任 安
(黑龙江省农垦科学院农畜产品综合利用研究所,黑龙江 哈尔滨 150038)
畜禽排出的粪便和污水中氮、磷等元素含量较高,但提取难度较大,这是导致当前畜牧业经营过程中粪污资源再利用率不高的主要原因。在这种情况下,随着养殖业的快速发展,大量畜禽粪污一旦被随意堆放,不对其进行处理利用,则会严重污染环境。
畜禽通常会感染各类病毒和细菌,一旦大量的粪污处理不及时,粪污中含有的大量病原微生物会借助媒介进行传播,不仅会提高畜禽传染性疾病的患病率,而且会出现一些人畜共患病,对人体健康造成较大影响。由于畜禽在生长过程中会从饲料中摄入大量的氮和磷等元素,但自身消化吸收能力不高,生物转化率处于较低水平,这便导致畜禽排出的粪污中氮、磷元素含量较高,当这些元素被排入江河湖泊中时,会出现水体富营养化问题。同时,粪污中重金属元素含量较高,不经处理排入水体会造成水体污染。粪污的气味刺激性较强,会影响空气质量。如果将畜禽粪污直接用作农田肥料,灌溉后土壤易出现硬度增加及板结等问题。同时,土壤中重金属含量也会超标,不仅影响土壤质量,而且会对农作物生长造成不利影响。通过采取有效的畜禽粪污处理技术,实现粪污资源化利用,不仅可减轻污染,而且能缓解环境保护压力。畜禽粪污再利用有利于提升畜牧产品质量,对促进农业供给侧结构性改革、农业绿色化发展具有积极的促进作用。
采取有效措施对畜禽粪便实施干燥处理,并按照一定比例将干燥的粪便、养殖废料和淤泥混合在一起,利用缺氧环境将混合物高温溶解,制成生物炭,再将其制作成土壤修复剂,对土壤改良及河流底部土壤修复具有较好的效果[1]。
将畜禽粪便与蛭石、珍珠岩及草炭等混合制成基质,经发酵处理后施入土壤,可对蔬菜育苗土壤起到改善作用。养殖底栖饵料类生物时,可将畜禽粪便和养殖废料混合调制成饵料生物喜欢的饵料,可提高养殖效率,实现畜禽粪便资源化和无害化利用。
堆肥是较为常见的畜禽粪便利用方式,将畜禽粪污在堆肥场内实施好氧发酵处理,将粪污腐熟后进行还田处理,也可在此基础上通过深加工制成有机肥。在这种利用模式中,发酵温度较高,加之发酵时间不长,畜禽粪便的附加值能得到有效提升。但具体处理时会产生大量的臭气,而且工作量较大,人工成本较高。
一些较大规模的养殖场对畜禽粪便的处理多采用粪污全量收集还田模式。这种方法应用前应提前设置发酵池,这样在畜禽生长过程中可直接将粪污冲刷至发酵池内发酵,发酵好的粪污定期排入集中池内,采取有效方式将其还田。这种模式的应用成本不高,更具经济性。通过粪污全量收集还田,可提高养分利用率,同时使环境污染能降至最低水平。由于这种方法施肥期较为集中,需要配备专业化设备,加之受运输成本的限制,因此只适宜在一定范围内使用。
利用相应基质和微生物发酵剂制作成发酵床,粪污落在发酵床上,利用微生物菌剂进行发酵,定期对发酵后的粪肥进行清理,实施还田利用。这种模式没有污水产生,处理成本较低,而且使用微生物菌剂能减少舍内臭气排放。同时,畜禽粪便发酵后能获得高浓度氨氮液体,用其来培养微藻,可有效改善水质,起到保护环境的效果[2]。
