浅谈畜禽粪污资源化利用

刘春青 魏海峰 王勇 李强 徐云华

（山东省济南市畜牧技术推广站 250306)

近年来，我国畜禽养殖业得到迅速发展，养殖数量持续增长，养殖规模不断扩大，给人们提供了丰富的肉、蛋、奶等产品，同时产生了大量畜禽粪污。大量排放未经处理或处理不彻底的畜禽粪污会造成环境污染，威胁人类健康[1]。

1 畜禽粪污随意排放带来的危害

1.1 污染空气

畜禽粪便中含有大量未被消化的氮、硫物质，粪便经过腐败分解，会产生大量硫化氢、氨气、粪臭素、氨氮等有毒有害气体。大量的有害气体不但会引起畜禽呼吸道疾病，影响畜禽生产效益，也会对养殖工作者或周边居民生产生活造成不适。在厌氧条件下，畜禽粪便分解产生的副产物N2O、CH4等还会破坏臭氧层[2]。

1.2 污染水源

畜禽粪污中的有机物、氮、磷等物质随雨水流入河流、池塘，渗入地下水，破坏水体生态平衡。大量畜禽粪污流入河流、池塘可引起水体富营养化，水中藻类迅速生长，降低水中氧含量，导致鱼类等水生生物大量死亡，继而引起水体细菌微生物大量增殖，水体变黑并散发恶臭气味。畜禽粪污经地表渗入地下水，会导致地下水中硝酸盐浓度过高，水体含氧量降低，降低了地下水水质，影响人畜饮用[3]。

1.3 污染土壤

未经处理的畜禽粪污随意堆放或过量施入农田，会导致土壤孔隙堵塞,降低土壤透气性和透水性，致使土壤板结，影响农作物的生长。畜禽粪污中含有大量铜、锌、硒、砷等金属元素，这些金属元素会在土壤中富集，对农作物的生长产生不利影响，进一步在农作物中大量富集，最终会影响人类健康[4-5]。

1.4 传播疾病

畜禽粪污中含有大量大肠杆菌、沙门氏菌、肠球菌、病毒等病原微生物和大量寄生虫及虫卵，粪污随意排放还会滋生大量蚊蝇，加速病原微生物、寄生虫的传播，造成畜禽传染病的蔓延。严重时还会引起某些人畜共患病的传播和流行，危害周边居民身体健康[6]。

2 畜禽粪污资源化利用方式

畜禽粪污是放在错误地方的宝，合理开发利用畜禽粪污有利于人与自然和谐发展，既可减少畜禽养殖带来的污染，又可改善农村生活环境条件，有利于人体健康，提高人们的生活质量。

2.1 畜禽粪污能源化

2.1.1 生产沼气

20 世纪初，我国逐渐引入沼气厌氧发酵技术。沼气厌氧发酵技术是指将畜禽粪污收集至密闭沼气池中进行发酵，经过水解、酸化、乙酸化等过程，最终产生甲烷。产生的甲烷可以用于燃烧取暖、做饭等[7]。经过几十年的推广应用和技术研究，将畜禽粪污进行沼气化利用也取得了显著成效[8]。我国也在推进建设以畜禽粪污为主要原料的大中型沼气工程。

2.1.2 直接燃烧

我国草原地区的牧民有采集牛粪，用干牛粪烧饭的习惯。畜禽粪便还可用于发电厂，燃烧产能发电[9]。我国圣新能源建立的发电厂，以鸡粪与谷壳混合物为原料进行燃烧产能发电，2016 年该电厂处理鸡粪30 万t，发电约1.3 亿度。

2.1.3 生产乙醇

畜禽粪便中含有大量未消化的纤维素和半纤维素等碳水混合物，也含有丰富的氮源，是生产燃料乙醇的潜在资源。国外很早就有利用纤维素制备燃料的工业技术研究，我国在这方面的研究起步较晚[10]。畜禽粪便原料经过预处理、纤维素酶水解、微生物发酵后进行蒸馏可以制得燃料乙醇。该方法原料来源广，不仅大大降低了燃料乙醇的生产成本，也保护了人类的生存环境。

2.2 畜禽粪污饲料化

畜禽粪便中含有未被消化的蛋白质、脂肪等营养物质。因为鸡的消化道较短，饲料在消化道内停留的时间短，消化吸收不充分，其粪便中蛋白质含量相对较高，氨基酸的种类也相对齐全。新鲜的鸡粪中蛋白质含量为11.2%～15.0%、猪粪为3.5%～4.1%、羊粪为4.1%～4.7%、牛粪为1.7%～2.3%[11]。因此，在畜禽生产中，人们常将畜禽粪便直接或经处理后饲喂动物。畜禽粪便饲喂动物的方式有直接饲喂法、干燥后饲喂法、发酵后饲喂法、分解后饲喂法和化学药剂处理后饲喂法[12]。

2.2.1 直接饲喂法

将新鲜鸡粪直接喂猪，在鱼塘上将猪粪喂鱼等。但要严格控制投喂量，因为未经处理的新鲜畜禽粪便中含有大量有害微生物、寄生虫虫卵、抗生素、金属离子等。

2.2.2 干燥后饲喂法

通过机械搅拌、多层通风、加热快速干燥等方式将畜禽粪便进行干燥。畜禽粪便干燥过程中可杀死粪便中的致病微生物和寄生虫虫卵，达到饲料生产的卫生标准。

2.2.3 发酵后饲喂法

畜禽粪便经过微生物发酵可增加有益微生物的含量，减少有害微生物含量，改善畜禽粪便气味。在秸秆、谷物、蔬菜等饲料原料青贮过程中，可添加适量畜禽粪便，一起青贮发酵。此法不但改善饲料原料的适口性，也提高了青贮中蛋白质的转化率。

