畜禽粪污全量资源化利用的研究

李保强

摘要：目的，让养殖业粪肥转化处理达到全量化还田利用的规范以及标准变得成本更低、效率更高。方法畜禽饮水设施需要改造升级从而减少污水排放总量，粪污进行固液分离之后，针对固体和液体分别进行利用物理法、化学法和生物法进行无害化处理。结论新型技术的核心是分解转化粪污中的抗生素残留、氨以及硫化氢等物质并杀灭各种虫卵和蝇蛆，为微生物的繁殖创造更好的条件，更加有效地进行达标还田。

关键词：畜禽粪污;资源化利用

一直以来，畜禽粪污对环境的恶劣影响困扰着养殖业主。随着相关部门对养殖业的监管力度不断增强，养殖企业也在积极寻求解决办法，但是，畜禽粪污处理达标排放的处理高成本令大多养殖业难以承受。2020年6月 17日，农业农村部办公厅、生态环境部办公厅下发了《关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知》，明确指出：“鼓励采取粪肥还田、制取沼气、生产有机肥等方式进行资源化利用”，无疑指出了一条畜禽粪污转化利用的切实可行之路。畜禽粪污从重达标排放向重全量利用的转变势在必行。

1异位发酵床存在诸多弊端，推广难度大

1.1  异位发酵床基础建设、翻粪机、垫料以及人工费用一般养猪户负担不起。

1.2  异位发酵床不适合冲水量较大、漏水严重的养殖场使用{1}。

1.3  普通发酵菌种不耐低温、消毒剂抑制发酵菌生长，常出现“死床”现象{1}。

如何建立低成本、高效率、易于推广的畜禽粪污无害化处理的技术方案，从而达到《畜禽粪便还田技术规范》、《畜禽养殖业污染治理工程技术规范》和《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》的技术要求，需要从养殖业的实际出发，分析粪污对于农作物的危害原因入手，进行研发具有针对性的新技术。通过对茌平区洪屯镇东梭村小型养猪户（70余头）、冯屯镇小杨屯村规模养殖企业（存栏量2000头养殖企业三家、肉鸭存栏量12万企业一家）实地考察，并走访了该乡镇十余村大小养殖户二十余户，提取粪污样品二十余次，并进行了相关实验。

2畜禽粪污对于农作物的危害原因分析

2.1  畜禽粪便发酵会散发大量热量，散发氨、硫化氢以及甲烷等有害气体，在土壤发酵过程中争夺根部氧气，造成作物根部缺氧，导致烧根以及死株现象;

2.2  未经处理的畜禽粪便中含有病原体、细菌和诸如根线虫等虫卵，容易给作物带来病虫害。

2.3  部分畜禽糞便还有重金属盐、激素和抗生素造成农产品安全隐患。

3目前畜禽养殖配套设施以及技术落后

3.1  饮水器具浪费大量水源

以养猪为例，目前诸多养猪户采用价格较为低廉的乳头式自动饮水器和鸭嘴式自动饮水器，这两种饮水器不仅浪费大量水源而且将大量水混入粪污，增加了粪污处理量。特别当舍内温度升高时，猪会控制饮水器不断流水进行冲凉，于是常常出现粪污池一夜爆满现象。

3.2  棚舍内消毒方式不利于微生物存活影响粪污发酵

部分养殖户采用消毒液、火碱等方式对养殖棚舍消毒，其残留物进入粪污不仅影响粪便的发酵而且进一步对土壤造成危害。

4畜禽粪污无害化处理新技术方案研究

4.1  更换饮水器控制污水排放总量将传统饮水器更换为碗式饮水器，该饮水器是一种以盛水容器（水杯）为主体的单体式自动饮水器，常见的有浮子式、弹簧阀门式和水压阀杆式等类型，可以杜绝猪饮水浪费，从而使粪污含水量减少50%以上。

4.2  改进棚舍消毒方式，建议采用紫外线灯、臭氧气体和过饱和臭氧水高压冲洗方式进行消毒，此三种方式可以综合使用，避免火碱等残留物进入发酵池影响粪污发酵，从而减少对于土壤的危害。

4.3  粪污处理工序流程

多年以来，畜禽粪污固液分离以及固体发酵技术相对成熟，难点在于液体的无害化处理。本技术以处理转化养殖业有机污水制备成为液态肥为研发方向和主要科研内容，将固体和液体全量无害化处理并进行还田，提取二十余次粪污样品之后，经过固液分离、uvc光催化、强氧化曝气分解，恶臭气体减少，视觉感官效果变化明显，由墨汁样转变为暗红色。

研究结果：“结果表明，当臭氧投加速率为1.13g/h、反应温度为20℃、pH值为7.2时，反应40min后养猪废水的COD、色度和UV254去除率分别约为50%、95%和75%。”[2]

“经臭氧氧化处理后大分子物质被氧化降解为小分子物质，微生物代谢产物的荧光峰基本消失，腐殖质和紫外腐殖质特征荧光峰荧光强度与原水相比也显著降低，可见臭氧氧化法深度处理养猪废水可有效去除COD和色度。”[2]

在光催化处理过程中，需要使用活性氧有机废水曝气机，该设备有两个作用，首先在UVC短波光以及催化板作用下分解有机废水的氨、硫化氢有害气体、抗生素，杀灭病原体、虫卵等;其次，经过上述处理之后的有机废水在好氧发酵过程中可以间歇性地对水体进行曝气，提供微生物所需要的氧气。

4.4  经过茌平区环保局对比化验，COD为2080mg/L、病原菌杀灭率98%、虫卵杀灭率97%。COD虽未达到排放标准，但是，经过分别处理之后的固态和液态成分已经达到相关技术规范。处理之后的粪污原液经过油菜苗浇灌实验，油菜苗长势良好。

目前，茌平区冯屯镇小杨屯村两家养猪企业正在筹建以上述技术为核心的粪污全量资源化利用转化配套设施。该设施投入使用之后，可以对固液分离之后的有机废水进行强氧化化学处理，随即再进行好氧发酵，进一步分解水体中的有机质，后期处理效果需要持续化验分析分析。

结论：畜禽粪污从重达标排放向重全量利用的转变为降低处理费用创造了条件。为了达到粪污符合规范还田的目的，该研究的核心围绕粪污固液分离之后的有废水采用物理法、化学法和生物法进行处理，研发了活性氧有机废水曝气机和过饱和臭氧水冲洗机。本技术的优点首先在于投入成本远远低于异位发酵床的建设投资以及垫料的费用和人工成本;其次该技术即无需大量除臭消氨药物、亦无需絮凝剂以及沉淀分离设备，只需要活性氧有机废水曝气机自动化运行对有机废水进行强氧化，其过程可以杀死虫卵以及病原体、分解抗生素、降低COD、脱色除氨。设备投资以及运行费用更低，更容易推广;再次，通过改造猪饮水器和更换为零残留式的棚舍消毒方法，大大减少有机废水处理量和消毒药液、火碱等残留对土壤的伤害，并且肥料发酵腐熟效果更好。而且液态有机肥可以与滴灌进行技术对接，更加有利于种养结合良性循环。

参考文献：

[1]   汪明阳;王颖欣.推广异位发酵床，还需“三思而后行”[J].养殖与饲料，2018（7）：1-2

[2]   潘松青;张召基;陈少华.臭氧氧化法深度处理养猪废水研究[J].安全与环境学报，2014（6）：153-157