西安地区规模养殖场粪污处理技术模式研究

胡建红，张 津，李建荣

(1.西安市畜牧技术推广中心，陕西 西安 710061；2.西安市长安区畜牧兽医技术推广中心，陕西 西安 710100)

科技转化

西安地区规模养殖场粪污处理技术模式研究

胡建红1，张 津1，李建荣2

(1.西安市畜牧技术推广中心，陕西 西安 710061；2.西安市长安区畜牧兽医技术推广中心，陕西 西安 710100)

为减少西安地区规模养殖场粪污污染、提高粪污资源化利用率，在对全市畜禽粪污处理现状进行全面调研的基础上，对粪污处理技术进行集成研究，并结合西安地区养殖实际，总结出适合西安地区畜禽粪污无害化处理的有效模式，从而很好地实现畜禽粪污处理减量化、无害化、资源化、生态化的目的。

规模养殖场；畜禽粪污；处理模式；西安

近年来，我国畜牧业发展呈现两大趋势：一是在农业总产值中占比增大，二是向规模化养殖发展。2015年全国畜牧业产值占农业总产值的比重超过34%，全国畜禽养殖规模化率已达54%。作为世界上第一大猪肉、禽肉、鸡蛋生产国，我国畜禽粪污污染问题十分严峻。据统计，当前我国畜禽养殖业每年产生粪污约为30亿吨，COD(化学耗氧量)排放总量已远超工业和生活废水排放总量之和，畜禽养殖污染已成为我国环境污染的重要因素。为此，国家制定了《畜禽粪便无害化处理技术规范》、《畜禽规模养殖污染防治条例》等相关法律法规，规范畜禽养殖中粪污的处理利用。西安地区畜禽粪污污染问题同全国一样，已成为阻碍西安畜牧业转型升级和现代化发展的最主要瓶颈，因此，加强畜禽粪污无害化处理模式的研究和推广，既是对我国治理养殖污染相关法律法规的落实，也是保证我市畜牧业健康可持续发展的关键。

1 西安地区畜禽粪污处理的现状与问题

1.1 粪污污染情况

随着西安地区畜禽规模化养殖的快速发展，规模养殖的比重越来越大，随之产生的畜禽养殖污染也越来越严重。据统计，2015年全市畜牧业产值达到82亿元，占农业总产值的比重达32%，生猪、奶牛、蛋鸡、肉鸡规模化养殖场分别占比为26%、45%、45%、76%。截止2015年底，全市737家生猪、奶牛、家禽规模养殖场粪污产生量、COD排放量分别为285.7万吨、4.3万吨。大量畜禽粪污如果处理不当、任意排放极易对城市周边的水源、空气、土壤等造成污染，同时粪污滋生的病原菌、寄生虫卵通过传媒扩散，造成人、畜传染病蔓延，威胁人畜健康[1]。

1.2 粪污处理情况

一是水冲粪仍是我市规模养殖场采取的主要清粪方式。据统计，全市粪污产生量中冲水量为176.7万吨，占粪污产生总量的61.8%；全市猪场清粪方式中干清粪占22%，水冲粪占72%，水泡粪及其它占6%；奶牛场干清粪占52%，水冲粪占36%，其它占12%。二是沉淀方法是处理粪污的主要方法。规模猪场66%采取沉淀方法处理粪污，31%采用沼气处理，3%采用其它模式；规模奶牛场56%采取沉淀方法处理粪污，36%采用沼气处理，5%不处理。三是全市规模养殖粪污利用量为232.9万吨，利用率81.5%，未做到全部利用。

1.3 粪污处理存在的问题

西安市养殖场规模化程度提高而粪污处理规范化程度未能提高。根据调研，规模养殖场对粪污处理存在以下问题：一是由于粪污处理设施运行成本高加之重视程度不够，多数养殖场粪污处理设施不全或不能正常运行；二是粪污处理模式不合理，缺乏经济有效的收集、处理、利用等技术组合模式，如清粪方式不合理、雨污未分离、固态粪便未经堆积发酵直接施用农田等；三是养殖场污染治理投入不足，不能满足粪污治理的需要。

