规模化养猪场粪污循环利用技术集成与模式构建研究

马晓伟，邓卫东

(1.云南农业大学动物科学技术学院，云南 昆明 650201；2.云南省玉溪市澄江市畜牧渔业服务管理中心，云南 澄江 652500)

0 引言

伴随着社会经济的不断发展以及人们生活水平的不断提升，环境问题进入到了人们的视野中。“绿水青山就是金山银山”，必须要保护生态环境，夯实经济基础，在发展经济的同时，注意保护生态环境。在这样的生态理念的引导下，我国的畜牧养殖行业得到了很好的发展，生态环境保护和经济效益方面都取得了较好成绩。

1 粪污处理以及规模化养猪场的现状

在进行畜牧业养殖发展过程中，规模化养猪场的粪污问题受到了人们的重视，因为大量的粪便如果得不到有效处理，就会导致非常严重的污染问题。采用粪便发酵以及分离等技术，建立新的处理模式，对这些粪便进行处理利用，能够将粪便变成可以使用的能源，避免猪粪对于周边环境造成污染，同时也可以增加能源的使用率。

1.1 粪污处理现状

目前我国的养猪场在针对猪粪污进行处理时，部分采取的是传统的还田方法，也就是说把猪粪当作有机肥料返还到农田里。这样做一方面能够有效地减少农田肥料的开支，另外一方面还可以处理猪粪。但是需要注意的一点是，猪粪在还田前，必须要经过生物处理，把猪粪里面包含着的一些污染物质滤出之后才能使用，以免造成水土污染，影响农作物生长和质量。

除了上面传统的还田方法以外，现阶段对猪场粪污处理的方法还包括好氧处理和厌氧处理。好氧处理是使用化学反应产生有效的化学物质来进行还田，主要的技术方式包括静态堆肥以及装置肥等，前者的技术要求不高，无论是室内还是室外都可以，同时也不需要使用一些比较特殊的设备；而后者则需要使用专门的设备，投入大，主要是在室内进行，可以调节室内的温度和空气来有效地实现堆肥效果。虽然说前者的投入会比较少，操作也非常简单，但前者占地面积大，产出时间长，质量差，相比较而言，后者的效率、性价比更高。堆肥处理粪污时，一定要注意防雨、防潮，以免影响质量。

厌氧处理的产物是沼气，同时也是目前比较流行的一种方法，能够有效地开发环保能源，在能源比较短缺的地方，规模化养猪场一般会采用这种粪污处理方法，在有效处理粪污的基础上，得到能源的供应。猪粪在发酵后，会产生沼渣以及沼液，同时也可以作为有机肥料，缺点是前期工程量大，投资较多，在规模不是特别大，或者是财力不允许的养猪场，实行较为困难，但长期经济效益会更高。

1.2 规模化养猪场的现状

规模化养猪场基本上实现了现代化以及智能化，规模化的养猪场会产生很多的废物，而这些废物主要来源于猪在新陈代谢过程中所产生的粪便以及尿液，包括猪吃剩下的饲料，以及在养猪过程中产生的污水等，这些废物会对周边的环境造成严重的污染。这些废物中包括含氮有机物以及含磷有机物，其中猪粪便中更含有许多细菌以及病毒，同时含有大量的寄生虫卵，这些有机物会导致水质富营养化，细菌以及病毒可能也会传染给人和其他动物，这些废物对于周边环境的威胁非常大。

2 规模化养猪场粪污处理的原则

2.1 减量化

在规模化的养殖场中，猪的实际排泄物只占到了总污水量的20%左右，其他的如冲洗水、饮水系统、渗漏以及饲养模式不当所产生的污水占到了总污水量的80%左右，治理粪污一定要从源头抓起，使用综合性措施，减少排放量。可以把养殖场的雨污分开，减少用水量；科学地为生猪调配日粮，适当地添加酶制剂以及微生态制剂等，提升对饲料的消化利用率，有效地减少粪便的排出量。

2.2 无害化

粪便中包含着很多有毒、有害物质，对于外界环境会造成一定的污染，比方说寄生虫、病毒以及细菌等，会引起人畜疾病。除此之外，粪便中还包含重金属等元素，会对土壤以及水体造成污染；粪便以及其分解物中包含着氨气以及硫化氢，对于空气也会造成污染。所以必须严格按照国家所颁布的卫生标准对粪污进行无害化处理，减少污染。

2.3 资源化

针对粪污进行有效处理及利用是非常重要的核心内容，粪污经过处理后，可以把其中的有机物，如氮、磷、钾等营养元素进行有效地使用，发酵后可以成为有机肥料，同时也是生产绿色食品以及有机食品非常重要的一种物质保障；污水在经过处理后，可以用来浇地，能够有效地节省水源。

3 规模化养猪场粪污循环系统利用技术优势以及粪便的资源特性

3.1 规模化养猪场粪污循环利用技术的优势

规模化养殖场粪污循环利用技术可以很好地适配在畜牧环境中，并且延伸性非常好，资源利用率也比较高，可以实现零污染以及降能耗，具有多项优势。规模化养猪场每天所生产的粪污量比较大，粪污如果没有能够得到有效处理的话，对周边的生态环境以及人们的生活，都会造成很大的影响。规模化养殖场粪污循环利用技术可以很好地解决这一问题。

3.2 粪便资源特性

目前，对于农村畜牧行业的政策扶持力度不断提高，畜禽养殖数量不断攀升，生猪养殖发展迅速。生猪产生的粪便量非常大。根据相关研究发现，生猪的粪便中包含着丰富的氮、磷、钾等微量元素，可以为作物提供非常好的营养成分。同时粪便作为中间产物，从化学转化的基础来看，属于一种转化不完全的资源，仍然具有可再利用的价值。

