畜禽粪便的资源化利用方式

一、畜禽粪便的定义

畜禽粪便主要指畜禽养殖业中产生的一类农村固体废物，包括猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪等。

1. 畜禽粪便造成的的环境问题

   畜禽粪便一直被人们当作土壤肥料的重要来源，因而畜禽粪便多是就地施用。据1976年统计显示，那时我国农业生产1/3以上的肥料是由动物粪便提供的。

   

    

动物排泄物中含有丰富的有机物和氮、磷、钾等养分，同时也能供给作物所需的钙、镁、硫等多种矿物质及微量元素，满足作物生长过程中对多种养分的需要。

过于集中的畜牧养殖导致畜禽粪便在部分地区产量过大，传统施肥处理方式无法消纳，大量堆放对大气、土壤和水环境造成严重的污染。另一方面由于化肥工业的迅速发展，人们大量使用化肥，使有机粪肥大量闲置，土壤基础养分在局部地方出现逐渐下降趋势，禽畜粪便不能及时还田，形成了畜禽粪便对环境的污染。

 

畜禽粪便成为面源污染主要通过以下几种途径：畜禽粪便作为肥料施用后，粪便中氮、磷从耕地淋失；由于畜禽生产中不恰当的粪便贮存，氮、磷养分的渗漏；不恰当的贮存和田间运用养分中散发到大气中的氨；乡村地区没有进行充分的废水处理设施，污染物直接排入农田。

三、畜禽粪便的资源化利用方式

目前主流方向有3种：种养结合、清洁回用、达标排放，具体处理模式更是有9种之多，每种处理模式有利有弊。

1、种养结合模式

（1）粪污全量还田

对养殖场产生的畜禽污染物（粪便、粪水和污水）进行集中收集，全部进入氧化塘储存发酵，粪污在氧化塘中经过一段时间的发酵之后进行储存，在施肥季节进行农田利用。

 

该方式的优势在于粪污收集、处理、储存设施成本低，畜禽粪污中的有机物得以全量收集，养分利用率高。

 

但是粪污储存周期一般要达到半年以上，占地面积大，需要大量土地建设氧化塘及储存设施，并且需要配套专业化的施肥机械、农田施用管网、搅拌设备等辅助设施；另外，对于远距离运输的养殖场，粪污运输费用高、污染道路，所以这种方法只能在一定范围内使用。

（2）粪便堆肥

以养殖场的固体粪便为主，经过高温好氧堆肥无害化处理后，进行农田利用或生产有机肥。

 

需配套固液分离机对畜禽粪污进行初步加工，长时间高温好氧发酵后，畜禽粪污生成相对干燥的有机肥，养殖场可以进行有机肥销售或还田利用，这种处理方法包括条垛式、槽式、筒仓式、高（低）架发酵床、异位发酵床。

该方式的优势在于好氧发酵温度高，粪便无害化处理较彻底，发酵周期短，发酵过程中不产生臭气，堆肥处理提高粪便的附加值。

但是同样需要基础建设及固定场地进行发酵，这种方法多用于牛粪、鸡粪、羊粪等污水产量较少的养殖场，对于水泡粪等污水产量大的养殖场则需要另外加入污水处理系统。

（3）粪水肥料化

这种方式通常和粪污全量还田方式搭配使用，养殖场产生的粪水经氧化塘处理储存后，在农田需肥和灌溉期间，将无害化处理的粪水与灌溉用水按照一定比例混合，进行水肥一体化施用。

 

这种畜禽粪污处理方式的优势在于粪水进行氧化塘无害化处理后，可以为农田提供有机肥水资源，解决粪水处理压力。

但是无论在发酵阶段的氧化塘发酵储存阶段还是水肥一体化使用阶段，都需要消耗大量的土地作为配套支撑，并且需配套建设粪水输送管网或购置粪水运输车辆，对于采用这种方式的养殖场，远距离的粪水运输，无论是从上路运输还是高额的运输费用，都成为了新的问题。

（4）粪污能源化

对畜禽粪污进行收集，建设大型沼气工程，进行厌氧发酵，最终产生沼渣、沼液、沼气，利用沼气发电或提纯生物天然气，沼渣生产有机肥农田利用，沼液农田利用或深度处理达标排放。

 

但是这种方法一次性投入成本很高，能源产品利用难度大；沼液产生量大集中，处理成本较高，需配套后续处理利用工艺。目前多见于大型规模养殖场或养殖密集区，具备沼气发电上网或生物天然气进入管网条件，需要地方政府配套政策予以保障。

2、清洁回用模式

（5）粪便基质化

主要以畜禽粪污、蘑菇菌渣及农作物秸秆等有机物作为原料，进行堆肥发酵。利用畜禽粪污、蘑菇菌渣、农作物秸秆三者结合，生产基质盘和基质土应用于栽培水果蔬菜等经济作物。

实现农业生产链零废弃、零污染的生态循环生产，形成一个有机循环农业综合经济体系,提高资源综合利用率。

 

这种畜禽粪污处理方式生产链较长,精细化技术程度高,要求生产者的整体素质高,培训期实习期较长，对于生态农业企业及生态农场更为适用。

（6）粪便垫料化

这种处理方式可以说是奶牛场的专属，基于奶牛粪便纤维素含量高、质地松软含水量少的特点,先将奶牛粪污固液分离，然后对固体粪便进行高温好氧堆肥发酵，发酵完成的牛粪就可以作为牛床垫料使用，污水贮存后也可以作为肥料进行农田利用。

 

这种畜禽粪污处理方式用牛粪替代了传统的沙子和土作为垫料,不仅可以节省奶牛场的运营成本，更为松软舒适的牛床垫料还可以增加奶牛的卧床时间，提高奶牛的产奶量，采用这种方法一定要注意牛粪中病虫害的杀死率，作为垫料如无害化处理不彻底，则会存在一定的生物安全风险。

（7）粪便饲料化

这种方法的“饲料化”并不针对于畜禽粪污本身，而是将在畜禽养殖过程中的干清粪与蚯蚓、蝇蛆及黑水虻等动物蛋白进行堆肥发酵，生产有机肥用于农业种植，发酵后的蚯蚓、蝇蛆及黑水虻等动物蛋白用于制作饲料等。

 

这种畜禽粪污处理方式改变了传统利用微生物进行粪便处理的理念，可以实现集约化管理，成本低、资源化效率高,无二次排放及污染，实现生态养殖。

但实际操作复杂，动物蛋白饲养对于养殖环境的温度、湿度、透气性要求非常严格，不仅要防止鸟类等天敌的偷食，后期的有机肥、动物蛋白分离同样耗费精力。

（8）粪便燃料化

畜禽粪便经过搅拌后脱水加工,进行挤压造粒,生产生物质燃料棒。畜禽粪便制成生物质环保燃料，作为替代燃煤生产用燃料，成本比燃煤价格低，减少二氧化碳和二氧化硫排放量，但是粪便脱水干燥能耗较高，后期维护费用更为高昂。

 

3、污水达标排放模式

（9）粪水达标排放

这种方法针对于养殖场的污水处理，对养殖场产生的粪水采用UASB+A202技术进行深度处理，逐步处理成沼液、农田灌溉用水、达标排放水，而固体粪便进行堆肥发酵就近肥料化利用或委托他人进行集中处理。

 

这种畜禽粪污处理方式对粪水深度处理后，可实现达标排放；不需要建设大型粪水贮存池，可减少粪污贮存设施的用地。但是投入成本巨大，对污水每加深一步处理，投入成本也随之加大，普通养殖场难以支撑如此大规模投入。