浦聲偉

大連市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，遼寧大連 116000

1 畜禽糞污的基本情況

1.1 技術(shù)研究背景

畜牧業(yè)發(fā)展為我國(guó)提供了高蛋白食品，豐富的食品滿足了人們的生活需要，已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，最近10年，畜牧業(yè)保持著持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展趨勢(shì)。

但是隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，也產(chǎn)生了大量的副產(chǎn)品畜禽糞污，大量的畜禽糞污不合理地排放，造成了農(nóng)業(yè)面源污染，嚴(yán)重污染了土壤和水源，那么如何處理畜禽糞污，變廢為寶，循環(huán)利用，生態(tài)利用，成為當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的重大問題。北方某縣級(jí)市是一個(gè)農(nóng)業(yè)大縣，種養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)。而隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，畜禽養(yǎng)殖量和作物產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物越來越多，同時(shí)，隨著農(nóng)民對(duì)生活能源的方式改變，對(duì)秸稈和尾菜等廢棄物的燃料化使用越來越少，隨著化肥使用量的增加，便捷度的增加，對(duì)畜禽糞污的肥料化使用也越來越低，造成大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)品遭到廢棄，極易對(duì)環(huán)境造成污染，并威脅著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和人類的健康。如何充分有效地利用，并將其加工轉(zhuǎn)化為再生資源，進(jìn)行資源化利用，是該市目前急需解決的問題。對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用，一般分為五個(gè)方向，即肥料化、飼料化、基質(zhì)化、能源化、工業(yè)原料化。該市的畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用創(chuàng)新采用二級(jí)處理模式，通過二級(jí)處理模式，使畜禽糞污和秸稈變廢為寶，物盡其用，最終達(dá)到消除污染，改善農(nóng)村生活環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，循環(huán)發(fā)展，改善環(huán)境，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好的生態(tài)化發(fā)展。

1.2 畜牧生產(chǎn)情況

改革開放以來，該市畜牧業(yè)取得了顯著的發(fā)展成就，連續(xù)13年被評(píng)為國(guó)家生豬調(diào)出大縣，9 家養(yǎng)殖企業(yè)被評(píng)為全市優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品供應(yīng)基地。畜產(chǎn)品總量大幅增加，生產(chǎn)模式由家庭式向規(guī)?；?、集約化轉(zhuǎn)換。2019年該市畜牧業(yè)產(chǎn)值40.6 億元；生豬飼養(yǎng)量達(dá)到68 萬頭，其中存欄23.8 萬頭，出欄44.2 萬頭；牛飼養(yǎng)量4.6 萬頭，其中存欄3 萬頭，出欄1.6 萬頭；羊飼養(yǎng)量15.5 萬頭，其中存欄8.8萬只，出欄6.7 萬只；禽類飼養(yǎng)量為10689.1萬只，其中存欄2326.2 萬只，出欄8362.9 萬只。

1.3 畜牧業(yè)快速發(fā)展引起的問題

1.3.1 該市在發(fā)展畜牧業(yè)的同時(shí)，產(chǎn)生了大量畜禽糞污，存在不合理排放及水質(zhì)、土壤污染隱患。2019年該市飼養(yǎng)的畜禽飼養(yǎng)量為豬68 萬頭，牛4.6萬頭，羊15.5 萬頭，禽類（肉雞為主）10689.1萬頭，根據(jù)公式Q=PNT（糞尿排放量=排放系數(shù)×飼養(yǎng)量×飼養(yǎng)周期）計(jì)算，全年合計(jì)共產(chǎn)生糞尿總計(jì)為182.84 萬噸。

表1 全年各畜種糞尿排放量

1.3.2 部分養(yǎng)殖場(chǎng)戶糞污處理設(shè)施不規(guī)范，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)就存在較高溢流滲漏等污染風(fēng)險(xiǎn)。

1.3.3 有的糞污未經(jīng)過有效發(fā)酵就運(yùn)至田間，通過傳統(tǒng)堆肥方法進(jìn)行發(fā)酵，這一過程發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)效率低，存在較高環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

1.3.4 糞污運(yùn)輸過程都是由種養(yǎng)場(chǎng)戶自行解決，運(yùn)輸工具相對(duì)落后，存在一定二次污染風(fēng)險(xiǎn)。

