畜禽粪污处理及资源化利用

李 翔，王万霞

（四川省畜牧总站，四川 成都 610041）

四川是农业大省，畜禽养殖数量和规模居于全国前列。四川畜禽养殖的主要类别包含猪、牛、羊、家禽等。《中国统计年鉴2022》和《四川省统计年鉴2022》显示，四川省生猪出栏量位居全国第一，共有6 314.88 万头，占全国总出栏量的9.41%；牛存栏量居于全国第二，共有830.51 万头，占全国总量的8.46%；羊存栏量居于第五，共有1 511.69 万头，占全国总量的4.73%；家禽出栏量77 467.32 万只，占全国总量的4.9%。四川省畜禽养殖数量庞大，畜禽粪污排放量不可小觑，同时由于地形复杂，区域经济发展不平衡，因粪污处理成本较大，易造成粪污乱排放。对此，各地应因地制宜，采取适宜的粪污处理方法和资源化利用模式处理畜禽粪污，避免对环境造成危害。

1 粪污的危害

畜禽粪污乱排放不仅对环境产生重大负面影响，而且有害物质的蓄积会导致畜禽发病率、死亡率上升，造成畜禽产品产量减少，养殖效益降低。

众所周知，畜禽粪便中含有大量的氮，经过高温发酵后会释放有毒有害气体，影响空气质量，同时将养殖场粪污直接排放到自然水域中，不仅污染水源，而且可能导致土壤吸收污水中的矿物质而退化。畜禽粪污乱排乱放最终损害的还是人类的健康。

2 常见粪污处理方法

2.1 堆肥处理 堆肥处理是畜牧业历史悠久、应用范围广的畜禽粪污处理方式之一。畜禽粪污堆肥主要通过微生物对粪便中的有机物进行分解，使其转化成腐殖质和可溶性养分，为土壤提供有机肥料。堆肥过程中产生的热量还可杀灭粪污中的一部分有害病菌、虫卵等，达到无害化处理的目的。目前我国主要采用的好氧堆肥工艺有反应器堆肥、槽式堆肥和条垛堆肥。

反应器堆肥具有发酵周期短，自动化程度高，人工成本低，精准控温和氧气含量，空间密闭，臭气不易散发的优点，但单个反应器处理的粪污量较少；槽式堆肥具有处理粪污量大，发酵周期短，精准控温和氧气含量的优点，但操作较繁琐，占地大，施工成本高；条垛堆肥具有操作简单，成本低的优点，但温度、氧含量不能控制，发酵时间长，易散发臭气。

2.2 厌氧消化技术 畜禽粪污厌氧消化即粪污在厌氧条件下被兼性厌氧菌和厌氧菌降解生成沼气。沼气是可再生能源，属于二次能源，其主要成分是甲烷（50%～70%）和二氧化碳（50%～30%），还混有少量的氢气、氨气和硫化氢。

微生物厌氧消化过程是较复杂的生化反应过程，常见的厌氧消化一般分水解、发酵产酸、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段。

2.3 脱水干燥 不同畜禽粪便的水分含量差异较大，其中新鲜猪粪的含水率达80%～85%，新鲜奶牛粪便的含水率为83.2%～86.36%，干清粪时鸡粪的含水率为50%～75%，水冲粪时鸡粪的含水率为95%～98%。脱水处理就是将畜禽粪污收集后，通过干燥缩减其体积和质量，同时使粪污中的微生物活性降低，从而减少有害气体的排放。

畜禽粪污脱水干燥一般分三种：重力脱水，利用自身重力脱水；机械干燥，通过机械设施将粪污固液分离；热力脱水，通过升高温度将粪污中的水分蒸发，达到干燥的目的，如高温快速干燥和微生物干燥等。

3 粪污资源化利用

《四川省畜禽养殖污染防治规划》指出，到2035年畜禽粪污基本实现资源化利用，综合利用率达到95%以上。畜禽粪污属于重要的资源，通过合理化利用，不仅能够减少养殖成本，带来可观的收入，使资源可持续化利用，还能避免粪污长期堆积和乱排乱放造成的环境污染。目前，我国畜禽粪污资源化利用模式主要有肥料化、能源化、饲料化和基料化四大类。

3.1 畜禽粪污肥料化 畜禽粪便中含有农作物生长所需的氮、磷、钾等多种营养成分，其经过处理后可作良好的有机肥，有助于提高土壤肥力，减少化肥的使用。相关研究表明，1 t 粪便的养分相当于20～30 kg 化肥。经过处理后的畜禽粪污需通过无害化指标、感官指标和腐熟度检测，同时肥料中的大肠杆菌、虫卵含量、重金属含量符合《粪便无害化卫生标准》《有机肥料》等相关标准，含水量≤30%时，才能作为肥料使用。

目前我国常见的有堆肥＋种植、堆肥＋蚯蚓＋种植和发酵床等肥料化模式，其中发酵床模式是近年来新型的粪污肥料化应用。发酵床广泛应用于畜禽生产过程中，其本质是通过微生物将畜禽粪便转化成有机物。

3.2 畜禽粪污能源化 养殖场畜禽排放的粪便通过厌氧消化处理后，产生的沼气可用于照明和生活用气等。粪污能源化利用有利于减少天然能源的使用和臭气的产生，环保节能效果显著。粪污能源化不但可以减少粪污对环境的污染，还能缓解农村焚烧秸秆和燃料不足的问题。目前沼气工程从农村户用沼气逐步推广到中大型沼气工程，其中中大型养殖场建设大型沼气工程最为常见。

3.3 畜禽粪污饲料化 畜禽粪污经过无害化处理后基本没有了有害物质，其自身的某些营养物质并没有丧失，若经过简单的加工，达到畜禽饲料的标准，即可成为畜禽饲料。

相关研究表明，畜禽粪便中的粗蛋白含量高于畜禽饲料，同时畜禽粪便还含有多种维生素、矿物质、氨基酸和粗纤维等营养物质。

“畜禽-渔业”相结合的养殖模式在农耕文化中早已出现。畜禽粪便中的很多营养物质未被彻底的消化吸收，尤其是禽类粪便。禽类的消化道相对较短，饲料消化不充分，没有被消化吸收的营养物质在粪便中的含量较多，其通过无害化处理后可成为良好的饲料来源。但畜禽粪便含有较多的病原微生物、重金属和药物残留，应慎用，饲料化时应严格处理粪便中的病原微生物和禁止使用治疗期畜禽的粪便。

3.4 畜禽粪污基料化 畜禽粪便经过处理后可与秸秆等作物废料一同作基料，用于食用菌的种植。常见的食用菌有香菇、草菇、蘑菇、木耳等，在我国种植较广，发展空间较大。

食用菌适于生长在植物残体及有机废弃物上，不仅能使废料化害为利、变废为宝，而且还能建立多层次的生态农业系统。它作为主要的链接者，既能循环利用农业废弃物和净化环境，又能作为产业链推动生态农业的发展。生产食用菌的菌棒可与其他畜禽粪便混合发酵产生沼气，也可堆制成有机肥。