肉兔规模化生产中粪污的无害化处理

2013-09-15 06:54刘芝美
兽医导刊 2013年10期
关键词:规模化粪污粪便

刘芝美

(山东省沂南县大庄镇畜牧兽医工作站,山东沂南 276300)

肉兔规模化生产对促进我国肉兔业发展的作用将越来越大,与此同时,规模化养殖所产生的大量粪便和污水,也已成为重要的污染源而对环境产生不良影响,对粪便排泄物进行合理有效的无害化处理和开发利用,已经成为肉兔规模化养殖生产的重要任务之一。

一、兔粪尿污染的特点和危害

兔粪便中含有大量的氮、磷等物质而被视作优良的有机肥,同时,兔粪便中含有可对人和动物生活造成危害的生物病原菌,而且粪便经过化学变化产生大量有毒、有害、恶臭物质对环境造成污染。粪便对环境的污染和危害已经成为不可忽视的生态和环境问题。

(一)对空气环境的污染 饲料中的蛋白质、糖类、脂类物质在被兔采食后消化、吸收和转化代谢,形成粪、尿的过程中,会产生氨气、硫化氢、吲哚、硫醇、硫醚、甲醛、乙醛、丙烯醛、甲胺、乙胺、苯酚、硫酚、挥发性脂肪酸等具有恶臭气味的物质,严重影响养殖场周围的空气质量。这些恶臭物质不仅会刺激人的神经系统,对呼吸中枢产生毒害,使人感到头痛、恶心,危害饲养人员及周围居民身体健康。同时也有害于肉兔自身生长,使其生产性能下降。在这些恶臭气体中,氨气和硫化氢对人畜影响最为严重。另外,养殖场所积压、贮存的粪便和其他废弃物,经风吹日晒,人为翻动或动物的啄食、翻动,被弄成碎片、碎屑,即可被风吹散到远处,甚至成为飘尘,长期在大气中悬浮,附着其上的病原微生物、寄生虫卵被广泛传播,也对大气造成了一定的污染。

(二)对土壤环境的污染 少量的粪污不经无害化处理直接进入土壤,其中的蛋白质、脂肪、糖类等有机质能被土壤微生物分解,使土壤得到净化,但如果污染物排放量超过了土壤的自净能力,便会出现降解不完全和厌氧腐解,产生恶臭物质和亚硝酸盐等有害物质,引起土壤的成份组成和性质发生改变,破坏其原来的基本功能。尤其是添加在饲料中未被机体完全吸收利用、含在粪便中排出的铜、铁、锌、锰、砷等微量元素不经合理处理,将会污染土壤,被作物大量吸收后残留在农产品中,通过食物链进入人畜体内,给人畜健康造成威胁。此外,土壤虽对各种病原微生物有一定的自净能力,但进程缓慢,增加净化难度,故易造成生物污染和疫病传播;土壤的污染还容易引起地下水的污染。

(三)对水环境的污染 肉兔规模化养殖不仅需要大量的水,同时也会对水环境产生严重影响。兔粪便的淋溶性比较强,若不及时处理,便通过径流污染地表水,进而通过土壤渗滤污染地下水,而粪便和废水中含有大量的有机物(如氮、磷、钾、硫等)、寄生虫和致病菌等污染物,并有恶臭。未经处理的高浓度有机废水的集中排放,大量消耗水体中的溶解氧,使水体变黑发臭。水中氮、磷等营养物促使水体富营养化或使地下水中的硝态氮或亚硝氮浓度增高,严重影响水体质量和人畜健康。

(四)重金属的污染 随着规模化、集约化肉兔养殖业的迅速发展,许多利用重金属元素或微量元素(如高铜日粮)的技术不断普及,对改善肠道功能及促进肉兔生长起到了一定作用,但这些元素大量随粪便排出体外,也对环境产生了污染。重金属从土壤表层向下层迁移量比作物地面上部分带去的量高几十倍至百倍。此外,粪便中高铜是短期应激因子(碱性高、缺氧、高铜等)之一,可抑制或杀死分解有机物的细菌,缓解粪便的分解速度。粪尿中丰富的有机物与矿物元素能增加生化需氧量和化学耗氧量。

(五)抗生素的污染 饲料中添加的抗生素在肠道中未被完全吸收的部分从粪尿中排出。在以猪粪作为肥料的地里种植洋葱、玉米和洋白菜做试验,结果显示,三种作物只吸收氯四环素(金霉素)而不吸收泰乐菌素,虽然植物组织中吸收的氯四环素含量不高,但是其含量随着氯四环素在饲料中添加量的增加而提高。充分说明了粪便中抗生素的污染。

(六)寄生虫和病原菌污染 目前世界约有已知“人畜共患病”250多种,我国有120多种。“人畜共患病”是指那些由共同病原体引起的人类与脊椎动物之间相互传染的疾病,其传染渠道主要是患病动物的粪尿、分泌物、污染的废水、饲料等。畜禽粪尿中含有大量的寄生虫和病原菌,对人类和畜禽有着很大的潜在威胁。

二、肉兔粪污的无害化处理方法

(一)兔粪尿污物的固液分离技术 固液分离就是运用物理和化学方法除去包含在粪、粪尿混合液或污水等废弃污物中固态物的操作。在粪污固液分离的废水处理过程中,一般采用以下流程进行无害化处理:固液分离→沉淀→汽化→酸化→净化→鱼塘→排放。这种处理系统基本可将污水净化到符合排放标准,得到综合利用。但处理工艺的流程较长、占地面积大、工程投资费用高。