2.2.4 分解后饲喂法

分解后饲喂法是指利用黑水虻、蚯蚓、蝇蛆等低等动物采食分解粪便，转化为虫体蛋白，将虫体作为蛋白饲料饲喂畜禽。蚯蚓是自然界中的分解者，被称为生态系统工程师，是具有环境保护功能的动物，蚯蚓处理畜禽粪便过程中不会产生二次污染，且处理过程操作简单，对场地、设备要求低。生产的虫体蛋白含量高，可作为畜禽蛋白饲料，蚯蚓粪也是上好的有机肥。在畜禽粪便中，牛粪、羊粪、猪粪等较适合养殖蚯蚓，鸡粪养殖蚯蚓效果不理想[14]。

黑水虻处理畜禽粪便的转化率高。黑水虻幼虫体含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素等营养物质，干物质粗蛋白含量达42%，粗脂肪含量达35%，且虫体精氨酸组成均衡，是很好的畜禽蛋白饲料。黑水虻分解畜禽粪便产生的虫沙是良好的有机肥，可直接施用于农作物[15]。畜禽粪便经黑水虻处理后，挥发性有机化合物的排放量可减少87%以上，恶臭味减少或几乎无臭。

2.2.5 化学药剂处理后饲喂法

一般利用氢氧化钠、甲醛、乙酸等化学试剂对畜禽粪便进行处理，去除粪便中的有害细菌、杀死虫卵和消除臭味，达到饲喂标准。但利用化学药剂处理粪便进行饲料化的成本较高。

2.3 畜禽粪污肥料化

农田中施用少量的农家肥有利于作物生产，但如果长期大量施用未经处理的畜禽粪污，会影响农作物的生长，导致作物陡长、倒伏、晚熟或不熟，造成农作物减产，甚至会毒害作物，致使作物出现大面积腐烂。还会导致农田土壤板结，间接影响作物生长。

畜禽粪污含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养成分。畜禽粪污经过加工处理可消除有毒有害物质，保留了氮、磷、钾等微量元素在内的有益物质，制得有机肥。有机肥施入农田，为农作物提供全面营养，培肥土壤，改善土壤质量，提高土壤的生物活性，防止土壤板结和酸化，并且肥效长久。

在传统农业中，一般将半干畜禽粪便进行简单的堆积发酵，发酵一段时间后施入农田。这种处理方法处理的粪污虽对作物有一定作用，但发酵不充分，并且在堆积发酵过程中和施到农田后会对环境造成二次污染。目前，我国常用的畜禽粪污肥料化方法有密闭式畜禽粪便高效发酵技术和畜禽粪污动态发酵生物干化技术，一般流程是先将畜禽粪污进行过滤，加入有益菌种进行高温发酵，杀死有害病原菌和寄生虫虫卵等，然后混合配料进行造粒封装[13]。

3 畜禽粪污资源化利用建议

3.1 源头控制，减少粪污总量

在养殖畜禽过程中，合理采用低蛋白日粮，降低养殖成本和粪污氮磷排出量；用中草药代替抗生素，减少粪污中残留的抗生素含量；推广使用酶制剂、有机酸、微生态环保饲料，提高饲料利用率，减少氮磷排放。做好雨污分流，避免雨水进入污水系统，做到干湿分离，引导养殖场户多用干刮粪，少用水冲粪，减少水泡粪。做好饮污分离，减少饮用水外漏至污水系统，采用合适的饮水设备，定期巡检维修。

3.2 种养结合，合理匹配农田

种养结合、农牧循环是成本最低、性价比最高的畜禽粪污处理和资源化利用方法[14]。以养殖企业为龙头，以种植业为基础，深入开展种养结合、农牧循环研究与实践，科学计算土地的粪污承载力，使养殖规模和农田相匹配，保证粪污资源有效利用。加快建立养殖企业与种植业主之间的合作关系，养殖户定期将处理后的粪污灌溉到农田，既解决了养殖户粪污无处安放的难题，也解决了农田有机肥短缺的难题，形成畜-粮、畜-菜、畜-果种养相结合的农牧良性循环模式[15]。

3.3 加大宣传，加强监管

加强畜禽粪污资源化利用宣传，充分利用新闻媒体、网络等平台宣传报道养殖业畜禽粪污防治与资源化利用的重要性，不断提高广大养殖户的环保意识，为搞好畜禽粪污资源化利用创造良好的舆论氛围。在不同养殖规模、不同养殖模式下开展畜禽粪污资源化利用的典型经验推广示范基地，带领养殖户参观考察、学习，引导养殖户进行改造建设。加强监督，建立科学的环境评价机制，定期巡检，规范和制约养殖户或养殖企业污水排放及废弃物处理相关举措。

3.4 加强政策扶持，加大资金补贴

畜禽粪污资源化利用过程费用高，养殖户购买设备等配套设施投资大、运转周期长、收益低甚至亏本[16]。养殖户投资意愿低，甚至有的投资建设了也会出现运行不起的尴尬局面。

畜禽粪污资源化利用公益性较强，关系到当前及子孙后代。政府要加大相关政策和资金扶持力度，或引入社会企业资本参与，优化畜禽粪污资源化利用项目融资与实施模式，加大对建设、购买粪污处理设施及设备（如配建设施、固液分离机、粪肥专用运输车辆等）的扶持[17]。

4 小结

我国畜禽粪污在肥料化、能源化等过程中技术、设备短缺，粪污处理往往受到制约。我们应借鉴国外先进技术，加快对畜禽粪污处理及资源化利用新技术、新工艺、新设备的研发及推广应用。用创新带动畜禽粪污资源化方式升级，以科技维护人居环境安全。