适度规模生态养殖猪场粪污处理模式探析任亚玲

，唐恩泽，侯晓琪*

(1.贵州农业职业学院，贵州 贵阳 551400； 2.习水县农业农村局，贵州 习水 564600)

为深入贯彻落实《国务院办公厅关于加快推进畜禽废弃物资源化利用的意见》，加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新模式，促进生猪产业平稳可持续发展，优化生态养殖模式生猪的粪污处理方法显得尤为重要。生态养殖猪场通常根据不同地域特点采用农牧结合、林牧结合或渔牧结合等方式来实现生态养殖与生态种植结合，从而发展出环境友好、资源高效、社会接受度高的养猪模式[1]。该模式猪场通常采用自繁自养形式，饲养品种主要为本土黑猪，如黔北黑猪、四川丫杈猪、里岔黑猪等，该模式饲养出的生猪猪肉品质高，深受消费者欢迎。

适度规模生态养殖猪场通常年出栏量在3000头以内，由于饲养特点、技术支撑不足等原因易导致粪污缺乏科学处理，造成环境污染，破坏生态平衡，故改善适度规模生态养殖猪场粪污处理模式，生猪生态养殖和资源循环利用是该型猪场可持续发展和生态种养实现的关键[2]。本文分析了适度规模生态养殖猪场粪污处理现状、常规粪污处理与资源化利用模式等，针对适度规模生态养殖猪场粪污处理存在的问题，采用生物发酵资源利用模式，以期为适度规模生态养殖猪场粪污处理提供参考。

1 适度规模生态养殖猪场饲养特点及粪污处理现状

1.1 饲养特点

适度规模生态养殖模式下的生猪养殖通常采用普通饲料+青绿饲料联合饲喂，并在育肥猪养殖周期中阶段性添加当地盛产的中草药[3]，导致其粪污处理方式与全价饲养规模化猪场不同。

1.2 粪污量增大

受饲料原料及生猪产品价格波动、生猪养殖技术发展、市场需求等各方面因素影响，生态养殖型生猪养殖场规模增大、数量增多、存栏量增加，养殖高峰期集中出现，导致该型养殖场需处理的粪污量剧增，增加的粪污量猪场内难以处理导致生态污染，外溢的气味甚至影响周围居民生活。

1.3 粪污处理效果参差不齐

不同养殖场因资金、养殖技术水平、生物安全意识等存在差异，故采用的粪污处理方法不同，部分养殖场在养殖高峰期因发酵池容积所限，粪污处理时间缩短，甚至存在养殖场粪污不处理即清理出场的情况。以上情况导致不同养殖场粪污处理效果参差不齐。

1.4 适度规模生态养殖猪场现有的粪污处理模式

畜禽粪污环评的日趋严格造就了猪场多种粪污处理模式的出现。目前，国内外适度规模生态养殖猪场常用的粪污处理模式有粪污全量还田利用、水肥一体化施用、污水达标排放、生态循环养殖、原位发酵床、异位发酵床等模式[2，4]。

1.4.1粪污全量还田模式

粪污全量还田模式是目前生态型适度规模猪场粪污处理的主要方式，即清理出的粪污采用化粪池形式进行自然发酵，发酵后的产物还田。其技术手段需求低，建设、维持成本低，部分生猪养殖场可将发酵的沼气收集用于家庭燃烧以节省资源和猪场开支等[5]。

本模式在使用时粪污贮存周期不规范，部分养猪场粪污不储存或储存周期短，导致病原微生物、寄生虫虫卵等无法无害化处理，生物污染风险极其严重；部分养猪场粪污贮存周期长，粪便因发酵周期原因而导致施肥期集中；未干湿分离的粪污共同发酵所需化粪池容积大；需配套专业化的搅拌设备、施肥机械、农田施用管道、吸粪车等。除此之外，粪污长距离运输费用高；粪污可使用范围较局限，因发酵后沼液、沼渣过多，配套农田面积相对较小无法处理，故堆积于发酵场所，恶臭气味扩散[6]。堆积的粪污经雨水冲刷后排至周围农田或河道，污染土壤、水体，同时因发酵期不确定而导致未完全处理的病原微生物易给周围环境带来生物安全隐患。

