王學(xué)科，路貴暢，王宏偉

甘肅省涇川縣畜牧獸醫(yī)中心，甘肅涇川744300

近幾年，甘肅涇川縣圍繞“涇川縣肉牛高效養(yǎng)殖技術(shù)研究與推廣”項(xiàng)目，持續(xù)強(qiáng)化政策扶持、資金投入、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，進(jìn)一步鞏固了擴(kuò)群增產(chǎn)成果。在養(yǎng)牛小區(qū)、重點(diǎn)村培育等新型養(yǎng)殖模式大規(guī)模應(yīng)用的背景下，肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)新增牛存欄頭數(shù)不斷增加。但是，肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染問(wèn)題仍然突出，制約了肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖效益。因此，研究肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用措施具有非常突出的現(xiàn)實(shí)意義。

1 肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源

甘肅涇川縣肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源是糞便。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，甘肅涇川縣肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)糞便年產(chǎn)量達(dá)數(shù)萬(wàn)噸，養(yǎng)殖場(chǎng)廢水排放量達(dá)數(shù)萬(wàn)噸，占全縣畜禽糞便年生產(chǎn)量、廢水排放量的比重較大。加之多數(shù)專業(yè)化肉牛規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)位于居民區(qū)，部分養(yǎng)殖場(chǎng)距離居民水源地較近，甚至少于50 m，養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)糞便污染源對(duì)居民生活安全造成了較大的威脅。

2 肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源治理現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)狀優(yōu)勢(shì)

甘肅省涇川縣位于甘肅東部，全縣轄14 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)212 個(gè)行政村。甘肅省涇川縣是農(nóng)業(yè)大縣，農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)包括蘋果、蔬菜、肉牛，初步形成集果品、畜牧、蔬菜為主的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體系。在現(xiàn)有農(nóng)村經(jīng)濟(jì)體系中，“畜－沼－果”“畜－沼－菜”模式初步應(yīng)用，為甘肅省涇川縣循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了支持。

2.2 現(xiàn)狀不足

肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)污染源仍然大量存在。部分肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的糞便收集、運(yùn)輸、處理系統(tǒng)專業(yè)水平不足，導(dǎo)致糞便中攜帶的病原微生物、寄生蟲(chóng)卵、有機(jī)物污染河流、大氣、土壤，對(duì)當(dāng)?shù)厮鷳B(tài)系統(tǒng)和土壤生態(tài)系統(tǒng)均造成了較大危害[1]。比如，將不加處理的肉牛糞便直接還田，導(dǎo)致氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中富集，抑制土壤滲水，加速土壤板結(jié)，埋下農(nóng)作物晚熟、早熟或毒害隱患。

3 肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源治理方法

3.1 糞便發(fā)酵

發(fā)酵是肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源治理的首選方法，也是甘肅省涇川縣農(nóng)村應(yīng)用最傳統(tǒng)的養(yǎng)殖污染源治理方法。

1）土層包裹發(fā)酵。常見(jiàn)的為土層包裹發(fā)酵，即先堆積糞便，再將一層土覆蓋到糞便上，利用土壤隔絕空氣對(duì)糞污氧化，形成厭氧發(fā)酵環(huán)境，降低肉牛糞便對(duì)大氣的污染。

2）塑料膜包裹發(fā)酵。除土層包裹發(fā)酵外，甘肅省涇川縣肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)還可利用塑料膜包裹發(fā)酵技術(shù)，即先堆積糞污，再將塑料膜覆蓋在糞污表面，隔絕空氣，實(shí)現(xiàn)厭氧發(fā)酵[2]。

3.2 除臭方法

除臭是肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源治理的關(guān)鍵方法。

1）添加EM 制劑。當(dāng)?shù)乜梢砸箴B(yǎng)殖戶在肉牛飼料內(nèi)添加EM 制劑（或有益菌、微生態(tài)制劑、酶制劑、中草藥添加劑、緩沖劑），改善肉牛腸道微生物菌群，提高肉牛消化吸收利用率，達(dá)到降低甚至消除肉牛糞便中異味的目的。

