畜禽粪污资源化利用技术模式探究

宁云云，张 瑞，宋海霞，云德文，贾自立

（1.封丘县农业农村局，河南 封丘 453300；2.河南畜牧规划设计研究院）

随着我国养殖业的发展，养殖污染问题日益突出，其中粪污是养殖污染中最大的污染源。为解决畜禽粪污问题，该文归纳了国内外畜禽粪污资源化利用的典型模式，对畜禽粪污处理模式进行探究，为养殖企业制定针对性的畜禽粪污解决方案提供参考，以期减少畜禽粪污造成的污染问题，促进我国养殖业的可持续发展。

1 国外畜禽粪污资源化利用模式

1.1 丹麦

丹麦法律规定养殖场必须满足“和谐原则”，这是丹麦在粪污产生、管理与利用中各个环节制定严格规范和立法的基本原则。“和谐原则”即“种养平衡、按需施肥”理念，这一理念注重土壤中养分平衡、杜绝农田过度施肥，控制氮的挥发。明确规定了土壤施肥要制定合理的施肥方案，要求畜禽粪污在贮存和使用过程中，养殖场要根据作物的生长周期及其对养分的需求，结合土壤中各种养分情况，对粪肥使用量进行测算。

1.2 瑞典

瑞典是全球第一个将生物天然气纳入天然气管网的国家，政府对畜禽粪污向可再生能源方向的转化十分重视，促使了其清洁能源的生产和应用技术领先世界。在畜禽粪便制作沼气方面，主要选择的是“沼气发酵提纯—压缩运输/并网—车用燃料”的商业模式。

1.3 美国

美国推行“畜禽粪便养分管理计划（CNMP）”养殖场建设与规模、降雨量、粪污贮存时间相配套的粪污贮存池，粪污自然发酵处理后，全部灌溉农田。由于美国各地地域条件不同、养殖模式不同，养殖场粪污贮存、处理还田方式也不相同。小型规模养殖场一般采用全漏缝地板，猪舍底下建有深坑用来贮存粪便，猪粪通过地板之间空隙排入贮存池，每年粪浆抽取1～2 次，直接还田；大型规模养殖场将产生的粪污进行收集、厌氧处理，产生的沼气用于发电或者燃气，沼液则直接还田。

2 国内畜禽粪污资源化处理典型模式

2.1 粪污全量收集还田利用模式

将养殖场户产生的畜禽粪污进行集中收集，氧化塘贮存进行无害化处理，达到《畜禽粪便还田利用技术规范》（GB/T2546-2010）后，在农田施肥季节根据作物对肥料的需求还田利用。该模式优点是粪污处理配套设施建设成本及处理利用费用较低；缺点是贮存周期长，要有足够大的粪污贮存设施。主要适用于奶牛场的自动刮粪回冲工艺或猪场的水泡粪工艺，粪污中固体总含量不大于15%。粪污全量收集还田利用模式工艺流程如图1所示。

图1 粪污全量收集还田利用模式工艺流程图

2.2 粪污专业化能源利用模式

企业将周边养殖场户的畜禽粪污进行收集，然后进行集中处理，达到专业化生产可再生能源的目的。依托大型沼气工程，将畜禽粪污进行厌氧发酵，产生的沼液深处理后达标排放或农田利用，沼渣生产成有机肥用于农田，沼气提纯为生物天然气或用于发电上网。该模式优点是减少了养殖场粪污处理设施的投资；缺点是沼液产生量大且集中，需完善后续处理工艺。主要适用于大型规模养殖场或养殖密集区。粪污专业化能源利用模式工艺流程如图2所示。

图2 粪污专业化能源利用模式工艺流程图

2.3 固体粪便堆肥利用模式

将肉鸡、蛋鸡、肉牛、羊或生猪规模养殖场产生的固体粪便进行收集，好氧堆肥腐熟，无害化处理后，进行有机肥生产或农田利用。该模式的优点是粪便可短期内达到无害化处理效果；缺点是堆肥过程中有大量臭气产生。主要适用于无污水产生、只有固体粪便的禽养殖场或羊场等。固体粪便堆肥利用模式工艺流程如图3所示。

图3 固体粪便堆肥利用模式工艺流程图

2.4 粪便垫料回用模式

这种模式主要用于奶牛养殖场。将奶牛产生的粪污进行收集，并进行干湿分离，污水贮存无害化处理后还田利用；固体粪便则进行好氧发酵，杀菌处理后用作牛床垫料，达到循环利用效果。其优点是牛粪作为垫料，粪污后续处理较为简单；缺点是未彻底无害化处理的粪便作为垫料，存在生物安全风险。粪便垫料回用模式工艺流程如图4所示。

图4 粪便垫料回用模式工艺流程图

2.5 异位发酵床模式

这种模式主要用于生猪养殖场。畜禽粪便和尿液经传送或漏缝地板转移到舍外铺有垫料的发酵槽中，对尿液粪便发酵分解，无害化处理后作为肥料还田利用。其优点是畜禽在饲养过程中不产生污水，降低了处理成本；缺点是生产链条长，精细化技术程度高，受寒冷地域限制。异位发酵床模式工艺流程如图5所示。

图5 异位发酵床模式工艺流程图

2.6 污水肥料化利用模式

畜禽养殖场产生的污水经过干湿分离，液体部分进入氧化塘或厌氧发酵处理贮存，在农田需要灌溉或施肥时，按要求进行水肥一体化施用；固体粪便进行堆肥发酵后还田利用或委托畜禽粪污处理企业集中处理。该模式优点是粪水处理后直接还田，即提供了肥源，又解决了粪水处理带来的压力；缺点是养殖场应有粪水贮存设施和输送设备，且周边有足够农田。主要适用于养殖场周围有一定面积农田，可基本达到农田配套要求的畜禽养殖场。污水肥料化利用模式工艺流程如图6所示。

图6 污水肥料化利用模式工艺流程图

2.7 污水达标排放模式

养殖场的固体粪便无害化处理后还田利用或委托畜禽粪污处理企业集中处理；产生的污水进行深度无害化处理后，达到地方标准或《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）后进行排放。该模式优点是养殖场贮存池无需建设太大，减少了用地；缺点是粪水处理成本高。主要适用于养殖场周围没有农田或农田较少，达不到农田配套要求的规模化奶牛场或猪场。污水达标排放模式工艺流程如图7所示。

图7 污水达标排放模式工艺流程图

3 小结

农业农村部要求，2020 年全国规模养殖场粪污处理设施设备配套率达到95%以上，畜禽粪污综合利用率达到75%以上，畜禽粪污治理形势紧迫。我国未来畜禽粪污资源化利用的主推模式仍将是“种养结合”。养殖企业应结合当地区域的实际情况，合理规划场区建设，因地制宜探索经济效益高，治理效果好，投入成本低的种养循环模式，从而有效治理畜禽粪污，最终打赢畜禽养殖污染防治攻坚战。