(二)兔粪污的生物处理和利用技术

1.兔粪污的生物处理方法。生物技术在近年研究较多、应用较广泛,是一种非常有前景的粪便处理方法,主要有厌氧发酵法和好氧发酵法。

(1)厌氧发酵。是在缺氧条件下,利用自然微生物或接种微生物将粪污中的有机物转化为二氧化碳与甲烷气。优点:处理的最终产物恶臭味减少、产生的甲烷气可作为能源使用;缺点:氨气挥发损失多、处理池体积大。

(2)好氧发酵。是在有氧条件下,利用自然微生物或接种微生物将粪污中的有机物转化为二氧化碳与水。优点:池的体积仅为厌氧池的十分之一、处理过程与最终产物可以减少恶臭气;缺点:需要通气与增氧设备,在处理过程中有大量的氨气挥发损失,处理产物仍有较浓的臭味,且养分损失严重,影响到处理产物的肥效。

2.兔粪污利用技术。

(1)堆肥化利用。粪尿厌氧发酵处理后,气体部分可提供能量,固体部分进行高温堆肥。当前国内的发酵技术已经成熟,通过对粪便高温烘干灭菌及高压膨化除臭,添加氮、磷、钾及其他各种元素,制成高效有机肥,可取得可观的经济效益。是目前最现实、经济的利用方式,已经成为许多国家最主要的处理方式。

(2)沼气综合利用。沼气综合利用是防控养殖废弃物污染的重要手段之一。规模化养殖场沼气工程,是以粪尿及污水等为原料,在隔绝氧气的条件下,通过微生物的作用,将其中的碳元素分解为可燃气体(沼气)的一种转换装置。一个完整的沼气工程应同时具备消除污染、产生能源和综合处置三大功能,也就是说,粪尿和污水经过厌氧消化后,既可获得优质能源,又能处理废弃物、净化环境,还可进行生物质资源的多层次利用和综合利用。利用兔粪尿污物及污水进行厌氧发酵,产生的沼气成为廉价的燃料,分离出来的沼渣、沼液则作为优质肥料,不但可以减少污染、保护环境,而且可以获得优质能源、提高了经济效益。

(三)养殖废水处理技术 污水的处理是降低肉兔规模化养殖场污染的重要内容之一。近年来,越来越多的规模化养殖场采用高效厌氧反应器作为厌氧处理单元,单元从厌氧出水开始到氧化塘自净结束。部分养殖场在厌氧处理后,采用活性污泥法或生物接触氧化法作为好氧处理单元,最后采用氧化塘作为最终出水修饰单元。经过这种组合工艺处理后的养殖场污水,基本能达到国家要求排放标准。

随着对畜禽污水排放要求的提高,尤其在水环境敏感地区,出水要求达到国家一级或二级排放标准,这就要求能进一步脱氮除磷避免水体富营养化。安装好氧处理或脱氮除磷处理单元,无疑会增加基建投资和运行费用。因此,探讨占地少或能充分利用周围塘系统、投资少、运行成本低、处理效果良好的流程和技术成为当前规模化养殖生产面临的重大研究课题。

(四)粪污臭气的处理方法

1.吸附及吸收法。在养殖场,常用的方法是向粪便或舍内投放吸附剂来减少气味的散发。

2.焚烧法。将有臭味的气体焚烧,可减少臭味的强度。

3.化学与生物除臭法。

4.洗涤法。洗涤法是让污染的气体与含有化学试剂的溶液接触,通过化学反应与吸附作用去除有味气体。

5.生物过滤与生物洗涤法。生物过滤和生物洗涤法是在有氧条件下,利用好氧微生物的活动,把有味的气体转化成无味或较少气味气体。这种方法投资少、运行成本低,一般不会产生有害物质,是一个比较有发展前途的生物处理方法。

(五)减少养殖污染的其他技术和方法

1.EM的应用。EM是一种微生态制剂的简称。它由日本硫球大学比嘉照天于20世纪80年代研制成功,含5科10属80种微生物。EM不仅为畜禽提供了大量优质的菌体蛋白,而且它还含有丰富的维生素、生长素、酶和抗病毒物质等免疫活性物质。EM进入肠道内建立优势菌群从而抑制了有害菌群的定植,改善了肠道微生物区系的平衡,增强了动物的健康。

饲喂EM不仅可以增加营养,提高饲料利用率,提高生长速度,增强畜禽的免疫能力和抗病性,还能改善肉的品质,提高产品质量。在环保方面,EM可以清除粪尿恶臭,净化生态环境。

EM中的酵母菌、乳酸菌等,对有机固体物质进行发酵分解;光合成菌、固氮菌等,利用分解过程中产生的有害物质(沼气、氨气、硫化氢等)及分解产物(无机盐等)进行合成,有效地降低了有毒有害物质的含量,减少污染。

2.酶制剂的应用。粪便中的有机物主要是畜禽没有充分消化吸收的有机营养物质、体内代谢产物、肠液等,这些有机物被粪便中的细菌分解后会产生一些有害气体(如氨气及胺类、硫化氢、有机酸、粪臭素等),饲料中添加酶制剂可以帮助畜禽更好地消化利用饲料中的营养物质。这对于减轻微生物繁殖、苍蝇孳生及环境污染都具有十分重要的意义,对于节约饲料消耗、减低饲养成本也有重要价值。酶制剂的应用结果表明,酶制剂可以明显减少粪便干物质的排泄量,但必须与粪便的合理收集、存贮、干燥、发酵等措施相结合才能有效缓解其对环境造成的污染问题。

3.食物链“加环”技术。是在肉兔养殖生产过程中,加入一个“增益环”,即利用畜禽粪便养殖蝇蛆、蝇蛹、蚯蚓、水蚕和培育浮游生物等,再将这些生物用作饲料原料,不仅减少了粪污污染,而且可提高粪便利用率及利用的安全性。这些生物产生的粪又可作为优良有机肥利用。

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