生猪养殖粪污的循环利用与污染减控技术_刘智敏.pdf

文章编号：1673-887X(2023)01-0085-03生猪养殖粪污的循环利用与污染减控技术刘智敏（双峰县畜牧水产事务中心，湖南双峰417700）摘要为减轻生猪养殖粪污污染，提高粪污资源的利用率，要积极创新应用生猪养殖粪污的循环利用和污染减控技术，推动养猪业环保化、可持续化发展。基于此，文章以双峰县为例，概述了生猪养殖粪污污染现状；分析了生猪养殖粪污的循环利用模式；探讨了生猪养殖粪污的污染减控技术。关键词生猪养殖；粪污现状；循环利用；污染减控技术；应用研究中图分类号S817.3文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.01.030Cyclic Utilization and Application of Pollution Reduction and Control Technologyof Pig Breeding Manure PollutionLiu Zhimin(Shuangfeng Animal Husbandry and Fisheries Affairs Centre,Shuangfeng 417700,Hunan,China)AbstractAbstract：In order to reduce fecal pollution in pig breeding and improve the utilization rate of fecal pollution resources,the recycling and pollution reduction and control technologies of pig breeding fecal pollution should be actively applied,and the environmental protection and sustainable development of pig breeding industry should be promoted.The paper took Shuangfeng County as anexample,firstly summarized the current situation of manure pollution in pig breeding.Secondly,analyzed the recycling mode of pigmanure.Finally,discussed the pollution reduction and control technology of pig breeding manure.Key words：pig breeding,fecal pollution status,cyclic utilization,pollution reduction and control technology,applied research生猪养殖会产生大量的粪污，若处置不当，易造成大气、水及土壤污染等问题，不符合新时期绿色生态环保发展要求。因此，要提高生猪养殖粪污的循环利用和污染减控意识，将粪污变废为宝，为双峰县养猪业的可持续发展奠定有利的基础。1生猪养殖粪污污染现状概述双峰县是全国生猪养殖调出大县，是全国瘦肉型生猪养殖基地（县）。据统计，2022 年上半年双峰县生猪出栏47.70104头，生猪存栏69.39104头，能繁母猪存栏6.51104头。生猪养殖时，每日粪污排放量巨大，平均1头猪可排放粪尿 6 kg/d，年排放量达 2.5 t，以年均出栏万头的猪场为例，年产粪污1.5104t。大部分猪场粪污未经有效处理直接排放，引发了严重的污染问题，主要体现在下述几个方面。