2）添加殺菌藥物。當(dāng)?shù)乜梢砸箴B(yǎng)殖戶在肉牛排泄后糞便清理過(guò)程中，添加碳酸氫鈉、福爾馬林、甲基溴化物、乙烯等殺菌藥物或者除味酵素，抑制病原菌繁殖，控制有毒氣體排放，凈化空氣環(huán)境。

3）建設(shè)防護(hù)林。利用植物吸收空氣中異味的優(yōu)良功能，可以在新建肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)、已建規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)周邊建設(shè)防護(hù)林，在減輕風(fēng)速的同時(shí)吸收、過(guò)濾有害氣體，降低空氣中污染源濃度，獲得清新的空氣環(huán)境。

3.3 烘 干

烘干是近期肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源治理的新方法，主要是借助烘干機(jī)烘干糞便，烘干后的糞便可以裝到袋子內(nèi)，便于后期還田使用。

4 肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用措施

4.1 集中收集糞污

集中收集糞污是全方位推進(jìn)肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖與糞污資源化利用相結(jié)合的前提，也是肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖糞污資源化利用長(zhǎng)效機(jī)制的重要組成部分[3]。因此，當(dāng)?shù)貞?yīng)貫徹生態(tài)化、減量化、資源化、無(wú)害化相統(tǒng)一的原則，加強(qiáng)糞污集中收集配套設(shè)施的建設(shè)，為提升肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用率奠定基礎(chǔ)。

1）建設(shè)收集場(chǎng)地。一般肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污集中收集場(chǎng)地面積應(yīng)達(dá)到200 m2以上、800 m2以內(nèi)，并配備1 輛或多輛斗容超過(guò)0.9 m3的鏟車。

2）計(jì)算糞污收集量。為確保肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污收集效率，養(yǎng)殖場(chǎng)需要借鑒全國(guó)污染源普查中應(yīng)用的“畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)”關(guān)于產(chǎn)污系數(shù)、排污系數(shù)的要求，依據(jù)產(chǎn)污系數(shù)推算肉牛場(chǎng)產(chǎn)污量。產(chǎn)污系數(shù)特指在典型正常生產(chǎn)、管理?xiàng)l件下，肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)單一肉牛在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的原始污染物量（含糞尿量、糞尿內(nèi)多污染物量）。根據(jù)肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)肉牛排污系數(shù)計(jì)算要求，事先將肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的肉牛劃分為出生犢牛、育成牛、乳母牛3 個(gè)階段，計(jì)算公式如下：

式（1）中，F(xiàn)P 為規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)每頭肉牛產(chǎn)物系數(shù)（mg/d）；QF 為規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)每頭肉牛糞便產(chǎn)量（kg/d）；CF 為規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)每頭肉牛在生犢?；蛴膳?、乳母牛階段糞便內(nèi)含有污染物濃度（mg/kg）；QU 為規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)每頭肉牛尿液產(chǎn)量（L/d）；CU 為規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)每頭肉牛在生犢?；蛴膳！⑷槟概ｋA段尿液中含污染物質(zhì)量濃度（mg/L）。

一般4 頭0～6 月齡犢牛產(chǎn)污系數(shù)可以折合成1頭乳母牛產(chǎn)污系數(shù)，2 頭6～8 月齡育成牛產(chǎn)污系數(shù)可以折合成1 頭乳母牛產(chǎn)污系數(shù)，最終規(guī)模化養(yǎng)牛場(chǎng)糞污收集量為養(yǎng)殖場(chǎng)每天產(chǎn)糞尿總量與產(chǎn)污系數(shù)的乘積。根據(jù)規(guī)?；B(yǎng)牛場(chǎng)糞污收集量計(jì)算結(jié)果，養(yǎng)殖場(chǎng)可以調(diào)整糞污集中場(chǎng)面積以及糞污集中場(chǎng)配套設(shè)施配備數(shù)量[4]。