2 畜禽粪污无害化处理关键技术

2.1 清粪工艺

畜禽粪污无害化处理的第一原则是减量化，而合理的清粪工艺可有效减少粪污的产生量。养殖场常见的清粪工艺有干清粪、水泡粪及水冲粪，其中水冲粪方式在畜禽粪污无害化处理中禁止使用，干清粪与水泡粪可以节约水资源，减少污水产生量，降低污水处理成本，水泡粪一般需要使用负压虹吸管道和水泥漏缝地板[2]。

2.2 固液分离和雨污分离技术

固液分离技术是选用水力筛网、螺旋挤压分离机等分离设备将畜禽粪便和尿液进行分离，采用螺旋挤压分离机分离固液粪污时，宜在排污收集后3小时内进行粪污的固液分离。雨污分离是通过实施粪污暗道收集和贮存，达到粪污与雨水分离，减少粪污的产生量。

2.3 堆肥技术

堆肥技术是在人为控制堆肥因素的条件下，根据各种粪便原料的营养成分和堆肥过程中碳氧比、颗粒大小、水分含量和pH等要求，将计划中的各种堆肥材料按一定比例堆积，在好氧或好氧—厌氧交替条件下，对粪便进行腐生形成有机肥[3]。畜禽固体粪便一般采用条垛式、机械强化槽式和密闭仓式等堆肥技术进行无害化处理。采用机械强化槽式和密闭仓式堆肥时，保持发酵温度50℃以上时间不少于7天，或发酵温度45℃以上的时间不少于14 d。

2.4 沼气发酵技术

将养殖场粪污经预处理后，进入厌氧反应器，采用中温发酵及相关处理后降低粪污的有机质含量，并获取了能源——沼气，产生的沼气经脱水脱硫后，可直接用于炊用、发电、烧锅炉等；沼液和沼渣制成液肥或复合肥，供农灌使用或作商品销售。典型的沼气工艺主要包括全混式沼气发酵工艺(CSTR)、升流式固体污泥床沼气发酵工艺(USR)和两相沼气发酵工艺等。

2.5 粪污沉淀技术

沉淀方法是粪污处理技术中最简单的一种，粪污可经过沉淀池多级沉淀发酵后施用农田。沉淀池同时也是粪污贮存的主要设施，其容量以一次性可容纳养殖场6个月粪污产生量为标准设计，建设时采取防渗漏、防溢流、防雨水、防恶臭、水泥硬化等措施。

2.6 发酵床养殖技术

使用生物发酵床使畜禽养殖排放减少。主要将益生菌拌入垫料，使垫料层作为一个生物处理反应床，随时将畜禽粪便尿液进行无害化处理，垫料层定期清理和更换，更换的垫料可作农作物肥料。发酵床养殖技术主要应用于保育猪和家禽的饲养。

2.7 低等动物处理技术

该技术利用一些低等动物(如蚯蚓、蝇蛆等)吞食动物粪便的方法达到处理畜禽粪便的目的。蚯蚓等低等动物在分解大量粪便的同时，也提供了动物蛋白饲料及优质有机肥，具有良好的经济、生态效益。

3 西安地区规模养殖场畜禽粪污处理技术模式

畜禽粪污无害化处理技术模式可分为就地利用模式、达标排放模式及生态模式。由于西安市规模养殖场多分布于城郊地区，周围田地部分用于种植大棚蔬菜和水果，农民对有机肥的需求量大，能够较好地实现粪污的“就地利用”；同时鉴于本市目前技术水平的局限及经济条件的制约，因此，采用粪污分离、固体粪便高温好氧堆肥生产有机肥、污水厌氧发酵生存沼气的模式是最佳处置方式。在此基础上，本文提出了适合西安市规模养殖场粪污无害化处理的基本模式——“一清、二分、三建设”，即使用合理的清粪工艺，实施固液分离、雨污分离，建设标准化的堆肥场、沼气池、沉淀池，并根据不同的畜种和各养殖场的实际提出了配套处理模式。