1.1空气污染生猪粪便和污水中，含有大量甲烷、氨气、硫化氢等有毒有害气体，粪污露天堆积发酵后，会产生刺激、恶臭气味，对空气造成污染。人长期处于空气污染的环境下会刺激呼吸道，引发呼吸系统疾病1。1.2水源污染生猪粪污随意堆放，遇到雨天后粪污随雨水渗入地下、流入河流，导致水源被污染，地表水富营养化，地下水中氮磷元素、重金属、病原微生物等含量超标，威胁居民饮用水安全。1.3土壤污染目前，部分猪场习惯将粪污随意堆积在露天土地上，随着粪污量的增加，逐渐超出土壤自净能力，大量重金属积聚在土壤内，土壤富营养化现象愈发严重，对农作物的生长品质、产量造成极大的影响。1.4生物污染生猪的粪便中寄生虫、虫卵、致病菌数量极多，处理不及时会吸引大量的蚊蝇害虫，从而传播病毒，对人畜健康造成巨大威胁。2生猪养殖粪污的循环利用模式分析2.1粪污全量收集还田利用粪污全量收集还田，是当前猪场常用的一项粪污循环利用模式。该模式下，需集中收集猪场的粪便和污水，将其贮存在覆膜式氧化塘或敞开式氧化塘中进行无害化处理，经过处理后的粪污转变为有机肥，可直接用于农业生产。生猪粪污全量收集还田模式，具有粪污全量收集、养分利用率高的优势。但需要注意，利用该模式处理粪污，至少需要贮存粪污发酵6个月以上，同时需要建设氧化塘，并且需要配置搅拌设备、施肥机械等，在一定程度上增加了成本2。2.2粪污专业化能源利用粪污专业化能源利用模式，在一些规模化养猪场、养殖密集区的应用较为广泛，是依靠相应的粪污处理企业，收集收稿日期2022-10-31作者简介刘智敏（1972-），女，湖南人，畜牧师，研究方向：畜牧业推广技术。第1期（总第397期）理论研究85猪场粪便、污水，然后投资建设沼气工程进行高浓度的厌氧发酵，最终形成沼气等可再生能源，沼气可提纯天然气、发电，沼液和沼渣均可用于农业生产，提高资源利用率，减少粪污资源浪费以及污染。粪污能源化利用模式能够集中化、统一化处理猪场粪污，减少猪场粪污处理设施投资，具备理想的利用效果。但沼气工程建设需要大量投资，处理成本高，并且对于后续的处理利用工艺也有着较高的要求。2.3固体粪便堆肥利用固体粪便堆肥在一些没有污水、只有固体粪便的猪场的应用较为广泛。该模式下，统一堆积猪的固体粪便，经好氧堆肥和无害化处理后，即可应用于农业生产，亦可生产制作有机肥后再使用。固体粪便堆肥利用模式对粪便的处理效果好，整个发酵周期短，可显著提升生猪固体粪便的附加值，减少资源浪费。但好氧堆肥处理极易产生臭气，进而对环境造成污染。2.4异位发酵床利用异位发酵床利用模式，适用于规模化和周边农田受限的养猪场。该模式下，生猪无需接触垫料，猪舍无需冲洗，通过在猪舍地面设置漏缝地板，让粪尿直接进入下层垫料进行发酵分解、无害化处理，后期可作为有机肥用于农业生产。异位发酵床利用模式下，并不会产生污水及臭气，不会造成污染，整个处理成本较低。该法需要使用大量的垫料，垫料收购存在一定的难度，粪尿和垫料混合后发酵分解需要较长的时间，在高寒地区不适用，同时建设发酵床猪舍也需要投入一定的成本3。2.5污水肥料化利用污水肥料化利用，适用于周边有大面积农田的规模化猪场。该模式下，猪场污水经过厌氧发酵处理或利用氧化塘处理后，在农作物需水、需肥时将经过处理的污水和水混合后灌入农田中。针对固体粪便，可堆肥发酵处理后就近作为肥料使用。污水肥料化利用需要周边有较大面积的农田，并且还需要配备有机肥水贮存设施、粪水输送管网等，这会在一定程度上增加处理成本。2.6“干湿分离+商品有机肥”利用“干湿分离+商品有机肥”利用，是新时期猪场大力推广的一项粪污循环利用模式。该模式下，需对猪场粪污进行堆肥发酵，亦可利用氧化塘发酵，经过发酵、无害化处理后的粪污变为固体肥、液体肥，应用于农业生产中。应用“干湿分离+商品有机肥”模式的猪场，需设置全自动刮粪板，将粪便自动刮到集粪池中，利用清水冲洗残留粪便，一并排入集粪池。