刘惠娜,杨文燕,李博,孙一博,刘宇恒,梁爽*
吉林建筑大学,吉林 长春 130118
摘要:本文指出了畜禽粪污资源化利用的重要意义,介绍了粪污资源化利用技术现状,根据规模化养殖场的特征和建设要求,提出了精确、可实施的改进方法,从而实现粪污高效循环利用,避免对自然环境的污染、破坏,在改善生态环境的同时,实现绿色低碳发展,在新农村建设中有很好的发展前景,具有较好的经济、社会和生态效益。
关键词:畜禽粪污;资源化;规模化养殖场
随着我国社会和经济的不断发展,养殖业由传统的分散、低成本、高污染向现代化的资源节约、优质安全、持续高效转型,目前已经成为新农村发展的重要产业之一,但规模化养殖场数量的逐渐增多直接导致畜禽养殖产生的污染物大量激增,堆积的粪污无法得到有效的资源化处理,对周边环境和人类生活产生了巨大的影响。因此,根据新农村建设的特征和要求,通过提出高效、可行的实施方案,利用有序的、先进的技术对畜禽养殖产生的粪污进行资源化利用,不仅能够拓展粪污循环利用产业链,发展清洁能源、食用菌、饲料和有机肥料等产业,还能降低自然环境污染,改变规模化养殖场的粪污污染现状,提高农村人居环境质量,推动畜牧业绿色发展,实现经济、社会和生态效益相统一。
一、规模化养殖场粪污资源化利用技术现状
1.饲料化技术
畜禽粪便作饲料是资源化利用的重要途径。粪便含有各种营养成分,据分析,畜禽所采食的饲料70% 未经吸收排出体外。通过将畜禽粪便中未消化的粗蛋白、粗纤维等营养物质进行处理加工后,掺杂到饲料中,加以循环利用,有利于提高饲料的使用效率。但由于畜禽粪便携带病原菌,1967 年美国曾限制使用畜禽粪便作饲料。加上当时畜禽粪便饲料化的环境和经济效益都不十分明显,粪便饲料化的发展受到一定限制。20 世纪 70 年代以来,随着畜牧业和化肥工业的发展,全球性能源和粮食短缺问题的出现,畜禽粪便的饲料化又受到重视。目前畜禽粪污饲料化的主要方式有以下几种。
1.1用新鲜粪便直接做饲料
这种方法主要适用于鸡粪。鸡的肠道短,对所食饲料中大部分的营养物质无法完全吸收。在排泄的鸡粪中,按干物质计算,粗蛋白含量为20% ~30% ,其中氨基酸含量不低于玉米等谷物饲料,此外还含有丰富的微量元素和一些未知因子。因此,可利用鸡粪代替部分精料来养牛、喂猪。
1.2青贮
粪便中碳水化合物的含量低,不宜单独青贮,因此常和一些禾本科青饲料一起青贮。青贮的饲料具有酸香味,可以提高其适口性,同时可杀死粪便中病原微生物、寄生虫等。
1.3干燥法
畜禽粪便经干燥后转变成鸡朊粉制成高蛋白饲料。这种方法既能除臭又能彻底杀灭虫卵,达到卫生防疫和生产商品饲料的要求。目前由于鸡粪的夏季保鲜困难,大批量处理时仍有臭气产生,需处理臭气和产物的成本较高,使该方法的推广使用受到限制。有研究表明在处理中加光合细菌、细黄链霉菌、乳酸菌等具有很好的除臭效果。
2.肥料化技术
畜禽粪便中的有机物及氮、钾、磷等营养物质可以提高土壤肥力,在适当的温度、湿度、酸碱度下,通过生物好氧发酵与干燥处理,制成无公害高效活性有机肥,用于农业生产,提高作物产量,同时,肥料量产后销售,可以获得直接经济效益,增加农民收入。此外,有机肥与无机肥商品化生产,可用于绿色农产品生产,促进经济与生态共同发展。随着人们对无公害农产品需求的不断增加和可持续发展的要求,对优质商品有机肥料的需求量也在不断扩大,用畜禽粪便制成有机肥具有很大市场潜力。
3.沼气化技术
沼气生产是利用受控厌氧细菌的分解作用,将粪污中的有机物、碳水化合物、蛋白质和脂肪经过厌氧分解转化为沼气。利用畜禽粪污产生的沼气可以用于发电、居民燃气和锅炉加热,节约能源、降低成本、保护环境,这对我国农村地区处理畜禽粪便和缓解能源压力具有重要作用。
目前常见的沼气工艺主要有:地下水压式沼气池、厌氧消化池、上流式厌氧污泥床(UASB)、升流式污泥床反应器(USR)、厌氧滤器(AF)、两段厌氧消化法、厌氧复合床反应器(UBF)、全混合式厌氧反应器(CSTR)等,当前我国主要使用 CSTR、USR、地下水压式沼气池,这3种工艺的使用比例高达66%。
二、规模化养殖场粪污资源化利用的改进措施
1.加强养殖业与农业的结合
通过畜禽养殖业与农业的结合,利用粪污还田技术,将其进行发酵处理,降低污染物堆积程度,促进粪污循环利用,同时,粪污发酵后可作为肥料,为农作物提供更多养分,促进农作物的生长发育,减少农业种植成本,使养殖业与农业共同发展。
2.提高资源化利用技术水平
当前畜禽养殖场中的粪污资源化利用技术相当缺乏,以往的资源化技术虽然仍可以实施,但是效果并不理想,对粪污进行有效的资源化处理是现在的迫切需求。通过提高现阶段粪污资源化利用技术水平,加强粪污资源化管理,构建完整的利用体系,以此改变畜禽污染现状,保护养殖场周边环境。
3.加强对规模化养殖场的监督管理
畜禽管理人员应熟知养殖场的相关情况,定期对其进行考察,另外,有些养殖从业人员的环保意识较差,不注重粪污的资源化,与环保相比,更重视畜禽带来的经济效益,使得污染情况愈发严重,因此,对畜禽养殖场的工作人员进行监管也至关重要,以此避免周围环境受到不可逆的破坏。
三、规模化养殖场粪污资源化利用技术展望
由于我国畜禽粪便污染的逐渐加剧,部分规模化养殖场已经采用了各项技术对粪污进行资源化处理,但是普遍采用的是单一的治理技术,未将多种技术进行有效结合,导致粪便利用率较低,治理效果不显著。利用现有的资源化技术将畜禽粪便在一定程度上进行科学组合、综合治理,使粪便得到多层次的循环利用,不仅能有效地解决养殖业的环境污染问题,还能取得良好的经济效益、社会效益和生态效益。目前,把几种方法有机结合使用已成为畜禽粪便资源化技术发展的主要方向。
此外,还需完善畜禽粪污资源化利用的管理系统。可以根据畜禽粪污的成分、含水量及重金属含量等,结合目前已有的设备及技术、当地的气候、当地的法律法规、现有的劳动力、可投入使用的资金、市场等各项因素,选择符合当地实际的畜禽粪污资源化利用管理系统,以确保粪污可以得到有效的资源化利用。
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基金项目:由吉林省大学生创新创业训练计划—创新训练项目“寒冷地区新农村养殖场粪污无害化处置与资源化利用技术研究”(202010191063)和住房和城乡建设部科学技术项目“寒冷地区新农村规模养殖场粪污无害化处置与资源化利用技术研发”(2018-K6-003)资助。