4.2 糞污預(yù)處理

在集中收集糞污后，當(dāng)?shù)乜梢愿鶕?jù)糞污預(yù)處理要求，進(jìn)行操作。

1）建設(shè)預(yù)處理場(chǎng)地。當(dāng)?shù)乜梢韵冉ㄔO(shè)輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)酵棚，面積在1 100 m2左右，再建設(shè)磚混結(jié)構(gòu)的管理房、輕鋼結(jié)構(gòu)的輔料存放與原料預(yù)混車間，面積分別在1 100、80 m2左右，并配備1 套槽式翻拋機(jī)、1 套50 kW 的380 V 供電設(shè)備、1 輛鏟車。必要情況下，當(dāng)?shù)乜梢愿鶕?jù)停車要求，利用彩鋼板搭設(shè)50 m2左右的停車棚。

2）螺旋擠壓分離。在預(yù)處理環(huán)節(jié)，根據(jù)牛糞顆粒細(xì)化、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣率、甲烷產(chǎn)率、水力停留時(shí)間要求，可以選擇螺旋擠壓分離（或高速離心分離、帶式壓濾分離、篩分分離）[5]。螺旋擠壓分離適用于規(guī)?；馀ｐB(yǎng)殖場(chǎng)，需要在螺旋擠壓式分離機(jī)變軸徑變螺距結(jié)構(gòu)內(nèi)經(jīng)重力過(guò)濾、高壓壓榨、擠壓過(guò)濾3個(gè)環(huán)節(jié)分離固體、液體，分離后存儲(chǔ)于調(diào)節(jié)池，液體經(jīng)厭氧無(wú)害化處理，便于在施肥季節(jié)配比地下水稀釋后灌溉；固體則進(jìn)行生物發(fā)酵。

為確保固體糞污、液體糞尿分離效果，根據(jù)出料端部壓力、變徑螺旋軸分離段錐度、螺旋軸轉(zhuǎn)速、分離篩籠柵條間隙對(duì)螺旋擠壓式分離機(jī)分離效率的影響，設(shè)定出料端部壓力為3 250 N，變徑螺旋軸分離段錐度為2.68°，螺旋軸轉(zhuǎn)速為60 r/min，分離篩籠柵條間隙為1 mm。參數(shù)調(diào)節(jié)完畢后，由進(jìn)料斗喂入糞污，糞污喂入后，經(jīng)套筒鎖緊螺母緊固調(diào)壓彈簧，在出料端組件開(kāi)口位置緊密覆蓋出料閥，形成密閉的空腔。在密閉空腔內(nèi)，由調(diào)速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋軸推動(dòng)固體糞污向前方移動(dòng)到分離套筒。在分離套筒位置，綜合利用螺旋軸分離端軸徑逐漸增加、葉片螺距逐漸減小、相對(duì)空間逐漸減小的特點(diǎn)，擠出糞便液體，液體經(jīng)分離篩籠流出料口，同時(shí)在螺旋葉片、分離篩籠內(nèi)壁緊密貼合下剪斷、磨碎糞污內(nèi)粗纖維；固體糞污在螺旋軸推動(dòng)下向前方運(yùn)動(dòng)，經(jīng)出料端口錐形腔高壓再次擠出液體，最終固體糞污頂起出料閥蓋排出螺旋擠壓式分離機(jī)，完成固體糞污、液體的分離。

4.3 糞污資源化利用

在減量化、資源化、無(wú)害化方針的支持下，“節(jié)－保－用”模式是肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化高效利用的主要模式。

1）構(gòu)建循環(huán)精進(jìn)模式?！肮?jié)－保－用”模式是以肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖為基礎(chǔ)，以沼液、固糞為主導(dǎo)，集合區(qū)域環(huán)境容量要求，考慮農(nóng)田土地消納能力，構(gòu)建集肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖、發(fā)酵牛床、沼肥、種植為一體的循環(huán)精進(jìn)模式。