没有自动刮粪板的，可人工冲刷粪便，但劳动强度大。粪污进入集粪池后，利用干湿分离机对粪污进行干湿分离，最终分离出半干猪粪、粪液，要确保粪渣含水量低于 45%。最后将分离出的粪液，利用管网运送至农田中，亦可引入沼气池中进行厌氧发酵生产沼气。分离出的半干粪，可加工制作成有机肥用于农业生产，亦可直接装车出售，在提高资源利用率的同时，减轻污染，增加效益。3生猪养殖粪污的污染减控技术探讨3.1源头减量技术生猪养殖粪污源头减量，重点在于最大限度地减少粪污总排放量以及排放浓度，降低粪污处理压力，减轻对空气、水源以及土壤所造成的污染。应做好下述3项工作：一是科学配制日粮，保证营养元素均衡，将益生菌、植酸酶等拌入饲料当中喂食生猪，可提升猪群对饲料的消化吸收率，进而减少粪污当中的氮磷等成分含量；二是尽可能地减少饮水、饲料的浪费，养殖人员要合理配置水槽、料槽，保证位置合理，水压适宜，改水冲清粪或水泡粪为干清粪，有助于降低粪污排放总量，减轻所造成的污染；三是推广实施雨污分流技术，猪场分别设置雨水管道、污水管道，可极大地减少污水产生量，达到猪场粪污污染减控的目的4。3.2过程控制技术过程控制是缓解猪场粪污排放和污染的重要一环，养殖人员要提高过程控制意识，采用化学、生物、物理和生态等一系列技术方法对粪污实施无害化处理。当前生物方法的应用最为广泛，应用效果最为理想，在好氧、厌氧微生物的作用下，快速降解猪场粪污中的有机物，降低其污染性和危害性。具体方法有如下6种。3.2.1粪便自然堆积粪便自然堆积，只需要将其堆积于防渗漏、防雨淋、防外溢的设施中进行充分腐熟发酵后即可还田利用，减少生猪养殖污染物排放量，整个过程并不需要较大的投资，该法处理生猪粪便时需要合理配置发酵设施，并且粪便腐熟发酵需要一定的时间。3.2.2粪便好氧堆肥生猪粪便好氧堆肥指的是将粉碎的秸秆、锯末等物料添加至粪便中，同时对粪便和物料混合物的含水率、pH值等予以适当调整，便于好氧微生物生长活动，加快降解粪便中的有机物，最终形成商品有机肥，整个过程具备较高的效率，并且能够一次性完成大量粪便的发酵处理。但是需要注意，利用该法时需要配置较多的设备。如：发酵罐、翻抛机等。3.2.3污水自然发酵污水自然发酵指的是通过提前设置污水储存池，将放污水引入储存池内进行发酵。储存池要达到三级沉淀标准，经过充分的自然发酵沉淀之后，即可用于农田中，该法无需较高的资金投入，但储存池占地面积大，并且需要自然发酵沉淀半年以上方可应用。3.2.4污水厌氧处理猪场污水厌氧处理指的是利用厌氧发酵罐等设备营造厌氧的环境，然后在上流式厌氧污泥床反应器、厌氧生物滤池的支撑下发挥生物作用实现对污水中有机物的有效降解，减轻污水的污染指数。该法去除有机物的效果非常理想，但是资金投入大，并且对于运行管理工作有着较高的要求，降解时温度会对降解效果产生一定的影响。3.2.5污水好氧处理刘智敏：生猪养殖粪污的循环利用与污染减控技术理论研究86污水好氧处理指的是利用活性污泥和曝气相结合的方式，发挥出强烈的氧化作用，达到净化污水的目的。应用该法时，需要在池底或侧面设置曝气设备完成曝气工作，配合序批式活性污泥法、膜生物反应器法，有效净化污水。该法虽然效果理想，但是运行成本高，并且会受到温度等因素的影响。3.2.6污水厌氧好氧结合处理该法是先通过厌氧的方式处理污水，再对其进行好氧处理，通过这样的方式发挥出厌氧、好氧处理法的的优势，可显著提升粪污中有机物的去除比例，减轻对环境、水源、土壤等造成的污染。3.3末端利用技术生猪养殖粪污污染检控工作中，要提高末端利用意识，严把最后一道关，减轻粪污污染。养殖场户要改变传统不重视、不愿意的思想观念，将猪场粪污末端利用落实到实处，应做好下述几个方面的工作。3.3.1种养结合种养结合指的是将生猪养殖时所排出的固体粪便经过堆肥发酵后用于农业生产，污水经过厌氧发酵处理或者多级氧化塘处理后应用于农业生产，如大棚蔬菜、果树栽培。