1.3.5 秸稈、尾菜作物固態(tài)廢棄物污染問題，由于秸稈利用附加值較低，燃燒值較低，禁止燃燒秸稈也是我國(guó)現(xiàn)行政策，故而大量的秸稈不能得到有效利用，成為農(nóng)村需要整治的“三堆”（柴草堆、糞堆、雜物堆）之一。根據(jù)計(jì)算，2019年該市秸稈產(chǎn)量約55.9 萬噸。其中玉米秸稈45 萬噸左右，水稻秸稈8 萬t 左右，其余是花生、豆類秸稈。

1.3.6 目前大田生產(chǎn)化肥使用量超標(biāo)，造成土壤板結(jié)，鹽漬化、有機(jī)質(zhì)含量降低，地表水富營(yíng)養(yǎng)化。據(jù)測(cè)算，目前我國(guó)的化肥使用量超過美國(guó)一倍，成為世界上化肥使用平均量最多的國(guó)家,但肥料利用率40.2%，遠(yuǎn)低于世界平均水平。

1.3.7 傳統(tǒng)堆肥方式，不能完全殺滅其中的病原微生物和寄生蟲卵等疫病隱患，無法杜絕動(dòng)物疫病傳播和人畜共患病的傳播,并增加作物發(fā)生病蟲害的概率。為解決以上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的矛盾，該市自2019年開始了畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用的探索，到2022年該市總結(jié)提煉，創(chuàng)新、研發(fā)出適合本地的“畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用二級(jí)處理模式”，通過技術(shù)創(chuàng)新來解決畜禽糞便消納，秸稈等固體廢棄物消納問題，將廢棄物變廢為寶，生產(chǎn)成有機(jī)肥，改善土壤，替代化肥。

2 研究思路

2.1 研究一級(jí)區(qū)域處理中心、二級(jí)處理點(diǎn)處理技術(shù)，吸納畜禽糞污、作物廢棄物秸稈尾菜，通過探索農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，打造農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)新模式，減少亂排亂放，提高還田效果，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)和諧。

2.2 研發(fā)區(qū)域處理中心畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用方式，通過生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備改進(jìn)、秸稈粉碎處理、優(yōu)異發(fā)酵菌種選擇、溫度調(diào)控、陽光房控制等多種實(shí)驗(yàn)條件，研究適合該地區(qū)生產(chǎn)的生物有機(jī)肥方法，生產(chǎn)綠色、高效、安全的生物有機(jī)肥。

2.3 研究暫時(shí)堆糞場(chǎng)和污水處理池（二級(jí)處理點(diǎn)）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和模式，保障畜禽糞便不外流，最終安全運(yùn)輸?shù)絽^(qū)域處理中心。

2.4 通過區(qū)域處理中心生產(chǎn)的有機(jī)肥，有效改善土壤板結(jié)、鹽漬化、地表水富營(yíng)養(yǎng)化問題，改善土壤有機(jī)質(zhì)缺少問題，增加土壤腐殖酸。

2.5 通過運(yùn)輸隊(duì)實(shí)現(xiàn)畜禽糞污的閉環(huán)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)秸稈尾菜的有序運(yùn)輸，杜絕私排亂堆。

3 研究路線

路線一：秸稈、尾菜-秸稈收割機(jī)-原材料1；

路線二：畜禽糞便-暫時(shí)堆糞場(chǎng)和污水處理池-暫時(shí)堆糞場(chǎng)和污水處理池-原材料2。

原材料1+原材料2 在區(qū)域處理中心混合配比，加入好氧發(fā)酵菌生產(chǎn)生物有機(jī)肥，最后還田改善土壤，替代化肥、農(nóng)家肥。

標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)區(qū)域處理中心和養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）臨時(shí)堆糞點(diǎn)和污水處理池，通過生產(chǎn)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)畜禽糞污資源化利用。項(xiàng)目的處理技術(shù)通過發(fā)酵方法將畜禽糞污進(jìn)行無害化處理，消滅各種病原微生物，阻斷了動(dòng)物排泄物中病原微生物傳播疫病的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生生物有機(jī)肥，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了高效、多營(yíng)養(yǎng)的肥源，連結(jié)起種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，減少了化肥的使用量，提高了種植物的營(yíng)養(yǎng)均衡，改善了種植物的口感，促進(jìn)種植和養(yǎng)殖的良性循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了人與環(huán)境，種植和養(yǎng)殖的和諧發(fā)展。

4 關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

4.1 一級(jí)區(qū)域中心建設(shè)技術(shù)研發(fā)