在肉牛生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、糞污資源化利用的良性循環(huán)模式下，發(fā)酵牛床由1 個(gè)休息區(qū)域、1 條室內(nèi)采食通道、一定高度擋墻組成，擋墻位于臥床、采食道之間，高度0.25 m 左右，為混凝土材質(zhì)；中間為行走通道，寬度在3 m 左右，便于機(jī)械進(jìn)出臥床、牛只進(jìn)出臥床。為保持臥床表面干燥，需要利用小型拖拉機(jī)翻耕臥床，每日翻耕2 次，并混合墊料[6]。對(duì)于肉牛采食通道上的糞便，經(jīng)鏟車清理，后期堆放發(fā)酵。

2）堆肥發(fā)酵。小型肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的固體糞污發(fā)酵方式為，每星期3～5 次翻拋提升發(fā)酵效率，發(fā)酵周期在40～60 d。

中型肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)可以選擇反應(yīng)器堆肥發(fā)酵模式，先準(zhǔn)備糞肥一體化發(fā)酵設(shè)備，再將固體糞污放置到反應(yīng)器內(nèi)，完成7～12 d 的好氧發(fā)酵，獲得有機(jī)肥，自動(dòng)化控制發(fā)酵周期，阻斷臭氣溢出通道。

大型肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的固體糞污發(fā)酵方式為槽式堆肥發(fā)酵，依據(jù)有機(jī)肥生產(chǎn)流程，先將糞污集中運(yùn)輸至槽式堆肥場(chǎng)地，再借助翻拋機(jī)定期翻開(kāi)拋送，連續(xù)發(fā)酵20 d。發(fā)酵完畢后，對(duì)肥料進(jìn)行混合、烘干、制粒與加菌工藝，獲得有機(jī)肥，為當(dāng)?shù)厥卟恕⑺N植產(chǎn)業(yè)提供足量有機(jī)肥。

3）建設(shè)沼氣系統(tǒng)。若大型肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)周邊具有消納沼液、沼渣的農(nóng)田，則可以建設(shè)沼氣系統(tǒng)，以糞污混合物為原料，生產(chǎn)沼氣、沼液、沼渣，其中沼氣可以用于燃?xì)?、發(fā)電，沼液、沼渣可以深加工為液體肥，支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，落實(shí)綠色養(yǎng)殖方針。

4）利用生產(chǎn)基質(zhì)。對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈延長(zhǎng)能力較為突出的肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)，可以固體糞污為原料，堆肥發(fā)酵后作為蘑菇等農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基質(zhì)，或者直接作為動(dòng)物蛋白體生產(chǎn)原料，如蒼蠅蛆、蚯蚓等，動(dòng)物蛋白轉(zhuǎn)化后直接還田，進(jìn)一步促進(jìn)糞污增值，形成良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。

5）生產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥。對(duì)于肉牛產(chǎn)生的糞水，則直接在發(fā)酵床上混合，經(jīng)暗管進(jìn)入沼氣池、氧化儲(chǔ)存池，厭氧發(fā)酵后還田，厭氧發(fā)酵時(shí)間為3～6 個(gè)月。為加快糞水發(fā)酵速度，可以利用畜禽流體糞污快速發(fā)酵劑與等量紅糖、5 倍量溫水混合激活24 h 及以上后，在15 d 內(nèi)完成液體糞水發(fā)酵，自動(dòng)上翻清淤，快速清除糞水臭味。在確定發(fā)酵完成液態(tài)有機(jī)肥達(dá)到NYT 2596《沼肥》標(biāo)準(zhǔn)后，可以將發(fā)酵后糞水簡(jiǎn)單過(guò)濾后應(yīng)用于農(nóng)田澆灌，或者作為葉面肥噴施，實(shí)現(xiàn)肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖中糞水的資源化利用。

5 結(jié)語(yǔ)

肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)污染源治理涉及收集、運(yùn)輸、分類利用、生物發(fā)酵、土壤肥料等多環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)配合。在長(zhǎng)期調(diào)查、研究肉牛規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污污染源的同時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)依托基礎(chǔ)污染數(shù)據(jù)，探索肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)糞污資源化利用措施，并針對(duì)性細(xì)化糞污資源化利用標(biāo)準(zhǔn)，加大糞污資源化利用設(shè)施投入，為甘肅省涇川縣肉牛規(guī)模化養(yǎng)殖行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。