规模以下养殖户粪污全量收集技术及应用

陈明阳，李生涛，王铁军，王飞，孔嫄嫄，张定安，高慧军，张秋菊，刘明星，刘书平，姚巧珍

（1.南阳市动物疫病预防控制中心，河南 南阳 473000；2.南阳农业职业学院，河南 南阳 473000；3.内乡县畜牧局，河南 内乡 474350）

畜禽粪污是畜禽养殖过程中产生的废水和固体粪便的总称。畜禽粪污资源化利用指在畜禽粪污处理过程中，通过生产沼气、堆肥、沤肥、沼肥、肥水、商品有机肥、垫料、基质等方式对粪污进行合理利用。粪污全量收集是指收集养殖场（户）产生的粪便、尿和污水，倒入氧化塘或发酵罐贮存，氧化塘分为敞开式和覆膜式两类，粪污通过氧化塘贮存进行好氧发酵、无害化处理，在施肥季节供农田利用。

1 粪污全量收集技术

1.1 玻璃钢罐畜禽粪便三级厌氧发酵罐设计及安装

玻璃钢罐是指以合成树脂为基体，由树脂和玻璃纤维增强材料制作而成的专门用于处理养殖场粪便的设备。一般为圆筒型设计，筒体采用高强度玻璃纤维复合材料，全自动缠绕制作而成。利用玻璃钢罐工艺制作的对畜禽粪便进行三级厌氧发酵处理的专用机制玻璃钢罐，具有价格低廉、运维简便和无害化（杀灭病虫卵）、资源化（腐熟）等特点以及一定的储存能力。

1.1.1 玻璃钢罐设计

玻璃钢罐内部设两道环流泛水装置，混合挂膜隔仓板将池体分为三格，三格比例为2 ∶1 ∶3；第一格为一级腐化池，进行厌氧发酵，产生沼气，通过挂膜隔仓板进入二级腐化池，再通过挂膜隔仓板进入第三格处理池，池体内挂膜隔仓板有利于有益菌体的附着，增加了挂膜面积。两道环流泛水装置使污水在池内暂留时间增长，同时增加了粪污与厌氧菌的接触面积，粪污得以充分自然发酵，生物降解程度得以提高。

鸡粪进入罐体前必须经粪污收集池和粪污沉淀池，经二级沉淀处理方可进入罐体发酵。

在第一格开一个直径为75 mm 的沼气排气口，通过PVC 管道相连，把沼气统一排放到外；在两个隔仓板上面各开一直径为100 mm 的排气孔，以便第二格或第三格产生的少量沼气通过第一格沼气排气孔排放到外；沼气排气管不低于地面2 m，同时顶端做防风处理，主要目的：一是把甲烷等刺激性气体排到高空，二是防止明火引燃沼气。

在玻璃钢罐三格池顶端开一直径为400 mm 的开口，作为检查口，便于维修和清淤。

为便于吊装安装，凡容积10 m3以下的玻璃钢罐顶端中心需要设置一个荷载超过自身重量的吊环；凡容积超过10 m3的玻璃钢罐需要在其顶端中心各三分之一处设置两个荷载超过自身重量的吊环。

畜禽粪污经过发酵处理后就是高效有机肥，粪便经过密封、厌氧、发酵等无害化处理，除具有安全、卫生、无臭，能灭活粪便中生物性致病因子，控制粪源性传染源的作用外，还能使粪污保氨效果在95%以上，肥效可增高2 ～3 倍，用于施肥，可培肥地力，改善农田有机质状况，同时便于农作物吸收，降低了农业生产成本，有利于发展农业。