區(qū)域中心是實(shí)現(xiàn)畜禽糞污和秸稈尾菜發(fā)酵的場(chǎng)所，研發(fā)過程中，重點(diǎn)考慮選址、平面布局設(shè)計(jì)、建設(shè)方案、畜禽糞污和秸稈尾菜處理能力等問題，特別是重點(diǎn)研究好氧發(fā)酵的溫度環(huán)節(jié)，通過屋頂特制的聚碳酸酯采光瓦結(jié)構(gòu)技術(shù)，吸收光線升溫，同時(shí)過濾掉紫外線，防止殺滅發(fā)酵菌種。

4.2 二級(jí)畜禽糞污暫存點(diǎn)建設(shè)技術(shù)研發(fā)

二級(jí)畜禽糞便堆糞場(chǎng)和污水處理池是綜合處理環(huán)節(jié)中重要的一環(huán)，需要在此場(chǎng)所內(nèi)對(duì)畜禽糞污進(jìn)行預(yù)處理，降低畜禽糞便的水分，同時(shí)要防止糞污滲透、泄露，造成環(huán)境污染和疫病傳播。

4.2.1 糞污的處理及消納方式。養(yǎng)殖場(chǎng)戶產(chǎn)生的畜禽糞便，分為三種方式進(jìn)行處理。第一種方式，養(yǎng)殖場(chǎng)戶對(duì)產(chǎn)生的畜禽糞便進(jìn)行預(yù)處理，通過晾曬的方式，降低畜禽糞便水分，由60%～70%降到40%～50%，然后運(yùn)輸?shù)絽^(qū)域中心，直接進(jìn)行預(yù)混發(fā)酵處理；第二種方式，直接運(yùn)送到區(qū)域中心，由區(qū)域中心在預(yù)發(fā)酵車間進(jìn)行降低水分處理，再進(jìn)行預(yù)混發(fā)酵處理；第三種方式，由規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)自行堆漚發(fā)酵后，作為農(nóng)肥施用于農(nóng)田。養(yǎng)殖戶多傾向前兩種處理方式，因?yàn)榇蠖鄶?shù)養(yǎng)殖戶對(duì)糞污處理沒有興趣和意愿，更愿意把精力投入到養(yǎng)殖環(huán)節(jié)。

4.2.2 污水處理及消納方式。養(yǎng)殖產(chǎn)生的污水貯存在養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）自建的污水處理池內(nèi)。各種畜禽存欄量（頭、只）與消納土地（畝）的配套比例為：生豬3:1，奶牛1:3，肉牛1:2，家禽1:0.02。

5 畜禽糞污和秸稈尾菜的二級(jí)處理技術(shù)

項(xiàng)目小組研發(fā)的畜禽糞污和秸稈尾菜的二級(jí)處理技術(shù)，有效解決畜禽糞污消納難，秸稈尾菜廢棄物消納難的問題。通過建立一級(jí)區(qū)域中心、二級(jí)臨時(shí)堆糞點(diǎn)，采用畜禽糞污和秸稈尾菜的二級(jí)處理技術(shù)，通過在二級(jí)堆糞點(diǎn)預(yù)處理畜禽糞便，在一級(jí)區(qū)域處理中心混合發(fā)酵處理畜禽糞污和秸稈尾菜為生物有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化。

該市建立起了“中心+點(diǎn)”的畜禽糞污和秸稈尾菜資源化利用二級(jí)處理模式，通過建立運(yùn)行規(guī)范、權(quán)責(zé)清晰、約束有力的治理模式，目前正在逐步消除畜禽糞污亂堆亂放現(xiàn)象，秸稈的利用率不斷提高，生態(tài)環(huán)境得到進(jìn)一步改善。

6 畜禽糞便生產(chǎn)有機(jī)肥研究

畜禽糞便堆肥工藝流程包括物料預(yù)處理、槽式堆肥發(fā)酵和臭氣處理等環(huán)節(jié)。本項(xiàng)目采取槽式堆肥發(fā)酵工藝，將雞糞和輔料預(yù)處理混合后，再添加菌種以促進(jìn)發(fā)酵過程快速進(jìn)行。發(fā)酵物料經(jīng)配料系統(tǒng)配料，根據(jù)測(cè)土配方施肥技術(shù)針對(duì)不同地區(qū)土壤養(yǎng)分以及水果生長(zhǎng)需求添加微量元素制成專用有機(jī)肥。