省蛋雞規(guī)模養(yǎng)殖比例已達94.07%，生豬規(guī)模養(yǎng)殖比例達81.13%，奶牛規(guī)模養(yǎng)殖比例達95.35%。全省畜牧業(yè)總產(chǎn)值達到549.04億元，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的20.65%。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為浙江省農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，對保障食物安全、食品供給和增加農(nóng)民收入具有重要的戰(zhàn)略作用。

畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖的快速發(fā)展，為農(nóng)民收入的增加及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展做出了重要貢獻。但是浙江省人多地少，同時由于農(nóng)業(yè)耕作方式的變更，局部地區(qū)養(yǎng)殖密度過高，畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物，嚴重超過當(dāng)?shù)赝恋爻休d能力，由此帶來的河流水源污染、農(nóng)村環(huán)境惡化等問題突出，成為 “五水共治”整治重點之一。據(jù)測算浙江省每年畜禽養(yǎng)殖糞尿的排放量高達3 000萬t，其中畜禽糞年排放量超過1 300萬t，每年需處理病死豬在163.6萬～327.3萬頭。浙江省每年畜禽養(yǎng)殖廢棄物排放中氮、磷含量高達15.07萬t和9.29萬t，但這些有機廢棄物資源化利用率不到30%。2013年初上海黃浦江死豬事件又一次敲響了畜禽養(yǎng)殖污染治理的警鐘。

浙江省十分重視畜禽養(yǎng)殖污染治理，于2002年就啟動了畜禽養(yǎng)殖污染治理，將畜禽污染治理列入生態(tài)省建設(shè)、 “811” 行動工程等，并相繼出臺了 《浙江省人民政府辦公廳關(guān)于促進商品有機肥生產(chǎn)與應(yīng)用的意見》《浙江省商品有機肥推廣應(yīng)用實施辦法》《關(guān)于加強畜禽養(yǎng)殖污染防治促進畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級的決定》《中共浙江省委浙江省人民政府關(guān)于全面實施 “河長制”進一步加強水環(huán)境治理工作的意見》 （浙委發(fā) 〔2013〕36號） 等一系列政策文件，制定了 “五水共治” 戰(zhàn)略部署，將違規(guī)養(yǎng)殖場列入 “三改一拆” 的整治范圍，各級政府對畜禽規(guī)?；B(yǎng)殖廢棄物處理利用技術(shù)研究的投入逐年增加，但目前對于規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖固體廢棄物的處置基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)規(guī)范還遠未到位，大量的畜禽養(yǎng)殖廢棄仍未能被有效地處置和利用，不僅使得廢棄物資源白白浪費，而且還造成水源、空氣污染，導(dǎo)致農(nóng)村生態(tài)環(huán)境污染加劇，加大了農(nóng)業(yè)面源污染治理壓力，更不能適應(yīng)當(dāng)前新農(nóng)村建設(shè)和“五水共治” 要求。