1.1.2 玻璃钢式发酵罐剖面图(见图1)及安装前检查

图1 玻璃钢式发酵罐剖面图

1.1.3 安装步骤

(1)确定位置：根据工程设计图纸确定玻璃钢罐位置，安装标高和连接井的位置，然后按玻璃钢罐的规格要求开始挖坑。

(2)基底处理：坑底一般采用三七灰土夯实后，用300 mm厚的细沙填平，细沙中不得有带尖角的砖石和过硬的杂物。

(3)设备就位：应注意基础找平、设备放平，进出口方向及标高应符合设计图纸要求。

(4)围土固定：设备就位后先填800 mm 厚的沙土或素土围严夯实，回填土应过筛处理，土中不允许有带尖角的砖石和过硬的杂物等建筑垃圾。

(5)灌水稳固：设备固定好后开始灌水，灌水高度达到设备内高度的800 mm 时，开始人工回填沙土，罐内灌水与罐外填土同步进行，水位不低于回填沙土高度。

(6)分层回填：必须人工回填，不得用机械回填。回填土必须在筛净石块、混凝土及坚硬物后进行回填。按300 mm一层进行分层夯实回填，小心施工，不得局部猛力冲击化粪池。

(7)接管安装：回填土低于进出口出水管200 mm 时，将玻璃钢罐的进出口管分别接于两边的连接井内。在第一格外接直径不低于1.8 m 的沼气排气口。

(8)砌检查井：回填土略高于玻璃钢罐顶部时，先在玻璃钢罐井周围做1.5 ～2 m 直径的混凝土垫层，厚度不低于150 mm，然后砌检查井至地表面。

(9)荷载处理：玻璃钢罐顶部未做地坪水泥结构处理前，严禁机动车通过，若设计置于道路地段，只有行人和小型车通过时，应用¢14 mm 钢筋和200 mm×180 mm 钢筋网架将地坪处理成混凝土地坪，混凝土厚度250 mm。若有重型车或消防车通过，应用¢20 mm 钢筋和200 mm×180 mm钢筋网架将地坪处理成混凝土地坪，混凝土厚度250 mm，混凝土的面积应大于挖坑面积。

(10)坑深要求：玻璃钢罐顶部距地面不得超过1500 mm，如超出，应事先提出，在化粪池埋土500 mm 进行人工夯实后，用钢筋网混凝土（¢20 mm 钢筋）200 mm×180 mm 做加强处理，水泥混凝土处理后，上面再做素土夯实，最后做整体的路面。

(11)混凝土强度等级C30。钢筋¢为HRB335 级钢筋。

2 粪污全量收集技术的应用

2.1 玻璃钢式畜禽粪便三级厌氧发酵罐技术要求

(1)规模以下养殖户粪污治理采取预防粪源性疾病传播的环境干预措施，最终进行畜禽粪便无害化处理和资源化利用。规模以下养殖户必须实行人畜分离，雨污分离；农家庭院畜禽圈养，应保持圈舍卫生，不得影响周边生活环境。

(2)在不影响美丽乡村建设的同时，因地制宜地选择治理模式：凡在村庄或居民区内养殖的小养殖户或规模户，采用水泡粪工艺的，应推荐使用具有安全、卫生、防臭和控制粪源性疾病传播功能的玻璃钢罐三格化粪池，进行全量收集。凡在村庄或居民区外养殖的小养殖户或规模户，可按全量收集三级粪污收集储存池要求建设。采用干清粪工艺的，储粪场所必须防雨、防渗、防溢流，堆积温度平均在50℃以上并至少保持15 天进行有氧发酵处理。储存设施的最小容积为储存期内固体粪污产生量的总和。