1.4.2水肥一体化施用模式

猪场粪污干湿分离，固态粪污通过生物发酵处理以有机肥形式还田利用或进行售卖。液态粪污经无氧发酵后以液态肥形式或与灌溉用水按照一定的比例混合，进行水肥一体化施用。

该模式对周围配套农田面积有一定要求，养殖高峰期粪污量难以消纳[7]。由于贮存时间长，超过贮存容积量即出现外溢，或者施肥季节使用未处理达标的粪污易带来生物安全隐患；不同地区之间因气候特点不同而导致发酵周期不同，故存在部分养猪场干湿分离后，污水直接进行浇灌或仅进行简单贮存即进行浇灌的现象，未发酵完全的污水易带来严重生物安全隐患。

1.4.3发酵床模式

发酵床可分为原位发酵床、异位发酵床，指将秸秆、木料等原料加入猪粪尿后利用生物技术发酵，经多次发酵后制成有机肥的一种粪污处理方式[8]。该模式环境友好度高，所需配套农田面积小或者无须配套农田，有机肥可进行售卖缓解猪场经济压力，故发酵床模式后续经济回报较大[9-11]。但其垫料成本高，来源困难，同时对生物发酵技术要求高，后期存在菌种失调的风险，且在全年平均气温较低的地区，由于低温导致发酵时间延长，存在难以处理过量粪污的情况。

1.4.4污水达标排放模式

污水达标排放是指将粪污经过多种方法深度处理，达到国家标准后进行排放。该模式无须配套农田，处理后的产物无生物安全隐患，但其所需的建设、运营成本高，专用设备占地面积大，需专门技术人员进行操作。

1.4.5生态循环养殖模式

生态循环养殖模式通常采用氧化塘、生物过滤池、生态湿地来处理粪污[12]。该模式环境友好度高，无生物安全隐患，可将种养殖、湿地系统结合达到粪污处理经济性、高效性、无害化的要求。但其建设成本高，配套湿地面积需求大，维护和运营专业人才技术要求高，应用较为局限[13]。

2 生物发酵资源利用模式

生物发酵资源利用模式将从源头节水做起，通过改进给水设备及清粪方式降低圈内粪污产生量，将粪污从圈内清出后即通过干湿分离机分离出干粪和污水，干粪通过发酵剂作用产物可作为有机肥使用或售卖，污水则通过多级贮存池加入生物发酵剂、藻类等进行发酵后作为液态肥施放。当污水过多无法排放时采用发酵罐进行进一步发酵并储存至适宜施放或运输。具体模式如图1所示。

2.1 源头控制措施

2.1.1给水设备优化

在猪舍雨污分离、饮污分离、干湿分离的基础上，由源头给水设备进行节水，减少猪只玩水量，可采用鸭嘴式或乳头式自动饮水器等节水型饮水器和接漏碗结合的结构，饮水器内漏出的水可直接进入接漏碗内，将碗内未经猪只消化、玩耍的水通过管道集合进入沉降池内，下层沉降固体多为饲料残渣，可作为有机肥施入农田，上层则为清水可用于浇灌农田或再次利用。通过将净水与粪污分离，从而在源头给水步骤减少污水产出量。

2.1.2调整日粮配比

适度规模生态养殖猪场在饲养时会加入青绿饲料、中草药等，部分养殖场还会进行定期放牧来提高猪肉品质，故更容易从源头控制粪污中氮、重金属等的排放量。可以通过调节饲料内金属元素配比降低猪粪中重金属的含量；通过在饲料中添加复方中药-益生菌生物控制剂、中草药等以提高饲料转化率并降低猪粪中氨气的排放量[14，15]。

2.1.3改变清粪方式

传统清粪方式如手工清粪、刮板清粪、水冲清粪等在用水量、人工、干湿分离等不同方面存在一定的难度，可改为漏粪地板、水泡粪模式。水泡粪模式可使粪污在圈内即进行一次发酵，有效缩短了污水在贮存池内时间；在温度较低的地区、时节，圈内温度可有效保持发酵效果。