圖1 1990-2013年我國肉類產(chǎn)量及人均占有量的變化

2 畜禽養(yǎng)殖固體廢物處置存在的主要問題

目前好氧發(fā)酵堆肥生產(chǎn)商品有機肥仍是我國畜禽糞最主要的處置利用方式，其設(shè)施簡便、處理量大、周期短、生產(chǎn)成本相對較低，畜禽糞經(jīng)無害化高溫發(fā)酵堆腐后，含水率大幅度降低、有害病原微生物基本殺滅，運輸和施用都較為方便，但有機肥產(chǎn)品質(zhì)量需要符合NY 525-2012有機肥料標(biāo)準(zhǔn)。浙江省現(xiàn)有登記有機肥企業(yè)140家，累計年設(shè)計生產(chǎn)能力192.93萬t，2013年實際生產(chǎn)量為97.54萬t，消納畜禽糞306.00萬t。雖然近幾年來，在浙江省政府的大力支持下，浙江省商品有機肥生產(chǎn)發(fā)展迅速，產(chǎn)能不斷擴大，但全省有機肥生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計能力一般小于2萬t，大部分企業(yè)實際生產(chǎn)能力僅為0.5萬t左右，部分甚至在0.1萬t上下。由于生產(chǎn)規(guī)模較小，雖然有機肥企業(yè)數(shù)量較多，但是與浙江省畜禽糞產(chǎn)生總量相比較，處理量仍然較小，只占其中的24%左右，仍有一大部分畜禽糞未經(jīng)無害化處理就被直接利用或者釋放到環(huán)境中，造成了疫病傳播和生態(tài)環(huán)境污染的危害。另外采用常規(guī)堆肥技術(shù)需要耗費大量的木屑、礱糠等干輔料用來調(diào)節(jié)水分，近年來由于這些輔料的價格不斷上漲，加上勞動力資源、工人工資福利等諸多因素影響，商品有機肥生產(chǎn)成本不斷增加，浙江省商品有機肥企業(yè)大多數(shù)由于規(guī)模小，產(chǎn)品單一，裝備簡陋，生產(chǎn)粗放，質(zhì)量不穩(wěn)，造成企業(yè)產(chǎn)品競爭力不強，傳統(tǒng)的堆肥發(fā)酵技術(shù)用于畜禽廢棄物生產(chǎn)商品有機肥使得企業(yè)獲利空間越來越小。有些企業(yè)因為追求政府招標(biāo)采購項目，重投標(biāo)數(shù)量，輕產(chǎn)品質(zhì)量，為了加快生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)量，追求利益最大化，隨意縮短發(fā)酵周期甚至未經(jīng)堆肥發(fā)酵過程，將未經(jīng)充分發(fā)酵腐熟的有機肥作為商品有機肥出售現(xiàn)象也屢見不鮮；還有部分有機肥企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，增加有機肥重量，獲取非正當(dāng)收益，利用目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測指標(biāo)不夠完善，刻意在有機肥生產(chǎn)過程中摻土 （河道底泥、泥砂） 和粉煤灰等，有的甚至利用污水處理廠污泥進行摻混，還能套取部分污泥處置費，然后參與低價競標(biāo)。部分雜質(zhì)如污泥、粉煤灰等本身可能含有大量的重金屬、有機污染物。這些廢棄物的添加不僅未能有效解決畜禽養(yǎng)殖廢棄物的污染問題，而且嚴重侵害了農(nóng)民利益，同時使得有機肥中重金屬、有機污染物等嚴重超標(biāo)，成為農(nóng)田土壤的污染源。施用了這樣的有機肥不僅不能提升耕地質(zhì)量，而且還會破壞耕地質(zhì)量，進而成為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的重大隱患。因此在政府補貼主導(dǎo)的有機肥生產(chǎn)背景之下，推廣應(yīng)用畜禽廢棄物處理新技術(shù)，降低畜禽廢棄物處理成本，提升企業(yè)獲利空間，提高企業(yè)生產(chǎn)的積極性，并進一步擴大產(chǎn)能，同時加強有機肥質(zhì)量監(jiān)管，堅決杜絕摻假有機肥流入市場并進入農(nóng)田，才能真正有效促進浙江省畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處置和利用，減少畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染的排放，保護生態(tài)環(huán)境，成為我省“五水共治” 長效機制的重要組成部分。

3 畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用新技術(shù)

針對傳統(tǒng)畜禽糞堆肥化處理技術(shù)存在的缺陷和不足，浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所在多年研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了蠅蛆生物脫水和生物轉(zhuǎn)化處理畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物的資源化高值化利用新技術(shù)。該技術(shù)在新鮮畜禽糞便中適量接種人工繁殖孵化的蠅蛆，利用蠅蛆的消化和蠕動作用，對畜禽養(yǎng)殖廢棄物進行轉(zhuǎn)化和高效生物脫水，解決了新鮮畜禽糞含水量高、不能直接快速堆肥發(fā)酵的技術(shù)難題，取消了傳統(tǒng)堆肥調(diào)節(jié)水分對輔料的依賴。經(jīng)蠅蛆處理的新鮮畜禽糞含水率從75%左右下降至60%左右，可直接用于高溫堆肥，避免了有機肥的養(yǎng)分稀釋，生產(chǎn)的有機肥比市售普通有機肥的氮、磷、鉀養(yǎng)分總量高出30%～50%，而且含有大量小分子有機物質(zhì)，提高了有機肥的肥效，更有利于促進作物生長，有機肥料完全符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是有機農(nóng)業(yè)和綠色食品生產(chǎn)用肥的首選。采用該技術(shù)的堆肥周期比常規(guī)堆肥可縮短5 d以上，提高了堆肥效率。處理后的畜禽糞經(jīng)蛆糞分離，可同時獲得鮮蛆，能直接用于家禽、水產(chǎn)等動物飼養(yǎng)，也可用來加工蠅蛆蛋白粉，用作家禽、水產(chǎn)等動物飼料的高蛋白添加劑。蠅蛆蛋白是一種高蛋白、高脂肪、氨基酸含量較全面的動物性蛋白資源。干蠅蛆的蛋白質(zhì)含量為52%～60%，脂肪含量22%，糖類含量3.1%，氨基酸總量達到50%左右。更為重要的是它還含有殼聚糖、抗菌肽等天然活性抗菌成分，具有很好的飼用、藥用和食用價值，被譽為“動物的營養(yǎng)寶庫”。經(jīng)甲魚等高檔水產(chǎn)養(yǎng)殖試驗示范證明，應(yīng)用蠅蛆蛋白，可顯著降低甲魚的死亡率，減少病害用藥，提高甲魚的產(chǎn)量和品質(zhì)。該技術(shù)在傳統(tǒng)有機肥生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，通過工藝改進，降低了畜禽糞便的處理成本，在獲得高質(zhì)量有機肥的同時可獲得高價值的蠅蛆蛋白，實現(xiàn)了傳統(tǒng)有機肥生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級，延長了有機肥生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈，提升了有機肥企業(yè)的市場競爭能力，促進了企業(yè)處理畜禽養(yǎng)殖廢棄物的積極性。