针对粪便的处理可采取自然发酵、好氧发酵和厌氧发酵等处理技术[3]。在自然发酵技术应用过程中,应做好防溢流、贮粪池和堆肥场的建设工作,将畜禽粪便贮存其中,重视自然界中微生物的有效利用,通过对粪便中的有机质加以分解,使其形成更具稳定性的腐殖质。具体应用好氧发酵技术时,需相应的设备做好粪便与废水的分离,充分利用有氧环境下微生物代谢的活动,实现对粪污中有机物的分解,使其转化为相应的物质,为微生物个体的生长提供所需养料,增加微生物个体的数量。同时,实际发酵过程中还会产生热量,利于杀灭粪便中的病原微生物,实现粪便无害化和减量化处理。在厌氧发酵技术应用过程中,对粪便进行清理后,预处理时要应用水力破碎或者干发酵技术,发酵应在无氧环境下进行,发酵过程中产生的沼液可用于发电或作为燃料,沼液和沼渣也能作为肥料使用。
进行畜禽粪污处理时,废水可采用自然处理及厌氧处理等技术。自然处理是利用土壤和水体的物理和生物化学作用净化污水,具体处理方式以人工湿地法、土壤处理法及氧化塘处理法等为主。例如,采用氧化塘处理方法时,利用好氧细菌分解废水中的有机质,生成二氧化碳和氨气,藻类吸收生成物后释放氧气,好氧细菌通过氧气实现对废水中有机物的进一步分解。在厌氧处理技术中,利用固液分离设备分离出废水,利用厌氧细菌发酵,产生沼气。整个过程中要配套使用清粪工艺,有效减少废水中的固体粪便,从而降低后续处理成本和处理难度。
在规模化和集约化养殖过程中,大量粪污的排放给周边环境带来较大影响。对于畜禽养殖业而言,粪污资源化利用是整体发展的必然趋势。但在具体实施过程中,养殖户受自身观念的影响,过于注重经济效益,对粪污处理和养殖效益之间的联系缺乏了解,粪便处理意识不强,没有建设相应的基础设施,导致养殖过程中粪便大量堆积,粪便利用率较低。
对大量畜禽粪污进行处理时,对场地和设备具有一定的要求,这必然需要相应的投资,但这些支出无法获得即时的经济效益。而养殖户的养殖目的是获取更大化的经济利益,在看不到利益的情况下必然会降低养殖户对粪污处理的积极性。虽然国家对粪污再利用提供了相应的补助,但补助覆盖率不高,导致基础处理设备不足,无法充分实现粪污再利用。特别是一些散养户,对畜禽粪污对环境的污染缺乏重视。
目前,在养殖行业中,中小养殖场数量所占比例较大。相较于大型养殖场,中小养殖场设施欠缺规范性和完善性,畜离粪便处理方式过于简单,往往是直接将粪污倾倒至附近河流中,对周边生态环境造成严重影响。一些养殖场没有建立完善的粪便处理机制,导致粪污利用过于形式化,粪污资源化治理难度 较大[4]。
畜禽粪污资源化利用方式直接关系畜禽养殖经济效益,但在实际粪污资源化利用过程中,大部分养殖户只是简单地对粪污进行发酵处理,无法达到预期成效,从而给养殖业的经济效益带来了一定影响。一些养殖场建立的沼气工程在沼气利用方面欠缺合理性,特别是没有与其相匹配的种植基地,沼气、沼渣无法得到有效利用和处理,从而导致粪污问题一直无法从根本上得到解决。
由于养殖户的养殖观念和粪污再利用意识会对养殖户的经济效益造成较大的影响。因此,针对当前畜禽粪污污染严重的问题,各地应加大对畜禽粪污再利用的宣传力度。在实际宣传工作开展过程中,可将线上宣传与线下宣传相结合,使养殖户能对粪污再利用的重要性有深入的了解,并积极转变养殖户的养殖观念,提高其对粪污的利用意识。各地政府部门要针对粪污再利用和对环境的影响开展深入调研,与各地区的特点相结合,统一规划,探索出与当地相适应的畜禽粪污利用模式,进一步提高资源利用率。在实际工作中,要加强对养殖户环境保护意识的培养,对养殖户养殖生产过程中的污染治理提供有效的指导,统一对养殖条件进行规划,为养殖业的发展营造良好的氛围。另外,政府相关部门要严格监督养殖场粪污处理情况。针对检查中发现达不到处理标准的要限期整改;整改后仍达不到标准的,则要进行淘汰或者不颁发相应许可证。