该法可全量收集猪场的粪便及污水，具备较高的养分利用率，而且粪污收集设施、贮存设施以及处理设施的建设成本不高。但也有一定的缺陷，一是贮存周期长，需要超过6个月；二是氧化塘贮存设施的建设需要占用一定的土地资源5。3.3.2清洁回用粪污清洁回用指的是将猪场的固体粪便经过堆肥发酵处理后，应用于基质栽培、蘑菇种植、蚯蚓养殖、牛床垫料、黑水虻养殖等生产中，减少粪便的胡乱堆放。污水采用固液分离技术，对其进行深度处理后，用于粪沟冲洗、圈舍冲洗，实现对污水的再利用，避免排放污染。3.3.3达标排放只有经过处理达到相应标准的粪污方可排放，否则必然会对环境、水源等造成污染。为达到达标排放的目的，猪场可采用好氧发酵与厌氧发酵相结合的方式，对猪场粪污进行严格发酵、分解和净化处理，经过检测粪水符合 畜禽养殖业污染物排放标准 的情况下方可允许排放，固体粪便经过堆肥发酵再作为肥料使用。该法不需要建设相应的粪水贮存池，但是粪水处理需要较高的成本，会增加猪场的成本投入6。4结语综上所述，双峰县生猪规模化、粗放化养殖背景下，粪污污染进一步加剧，对养猪业发展乃至人类健康产生了极大的威胁和影响。基于此，要充分意识到生猪养殖粪污污染的危害，积极采取有效措施，应用污染减控技术，降低粪污对大气、水源、土壤所造成的污染。同时，要加大对生猪养殖粪污的循环利用率，实现粪污零排放的目标，促进双峰县养猪业的可持续发展。参考文献1陈振南.规模化养猪场粪污循环利用技术J.养殖技术顾问,2019(9):223.2邹文华.粪污综合治理措施在规模化养猪场的应用J.甘肃畜牧兽医,2016(13):107+109.3侯世忠,战翔,韩雯.畜禽粪污资源化利用及畜禽养殖污染防治技术J.当代畜牧,2018(6):49-52.4秦胜国.生猪养殖粪污的循环利用与污染减控技术应用J.农家参谋,2020(14):1495张书辉.生猪养殖粪污的循环利用与污染减控技术应用J.农家参谋,2021(6):114-1156王兴明,曹奎,刘敬,等.生猪养殖粪污的循环利用与污染减控技术应用J.畜牧兽医科技信息,2017(11):8-9.代化的发展提供技术支持，如利用机器视觉技术可以实现农业机械的自动化控制，利用图像处理和物理建模等技术能模拟实际的农业生产环境，并对农业机械进行远程监控，这些技术的应用都有助于降低农业生产过程中的人力资源损耗并提升农业生产效率。现如今，我国部分高端农业机械已经广泛应用了机器视觉等技术，为精准采摘等农业生产环节提供了支持，信息技术也将成为未来农业机械自动化的一项重要工具，为推动农业的现代化发展提供助力。5结语在农业生产中应用自动化机械能有效提高农业生产效率，推动农业产业结构优化升级，通过降本增效改善农民的生活质量。中国普及农业机械面临着地域多样性差异、机械种类单一、农民认知不足和人才队伍欠缺等问题，阻碍了农业机械自动化技术在广大农村的普及。中国需要建立健全农业自动化管理体系，大力推动机械自动化技术的革新，充分发挥政府引导作用加强宣传教育，并利用信息技术做好技术铺垫，为农业机械自动化技术的普及提供支持。参考文献1付清秀.农业机械设计制造中自动化技术的应用研究J.科技资讯,2022,20(15):76-78.2李彦会.自动化技术在农业机械设计制造中的应用浅析J.世界热带农业信息,2022(6):69-70.3叶欣荣.先进农业技术应用及农业机械自动化技术推广研究J.安徽农学通报,2021,27(18):112-113.4徐大圣.农业机械自动化在现代农业中的应用与发展分析J.工程机械文摘,2021(4):30-32.5牛宇博.简析农业机械自动化在现代农业中的应用与发展J.南方农机,2021,52(2):31-32.理论研究（上接第84页）农业技术与装备第1期（总第397期）87