杭州天元農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司生豬存欄量達到15萬頭，與浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作，利用 “規(guī)?；壡B(yǎng)殖處理畜禽糞技術(shù)”，將每天產(chǎn)生的80 t以上豬糞通過蠅蛆處理后，產(chǎn)出鮮蛆5 t左右、高品質(zhì)有機肥20 t以上。生產(chǎn)出的蠅蛆作為優(yōu)質(zhì)新型飼料蛋白供給家禽和高檔水產(chǎn)等養(yǎng)殖戶。據(jù)測算，蠅蛆工廠年新增產(chǎn)值500多萬元，除去設(shè)備折舊和人工等成本，能為公司新增效益50多萬元。而更重要的是，通過該技術(shù)的運用解決了公司每年近3萬t豬糞無害化處理問題。

畜禽尸體的無害化處置是畜禽養(yǎng)殖無法避免但又棘手的難題之一。目前國內(nèi)外對病死動物無害化處理主要有焚燒法、化制法、掩埋法、堿解法和發(fā)酵法，還有冰凍法和鹽腌法，但這些技術(shù)或存在無害化不徹底容易造成二次污染，或者存在處置成本高，無法大面積推廣應(yīng)用等問題。浙江省農(nóng)科院環(huán)土所與桐鄉(xiāng)市石門鎮(zhèn)同潤現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技專業(yè)合作社共建的 “養(yǎng)殖固廢資源化工程技術(shù)中心”，在病死動物經(jīng)濕法化制高溫高壓無害化處理基礎(chǔ)上，開發(fā)了 “化制生物轉(zhuǎn)化法”，利用蠅蛆生物轉(zhuǎn)化獲得昆蟲蛋白和高品質(zhì)有機肥技術(shù)，實現(xiàn)了病死畜禽無害化處理殘余物的資源化利用。為病死動物無害化處理和資源化高值化利用提供了新模式，既解決了病死動物對環(huán)境造成的污染問題，又將廢棄物實現(xiàn)資源化高值化利用。采用該技術(shù)平均每噸病死動物可生產(chǎn)鮮蠅蛆200 kg，按市場價3元·kg-1計，產(chǎn)值可達600元；同時，蠅蛆養(yǎng)殖轉(zhuǎn)化后的殘余物進一步通過高溫堆肥可生產(chǎn)出約1 t有機肥，按市場價550元·t-1計，價值550元，每噸病死動物無害化處理和資源化高值化利用后總產(chǎn)值達1 150元。工程中心年處置能力為7 000 t病死動物，全年滿負荷運行可產(chǎn)鮮蛆超過1 400 t，蠅蛆產(chǎn)值達400多萬元；同時蠅蛆養(yǎng)殖殘余物進一步堆肥可生產(chǎn)有機肥超過7 000 t，病死動物無害化處理試運行估算成本約每噸900元，經(jīng)無害化處理后的病死畜禽殘余物，再通過蠅蛆生物轉(zhuǎn)化和堆肥技術(shù)進行資源化高值化利用可有效緩解病死動物處置的經(jīng)濟壓力。與其他類似的處理方法相比，有效保證了企業(yè)對病死動物無害化處置的持續(xù)健康運行。新技術(shù)的應(yīng)用能有效避免病死動物隨意丟棄造成土壤及水體生態(tài)環(huán)境污染，同時也消除了濕化制工藝中產(chǎn)生的烘干固態(tài)物和油脂產(chǎn)品直接作為飼料或食品流入市場的潛在風(fēng)險，使病死動物的處置更科學(xué)合理、更安全高效，讓政府和百姓更放心，社會更安定。

［1］ 吳根義，廖新俤，賀德春，等.我國畜禽養(yǎng)殖污染防治現(xiàn)狀及對策 ［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2014，.33（7）：1261-1264.

［2］ 中華人民共和國環(huán)境保護部.中華人民共和國國家統(tǒng)計局，中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.第1次全國污染源普查公報［R］.北京：中華人民共和國環(huán)境保護部等，2010.

［3］ 中華人民共和國環(huán)境保護部.“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制指南 ［C］.北京：中華人民共和國環(huán)境保護部，2010.

（責(zé)任編輯：）

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0528-9017（2014）12-0000-00

文獻著錄格式：姚燕來，薛智勇，王衛(wèi)平，等.浙江省規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（1）：0-0.

2014-11-12

公益性行業(yè) （農(nóng)業(yè)）科研專項 （201203050）；國家科技支撐計劃 （2012BAC17B02-2-1）

姚燕來 （1981-），男，副研究員，博士，主要從事廢棄物資源化利用研究工作。