畜禽粪污再利用是指将废物转化为资源进行再利用。通过对畜禽粪污进行有效处理,可以提高资源利用效率,为环境保护工作的开展创造良好的条件[5]。但畜禽粪污的再利用离不开资金的支持,因此各地政府相关部门需增加资金投入,安排专项奖补资金,助力推进畜禽粪污资源化利用。中央财政持续支持畜禽粪污资源化利用工作,整省、整市推进的地区要切实加大财政投入力度,实现畜禽粪污资源化利用目标任务。各地可根据中央财政奖补资金规模,结合当地畜禽粪污资源化利用实际情况,自主确定补助方式、对象和标准。另外,各地可出台并实施畜禽粪污资源化利用设施装备建设财政贴息扶持政策,规范财政贴息扶持资金使用和管理,提高规模养殖场粪污处理设施装备配套率,提高畜禽养殖粪污资源化利用率。
近年来,国家加大了对农业的政策扶持力度,有效促进了农业经济快速发展。种植业和畜牧业作为农业体系中的重要组成部分,呈现出规模化发展态势。为提高农业经济效益,宜将种植业与畜牧业相结合,发展种养循环发展模式,促进农业转型升级。在实际工作中,可通过搭建养殖粪污还田平台,加快推进畜禽粪污资源化利用。这就需要在实际工作中做好基础粪污资源化利用设施的落实工作。因此,国家应加大扶持力度,加快推进畜禽粪污资源化利用基础设施建设,提高粪污利用率。同时,通过对粪污的有效处理,使其还田,减少农业生产过程中化肥使用量,加快推进农业绿色发展。
5.4.1 产业园区配套循环模式。对于畜禽养殖园区,在实际运营过程中要根据自身的养殖规模和养殖类型建立相配套的畜禽粪污处理设施,如蓄粪池、堆粪场、沼气工程、污水深层处理装置及有机肥加工车间等。另外,要建设能对养殖过程中粪污处理产物进行吸纳的场地,构建闭环的循环体系,实现畜禽粪污资源化利用。
5.4.2 异地对接加销循环模式。对于部分畜禽养殖园区自身无法完成粪污资源化利用和无害化处理的情况,宜采用异地对接加销循环模式,通过异地实施资源化利用和无害化处理。采用这种模式时,粪便和废水一般会使用固液分离设备或者干清粪技术进行分离,将粪便通过处理生产成有机肥或堆肥,对废水进行净化处理后进行排放或者综合利用。
5.4.3 立体式、空间式循环利用模式。这种利用模式更具先进性,其具体以立体养殖、林下养殖及田间养殖等类型为主,不仅可以提高资源利用率,而且有利于提高养殖效益。在开展林业养殖过程中,主要是通过利用林下空间开展养殖业,不仅提高了空间利用率和土壤肥力,而且能够达到以牧促林及以林养牧的效果。田间养殖与林下养殖具有较高的相似性,主要是通过在农作物种植过程中发展畜牧养殖业。例如,鸭稻田是指在水稻种植时发展养鸭业,对稻田杂草的抑制、稻田肥力的增加都具有积极的作用,而且能促进水稻更好生长。在立体养殖过程中,其是在有限空间范围内,借助生物链串联起各生产环节,形成完善的循环系统,不仅可降低生产成本,而且能进一步提高资源利用率。地下种植则为通过在地上进行农作物种植,地下空间建立养殖车间进行畜禽养殖。无论采取何种类型的养殖方式,都可实现对粪污的循环利用,与绿色农业发展理念相符。
畜禽粪污再利用是畜牧业发展的必然趋势,可以提高资源利用率,减少养殖业发展过程中给环境带来的污染。在具体的粪污再利用过程中,宜采取切实可行的粪污处理技术,充分利用粪污中的有机物和氮、磷等元素制成生物有机肥,以减少养殖污染,增加土壤中有机质含量,提高粪污利用率,为农业绿色发展奠定坚实的基础。