3.1 生猪粪污处理模式

猪场粪污处理模式如图1所示。猪舍粪污通过干清粪工艺将干粪单独收集，尿水等通过漏缝地板冲至排粪沟；或通过水泡粪工艺处理，猪群生活在全漏缝地板上，地板下建70～80cm深的集粪沟，沟底部有一定坡度，粪沟内粪便经猪舍冲洗水的浸泡和稀释后成为粪液，粪液流向横向粪沟，待沟内积存的粪液达到一定程度(一般为1-2个月)，提起沟端闸板排放沟中的粪液。干清粪的特点是设备设施要求简单，但劳动力成本较大；水泡粪清粪的特点是干净、劳动强度低，但处理难度大，只适合有足够农田消纳的猪场。因此建议有条件的猪场使用水泡粪，设备简陋的可以采用干清粪。

3.2 蛋鸡粪污处理模式

鸡舍内鸡粪通过刮板式或传送带式清粪方式清除至舍外，鸡粪经过收集可通过堆肥、脱水烘干、槽式发酵生产有机肥生产或用作饲料等方式处理。鸡场污水可通过建设二级沉淀池进行沉淀处理。

图1 猪场粪污处理模式

3.3 奶牛粪污处理模式

牛舍内粪便经机械粪板刮至粪污收集沟，粪沟内通过冲洗管路输送的冲洗水冲至集粪沟，粪污在集污池内经稀释、搅拌均匀后，用切割泵提升至固液分离机进行分离，分离后的液体一部分返回集污池对粪污进行稀释，另一部分自流进入污水池，作为粪沟冲洗水循环使用，分离后的固体粪便在发酵棚发酵后制作牛卧栏垫料、有机肥或生物转化养殖蚯蚓等。

4 小结

通过在西安市建设6个粪污无害化处理示范点(阎良牧歌奶牛场、户县清凉山猪场等)，“一清、二分、三建设”的粪污处理模式在本地区得到推广，全市85%的规模养殖场不同程度地使用了这种处理模式，98家养殖场通过环保部门达标验收，全市畜禽养殖COD排放量三年来削减了6%以上。这种“一清、二分、三建设”的模式能够较好地实现畜禽粪污处理的减量化、无害化、资源化、生态化。

[1] 朱凤连，马友华，周静，等.我国畜禽粪便污染和利用现状分析[J].安徽农学通报,2008,14(13)：48-50.

[2] 韩华，陈冲，彭英霞，等，顾本家.猪场尿泡粪工艺[J].近日养猪业，2014(8):12-13.

[3] 马迪，赵兰坡.畜禽粪便堆肥化过程中碳氮比的变化研究[J].中国农学通报,2010,26(14):193-197.

Study on Treatment Mode of Animal Manure in Concentrated Animal Operation of Xi’an

HU Jian-hong1, ZHANG Jin1,LI Jian-rong2

(1.AnimalHusbandryTechnologySpreadTerminalofXi’an,Xi’an,Shaanxi, 710061,China;2.AnimalHusbandryTechnologySpreadTerminalofChang'anDistrict,Xi’an,Shaanxi, 710100,China)

In order to reduce the pollution and improve the utilization of animal manure in concentrated animal operation, we studied and summarized the techniques about the hazard-free treatment of animal manure by investigating the status of it in Xi’an area. Moreover, combining with the actual husbandry situation in Xi'an, we summarized the effective hazard-free treatment mode of Xi'an animal manure to realized the goals of reduction, hazard-free, resource re-utilization and ecologicalization of animal manure treatment.

concentrated animal operation; animal manure; treatment mode; Xi’an

2016-10-11

2016-10-20

西安市科技计划项目NC1215(4)。

胡建红(1971-)，男，陕西户县人,高级畜牧师，主要从事畜牧技术推广工作。

S823

A

1001-9111(2016)06-0083-03