综合上述三点可从源头减少猪场污水产出量，降低污水处理量及难度，缓解贮存池贮存压力。

2.2 发酵罐贮存

常规污水肥料化处理模式在雨季和养殖高峰期并不适用，因污水储存过多、雨水冲刷等因素容易导致粪污泄露，排放至河道内引起环境污染。针对这种情况，可以购置发酵罐作为污水暂存地[16]，污水可在发酵罐中进一步发酵，发酵罐也可通过交通工具运送至农田进行浇灌。

发酵罐的使用可在一定程度上降低猪场粪污处理的资金压力，其对土地损伤较小，放置地可进行正常建设及后续种养殖。

2.3 可拆卸管道

若猪场配套农田面积较大且较为集中，可在配套农田内灵活铺设方便运输、耐腐蚀的可拆卸管道。若农田处于方便运输的地区也可采用小型发酵罐配合可拆卸管道进行污水储存、再次发酵并施入农田；可拆卸管道不使用时可放置在场内，从而降低损耗、延长管道使用时间；非养殖高峰期、使用较少的季节还可将其作为农田灌溉水管使用。

2.4 生物发酵剂

生物发酵剂可用于发酵有机质，市售有多种成品生物发酵剂可用于干粪、污水发酵，其成分通常为芽孢杆菌、酵母菌、蛋白酶等[17]。可根据不同猪场饲料种类、饲料添加剂、饲草、中草药、抗生素及其他治疗药物使用情况、综合排粪情况等筛选合适的生物发酵剂，并向贮存池、发酵罐内加入适量的生物发酵剂来缩短发酵时间，提高发酵效果，从而有效降低贮存池收纳粪污的压力[18]。

2.5 添加藻类

藻类生长过程中会消耗氮、磷、有机质等，这些营养物质也可出现在污水内，污水处理所用的贮存池可添加小球藻、丝状微藻、栅列藻等以消化污水内的微量元素，目前已有研究表明向污水内添加藻类可提高甲烷生成量、降低污水内含氮量，生长成熟的藻类也可回收作为动物饲料或生物柴油原料使用，从而达到资源循环利用的目的[19-21]。

3 生物发酵资源利用模式的优势

3.1 粪污处理压力下降

粪污处理应从源头开始，常规处理模式通常容易忽略粪污的来源，从而导致粪污量较大而处理困难，采用节水型饮水器和接漏碗结合的喂水工具可以有效减少污水的产生；漏粪板+水泡粪的清粪方式可以降低人工清圈的成本，节约用水量，并且减少污水蓄积时间，从而减少单位时间内需处理的污水量。发酵罐、可拆卸管道的灵活配合使用可降低贮存池养殖高峰期的压力，减少污水外溢的风险。

3.2 粪污发酵时间短

向贮存池、发酵罐添加生物发酵剂可通过菌群增殖来缩短发酵时间，提高发酵效果，加入合适的菌种还可以降低病原微生物外溢造成疾病的风险，从而降低适度规模生态养殖猪场的生物安全隐患。

3.3 粪污循环利用效率高

生物发酵资源利用模式的粪污经干湿分离后，干粪可经无害化处理作为有机肥售卖或施入农田；污水可采用适宜的藻类投入贮存池内，生长成熟的藻类可以用作饲料添加剂，也可作为能源原料，经多重处理的污水可作为液态肥进行回收利用，多举措并行可提高粪污的利用率，维持猪场的长久可持续发展。

4 结语

当前养猪业急剧发展，规模在不断扩大，受利润、成本、发展水平的影响，生态养殖型猪场将不断增多，而由此带来的粪污处理问题将不可忽视，现阶段各猪场应探索适合的粪污处理方法，做好粪污无害化处理及循环利用工作，以保证养猪业的平稳健康发展。综合多种粪污处理措施，本文提出的生物发酵资源利用模式，旨在为适度规模生态养殖猪场粪污的处理及资源化利用提供借鉴和参考。