畜禽粪便无害化处理方法简析

邹丽娜

（辽宁省现代农业生产基地建设工程中心，辽宁 沈阳 110000）

随着我国畜禽养殖业的迅速发展，畜禽饲养量、畜产品消费量增加，养殖场的规模化、集约化程度不断提高，畜禽粪便和污水排放量随之大幅上升。据统计，我国每年产生的畜禽粪便总量已超过了38亿t[1]，而畜禽粪便如果在排入环境中时没有进行过加工处理，不但会危及环境中动物的生命安全以及人类的身体健康，而且对于畜禽产业的可持续发展也会造成不利影响。据统计，目前全国集约化养殖场粪污处理设施配套率为95 %，但有机废弃物综合利用率为75 %，如何更好地进行畜禽粪便无害化处理和资源化利用依旧具有较大的研究意义[2]。畜禽粪便无害化处理和综合利用，在降低了畜禽粪便对环境污染程度的同时化害为利、变废为宝，实现生态系统中物质与能量的良性循环，已经成了当今养殖业关注的焦点[3]。

1 畜禽粪便的危害

畜禽粪便排放量大，含有大量N、P、K等有机物、病原微生物、金属元素等，发酵过程中还会释放氨气、氮化物、硫化氢、粪臭素类等恶臭气体，如果不经过及时有效的处理和利用，则会污染空气、地下水源及土壤，恶化生态环境，影响畜牧业的可持续发展，同时影响人类环境健康[4]。因此，畜禽粪便污染防治刻不容缓。粪便对环境污染主要表现为如下几方面：（1）有害气体的污染。畜禽粪便存在大量的水分和有机质，堆放产生氮化物、硫化物、甲烷等有害成分，污染周围空气，降低空气质量。（2）病原微生物的污染。畜禽粪便中存在大量病原微生物、寄生虫与虫卵，可进入水体污染水源或随施肥进入农田，在土壤中生存繁衍，导致寄生虫的传播以及人、畜感染传染病。（3）氮、磷的污染。畜禽粪便含有大量无机态N、P和含N有机物、含P有机物，在微生物和硝化细菌的作用下，分解为强化学致癌物，通过雨水流入河流湖泊中，造成水源污染，危害人体健康。（4）重金属的污染。目前畜禽养殖中过量使用微量元素促进动物生长，未被消化的金属元素则通过粪便排出体外，从而排放到环境中。环境中的生物对于这些重金属的降解所需时间长，因而在环境中不断累积并通过食物链致使人体产生生物毒性，严重危害人类身体健康。

2 畜禽粪便无害化处理方法

实施粪便无害化处理，可变害为宝，是粪便可再生利用，增加收益，实现清洁养殖，净化养殖环境，使人、动物和自然和谐健康发展。如王洪志等人研究显示，2005～2010年成都双流县通过在50个规模畜禽养殖场建成畜禽粪便无害化加工处理体系，成功将该区域畜禽粪便通过堆肥发酵生产有机肥、沼气以供养殖生产及居民生活等[5]。

2.1 堆肥技术

在人工控制条件下，将粪便和垫草等有机物按照适当的碳氮比例堆积，在微生物的作用下，发生生物化学反应而分解，粪便中的病原菌、虫卵和蛆蛹等也被杀死，从而将粪便制作成优质有机肥料的方法。堆肥化是在有氧条件下，通过微生物发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。有机物被微生物分解生成大量可被植物吸收利用的有效态氮、磷、钾化合物，以及构成土壤肥力的重要活性物质-腐殖质[6]。研究证明，以大肠菌群和金色葡萄球菌为代表的病原微生物可在50 d内被有效灭活[7]。根据对鸡粪、猪粪以及牛粪堆肥腐熟等研究表明，堆肥能够灭活大部分病原，减少疾病的传播。

此方法具有设备简易成本低，占地面积较小，技术成熟，便于推广，臭气产生量少等优点，是目前普遍采用、比较可行的畜禽粪便处理方法。良好的堆肥技术可以在短时间内使粪便减轻重量、脱掉水分，并且无害化，对高湿粪便具有良好的处理效果。但对集约化养殖场也存在生产时间长，填充物料价格高、成本高，生产效率受季节和堆肥方式等问题限制其应用。