(3)玻璃钢罐一般安装在养殖户院外地下，禁止安装在水体周边，禁止污水直接排入水体。

(4)玻璃钢罐清除的粪渣应就地或就近采用高温堆肥等方式做无害化处理，禁止直接使用未经过无害化处理的粪便施肥。

(5)及时用吸污车或吸污泵清运玻璃钢罐三格化粪池第三池粪污，不得外流。

(6)在使用玻璃钢式畜禽粪便三级厌氧发酵罐处理鸡粪时必须进行两级沉淀处理，进入玻璃钢式发酵罐的必须是粪污上清液。一般提供给在村庄或居民区内养殖的小养殖户进行粪污收集。玻璃钢罐容积按每个猪当量2 个立方规格计算配备。玻璃钢罐与传统粪污收集池不同点在于无接缝、严密性好、永不渗漏，可避免因粪污渗漏而影响地下水和建筑物安全，可彻底解决传统砖砌畜禽粪污收集池污染地下水问题。筒体内设方钢加强筋（经过防腐处理）进行力学保护，具有质轻高强，抗压、抗冲击强度高，承载能力强，抗酸碱，耐化学腐蚀，不易老化，不变形，经久耐用，安全高效等特点。玻璃钢罐占地面积小，节约空间，适合用于农村畜禽粪便收集，同时安装方便，省工省时，施工周期短，费用低，当天安装当天即可使用。玻璃钢式发酵罐经济耐用，使用寿命长，安全高效快捷，运行状况好，节约土地资源，不影响作物生长，易复耕，不影响出行，承重力强；同时具有防臭气、防病菌外溢，不滋生蚊蝇，不污染环境、平时不需维护等特点。

2.2 不同规格粪污收集满足的猪当量数

玻璃钢三级厌氧发酵罐技术参数见表1。

表1 玻璃钢三级厌氧发酵罐技术参数

2.3 玻璃钢畜禽粪便三级厌氧发酵罐经济技术指标

玻璃钢畜禽粪便三级厌氧发酵罐与砖砌及钢筋砼发酵池经济技术指标对比见表2（以25 m3相同规格为例）。

表2 玻璃钢畜禽粪便三级厌氧发酵罐与砖砌及钢筋砼发酵池经济技术指标对比

2.4 非玻璃钢罐工艺全量收集三级粪污收集储存池建设要求

非玻璃钢罐工艺全量收集三级粪污收集储存池一般用于在村庄或居民区外的规模稍大的小养殖户液体粪污储存设施建设。一般可建成前进后出式的三级储存池，分地下和地上两种形式，池体有效深度不宜超过3 m。三级储存池总容积按每个猪当量2 个立方规格计算配备，三级容积比例按2 ∶1 ∶3 设计。

在土质好、地下水位低、地势较低的地形条件下，适合建地下储存池；在地势平坦、地下水位较高的场地，适合建地上储存池。储存池要求防渗、防溢流，推荐使用防渗膜材料或采用混凝土浇筑结构，具体设施建设要求应按照GB/T 26624 标准执行。

2.5 液体粪污处理指标

经玻璃钢罐或三级储存池厌氧处理的液体粪污卫生学要求指标为：蛔虫卵死亡率≥95%，粪液中无活的钩虫卵，粪大肠菌群数常温沼气发酵≤105 个/L；蚊子、苍蝇方面：粪液中不应有蚊蝇幼虫，池的周围不应有活的蛆、蛹或新羽化的成蝇。沼气池粪渣达到国家标准要求后方可用作农肥。

2.6 固体粪污处理

采用干清粪工艺的小养殖户养殖中产生的固体粪污，必须在村庄外建设防雨、防渗、防溢流的储粪场进行处理，储粪场容积按每个猪当量1 个立方计算，一般采用自然堆肥、条垛式主动供氧堆肥等好氧堆肥技术进行无害化处理。固体粪污堆肥处理卫生学要求指标为：蛔虫卵死亡率≥95%，粪大肠菌群数≤105 个/L；苍蝇：堆体周围不应有活的蛆、蛹或新羽化的成蝇。

2.7 恶臭处理要求

畜禽养殖过程中应采取有效的综合防控措施减少臭气污染，臭气浓度（无量纲）应小于或等于70。

养殖栏舍采取措施为：①选用益生菌配方饲料；②及时清运粪污；③向粪便或圈舍内投（铺）放吸附剂以减少臭气的散发；④投加或喷洒除臭剂；⑤集中通风排气，经处理（喷淋法、生物洗涤法、吸收法等）后达标排放。