4 规模化养猪场粪污循环利用技术集成

4.1 固液分离效果与粪渣的利用

在规模化的养猪场中，生猪的粪便产生量大，同时污水也很多，粪便污水中包含的污染物非常高。粪污循环技术能够对粪便的污水进行处理和利用。在粪便处理的初级阶段，为了有效地减少水资源的使用，经常以固液分离进行前期处理，粪便一般会经过3个阶段的处理，分别是粪水悬浮物颗粒测试、去除粪污悬浮物以及再利用阶段。第一阶段的粪水悬浮物颗粒测试指的是通过对均匀搅拌的粪水进行取样，之后将其通过不同规格的土壤筛，这样能够有效地明确废水中颗粒的分布特点，同时也能够降低粪水颗粒量；第二阶段是粪水悬浮物去除阶段，在这个阶段中，选择规格合适的固液分离机对粪水进行初步沉淀，这样可以达到再利用的标准；第三个阶段就是再利用，经过固液分离处理后，基本上实现了粪水和粪渣的分离，据此可以针对粪渣中包含着的有机物以及微量元素进行再利用，实现资源利用的最大化。在当前阶段研究中，发现猪粪渣能够有效地促进食用菌的生长。

4.2 初沉效果以及沉渣利用

粪水在经过初步的固液分离后，颗粒物的密度明显降低，粪水的沉降性会变得更加明显，可以采取相应的措施来针对粪水进行二次处理。对于粪水的二次处理主要是通过自然沉淀来进行，沉淀效果跟粪水的温度非常密切。一般夏季温度比较高，粪水中的微生物含量也会比较多，化学反应效率会很快，所以说夏天适合发酵粪水。相反，冬天温度比较低，粪水中微生物含量也会相应降低，化学反应时间变长。粪水在经过了二次沉淀之后，其中的污染物颗粒会出现明显的下降，同时二次沉淀后产生的沉渣微生物含量也比较多，可以有效地促进农作物的生长，但是二次沉淀的粪便沉渣中的粘结度很高，直接应用难度比较大，所以可以将其与食用菌培养液废渣按照2：1的比例进行混合生产有机肥。除此之外，当出现食用菌废渣用料难以饱和的情况时，为了避免粪渣堆出现二次污染，也可以将其他化肥或者农业废弃物跟粪渣堆进行混合，继续生产有机化肥。

4.3 厌氧发酵效果以及沼气沼液的利用

现阶段，我国一直在大力推进及发展新能源，主要目的是为了缓解能源紧张问题。规模化养猪场中的粪水含量非常大，可以将其排到沼气发酵池中，然后进行深入的发酵处理，从生物化学反应的层面上来看，粪水的发酵主要可以分成3个阶段。第一阶段是产酸阶段，主要是好氧跟厌氧微生物把粪水中的固体转化为相对分子量比较小的物质。第二阶段是进一步的产酸阶段，在所产生的可溶物的基础上，进行进一步的处理，产生酸性化合物。第三阶段是产甲烷阶段，主要是通过所产生的甲烷菌作用于酸所发生的一系列生物化学反应。粪水在经过3个阶段的反应后，就会产生沼气以及沼液。沼气可以使用到生活中，也可以使用在规模化养猪场的温度维持以及照明环节里，在节约能源的同时，还可以避免二次污染。除此之外，粪水发酵产生的沼液也可以当作农作物的液体肥料，能够有效提升农作物的品质以及抗病害的能力。

5 规模化养猪场粪污循环利用模式的构建

5.1 粪污循环利用区域产业构建

粪污循环利用区域产业的构建，不仅对于多种技术的优势进行了有机整合，同时还能实现优势最大化，达到能源节约型产业发展的目标，有利于畜牧产业的长期发展。粪污循环利用区域产业主要是以生猪养殖作为中心，然后以其他作为分支，建立能量循环绿色产业结构。在该产业结构中，能量的流通形式并不是单一流通，而是多元循环，生猪养殖业的粪污在经过不同的处理之后，可以作用在全部产业链上面，最终还会回流于生猪养殖业。粪污循环利用区域产业中的能量多元化以及能量流通成为了独特的优势，同时也成为了发展绿色产业链条的一个非常好的途径。现阶段能源形势非常紧张，分析区域产业关系，创新产业结构是经济增长的一个非常重要的途径。

5.2 粪污治理以及再利用工艺流程

粪污治理与再利用工艺流程的构建是在规模化养猪场作为技术基础完成能量的沟通，同时能量的散失量也会大大减少，有效地实现了绿色产业结构。粪污治理和再利用工艺流程主要是以能量循环作为研究主线，使不同的产业之间既是独立性的，又同时具有一定的连通性，能够有效地提升整个系统的危险抵御能力。粪污治理和再利用工艺流程主要以猪舍的粪污处理作为研究起点，粪污在经过沉淀池以及集污池后会进入到固液分离阶段，被处理后，可以在食用菌培养上实现一级利用；接着进入到初沉池，把沉渣变成有机肥，实现二次利用；经过沉淀处理的粪渣，再经过发酵，就能够产生沼气和沼液，实现三级利用。沼液可以使用在氧化塘净化方面，同时氧化塘中的水资源还可以用来处理猪舍的粪污，由此便能够形成一个相互咬合的工艺流程。该工艺流程的整体构建可以整合规模化养殖相关产业链条，促进农村经济的一体化建设，发挥农村新型产业结构的优势。

6 结语

在我国进行农村产业结构调整过程中，创新产业形式创造出更加多元化的流通环境，是保证经济可持续发展的重要路径。规模化养猪场粪污循环利用技术的应用可以为农村经济发展奠定良好的基础。