2.2 生物有机肥制作

利用作物秸秆等原料和畜禽粪便混合发酵或在畜禽粪便加益生菌进行生物发酵腐熟，再经热风旋转烘干处理，制成生物有机肥。生物有机肥在畜禽粪便中接种微生物复合菌剂，采用微生物技术，兼具微生物肥料和有机肥效应。生物有机肥制作过程中，有益菌迅速生长，粪便中有机质快速分解并产生热能，可使温度升至60～70 ℃，从而有效抑制或消灭粪便中的有害生物。在此制作过程中恶臭和有害物质等被吸收、分解，其有效养分被释放出来。王琦[8]研究发现在牛粪中添加复合微生物菌剂，对于降解牛粪中含有的有机物具有显著效果，可以促进物料实现腐熟化，采用二次发酵，在一次发酵温度下降到40 ℃ 左右时添加N、P、K复合菌群，通过改变并保持特定的发酵环境，使之能够在粪便中大量生存繁衍，有效提高产品中的有益活菌数，增加肥效。

此方法优点是通过此方法处理后的畜禽粪便无害无臭、无病菌和虫卵，是优质的有机肥。生物有机肥能改善土壤肥效，提高肥料利用率，降低畜禽疾病并保护环境。但因其加工成本相对高，限制了其在小型养殖场采用。

2.3 饲料化处理

畜禽粪便中含有大量未消化的营养成分、矿物质和维生素，可将畜禽粪便转化为饲料进行利用。但畜禽粪便中也含有如重金属（铜、锌、砷等）、药物（抗生素、磺胺等）、激素以及病原微生物或寄生虫等有害物质[9]。饲料化利用时应进行无害化加工处理或控制添加量，避免对饲喂动物的健康和养殖场的生产效益产生不良影响。

2.3.1 干燥法 干燥处理包括日光自然干燥、高温快速干燥、烘干膨化干燥及机械脱水干燥等[1]。日光自然干燥是将新鲜粪便平摊在晒场或者塑料大棚内进行晾晒，过程中需要随时翻动粪便，便于通风排湿，加快水分的蒸发，干燥之后粉碎加入其他饲料中饲喂。高温快速干燥是利用高温使畜禽粪便中的水分快速减少，可以使粪便中的营养物质更好的保存，而且微生物的数量大量减少，无臭气，便于运输和储存。烘干膨化干燥法是利用热效应和喷放机械效应,对畜禽粪便进行除臭、杀菌、灭虫处理，使其符合卫生防疫和商品饲料标准。自然干燥法占地面积大，耗时耗人力，适合小规模养殖采用，而其它干燥法需要设备投入和电力消耗，限制了其在小规模养殖场的应用。

2.3.2 青贮法 青贮法是利用窖、塑料袋或水泥池等青贮容器，将固体物质与水分一般按1:1的比例进行青贮。青贮法是畜禽粪便饲料化利用最简单的方法之一，可有效地去除畜禽粪便中的臭味和有害物质，提高饲料的适口性和吸收率，还可将部分非蛋白质转化成蛋白质，减少粪便中的蛋白损失，从而保证蛋白质含量[10]。

2.3.3 分解法 分解法是利用蝇蛆和蜗牛等动物分解粪便，实现提供动物蛋白质和处理粪便的目标[11]。此法经济和生态效益显著，但前期粪便灭菌、脱水处理，后期回收蝇蛆、蜗牛所需的技术水平高，温度控制难度大，未能大范围推广[8]。

2.4 厌氧发酵

厌氧发酵是在缺氧条件下利用自然微生物或接种微生物，将有机物分解为二氧化碳和甲烷[12]。畜禽粪便厌氧发酵后产生沼气可以提供能源并能除去粪便臭味、杀菌和灭虫，减少污染。沼气发电等沼气综合利用工程，将畜禽粪便经发酵后产生沼气、沼液、沼渣，再进行能源化和肥料化利用。既促进粪便的无害化处理，又能实现沼渣、沼液的多层次循环利用[13]。目前，国内厌氧发酵技术趋于成熟，全国多地已建立沼气池。但该法沼气产出率不很高，而且一次性投资成本较高，对于操作人员的技术水平要求也较高[14]。

3 展望

我国是畜禽养殖大国，畜禽粪便资源丰富，综合利用空间巨大，通过粪便无害化处理可以确保及时合理地清理畜舍内的粪便，从而保证舍内环境卫生，减少畜禽疾病的发生，同时可促进畜禽产量和产品质量的提高[15]。利用科学技术手段将粪便变废为宝，可增加养殖场收益，进而提高经济效益[16]。畜禽粪便无害化处理、资源化利用，有利于减少畜禽养殖带来的环境污染，改善养殖场的周边环境，从而带动农业可持续发展。如今我国畜禽粪便处理方法有发酵床技术、产氢技术、乙醇化技术等[13]，其中生物好氧高温发酵生产有机肥和厌氧发酵产生沼气技术最为成熟。相信随着科学技术不断发展，运用最先进的畜禽粪便无害化处理方法对粪便进行加工处理，可以真正实现粪便的无害化、无毒化、资源化和生态化。