固体粪污处理工程采取措施为：①定期喷洒除臭剂；②及时清运固体粪污；③采用厌氧或好氧堆肥方式；④集中收集气体经处理（喷淋法、生物过滤法、生物洗涤法、吸收法等）后达标排放。

液体粪污处理工程采取措施为：①定期喷洒除臭剂；②给废水处理设施加盖或加罩；③集中收集气体经处理（燃烧法、生物过滤法、生物洗涤法、吸收法等）后达标排放。

2.8 粪污还田利用

规模以下养殖户进行粪污还田利用的，应根据养殖规模配套足够的粪污消纳土地，并实时记录粪污还田利用情况，配套土地面积采用全量收集的按10头猪（猪当量）计算，采用干湿分离制作有机肥的，液体按5 头猪（猪当量）计算。

2.9 监督检查及监测

(1)畜禽粪污无害化处理效果的监督监测，可由各级疾病预防控制机构进行，至少每年进行一次。可进行血吸虫卵、沙门氏菌、粪大肠菌和蛔虫卵等项目检测，检测结果要达到人居环境要求。

(2)畜禽粪污污染实行属地管理、属地负责制度，其监督检查可由环保、农业、畜牧部门建立小养殖污染综合治理联动机制，对畜禽养殖污染进行定期检查，防止畜禽粪便乱堆乱放，定期清运发酵好的沼肥，改善农村人居环境。

(3)玻璃钢罐要安全使用，禁止在沼气排气口有点火、吸烟等行为，防止沼气引燃爆炸。

(4)还要定期观察水位，防止水满溢出，造成环境污染。畜禽粪便收集时要注意节约用水，防止粪便浓度过低，沼肥失去使用价值，同时增加运输费用成本。逐步建立定期清运支付机制，解决畜禽粪污资源化利用“最后一公里”瓶颈问题。

3 讨论

本方法适用于农村地区规模以下养殖户粪污治理工作，也可用于农业农村部、生态环境部等开展畜禽养殖环境监管、建设美丽乡村工作。

3.1 安全施工

施工时，材料运输途中要注意架空的高、低压电线和通讯电缆，以防触电、挂断。基坑点开挖尽量选择吊车、勾机、运输车辆易到达的地方。基坑开挖规格必须与罐体相匹配，坑底必须平整，不能遗留尖锐物体、石块和土块。吊装过程中要注意安全，防止过载造成翻车和罐体损坏。安装完成后，场内必须做好雨污分流，避免雨水进入罐内。基坑回填土要高于地面并压实，避免雨水进入罐内及基坑内，造成罐体上浮。观察口砌50 cm ×50 cm方形水泥台，内部用发泡胶密封，加装60 cm×60 cm 水泥盖板并涂白。圈舍出粪口与罐体连接时应采用直径160 mm 的PVC 管，确保粪污全封闭输送，圈舍出粪口比罐体入粪口高至少30 cm。

方形罐体人工即可卸载，10 ～20 立方的可采用普通勾机卸载，30 ～100 立方的必须使用不小于10 t 的吊车进行卸载。沼气导气孔严禁堵塞，排气管高度不得低于2 m。

3.2 注意事项

依据天气情况，做好基坑开挖规划。对玻璃钢罐要求需及时与生产厂家对接，合理安排配送。施工的各个环节的工作人员要相互配合默契，避免造成误工、窝工。养殖户周边不具备基坑开挖条件的可选择在距离稍远的地方开挖，并适当增加落差。排气孔上端加装弯头或安装防风帽，排气管道上喷“小心防火”标识。玻璃钢罐口加盖盖板，盖板必须与水泥台相配套，盖板要涂白并在顶端喷“严禁移动”标识。