[科普中国]-[原创]规模化养殖场粪污无害化处理技术

随着现代畜禽养殖业的集约化程度越来越高，专业化特征越来越明显，导致了养殖业与种植业的日益分离。目前农田肥力主要靠施用化肥来补充，畜禽粪便用作农田肥料比重大幅度下降，粪便被乱堆乱排的现象越来越普遍，也加重了对农业生态的压力和环境的污染，集中大量畜禽粪污的排放会导致硝酸盐，磷及铜、锌、铅等重金属污染土壤、地表水和地下水等问题。农科110专家、山西省农业生态环境建设总站高级农艺师刘文涌就规模化养殖场粪污无害化处理技术做了了详细的说明。

记者：刘老师您好，畜禽粪污无害化处理有何重大的意义？

刘文涌（以下简称刘）：我国建立生态友好型国家战略的实施和人们对美好生活向往的日益转变，对养殖业的污染问题也越来越重视。过去可以随便找地方进行养殖生产，可现在养殖用地首先要通过环保部门的严格审查。目前各地都划定了畜禽禁止养殖区、限制养殖区和适度养殖区，对原有的养殖场限期搬迁或关闭，并根据环境资源的承载能力适度发展畜禽养殖。另外，越来越多未能及时处理的粪便不仅占用大量土地，而且已经成为不可忽视的生态和环境保护的重要问题。养殖污染已成为制约现代畜牧业发展的瓶颈，规模养殖场废弃物的无害化处理成了影响畜牧业健康持续发展的重中之重。

记者：畜禽养殖业粪污对空气、水和土壤等方面都有很大的危害，那么这些危害主要表现在哪些方面呢？

刘：畜禽养殖会对生态环境造成污染，养殖污染主要包括畜禽粪便污染、周边水质污染、药物残留污染、恶臭污染等。产生的恶臭和有害气体会污染空气，排放的粪污将导致水体的富营养化，水体溶解氧量下降，污染土壤和地下水、地表水，造成水质恶化，破坏生态环境，病原微生物亦通过各种途径危及人类自身健康。

首先是空气污染：畜禽饲料中的50%～70%左右的氨会以粪便形式被动物排泄。在堆积时便会发酵，会分解释放出氨气、硫化氢、甲基硫醇和三甲基胺等有毒有害气体，这些气体带有酸味、臭鸡蛋味、鱼腥味和恶臭的刺激性气味。畜禽养殖产生的恶臭、粉尘和微生物排放量超过大气的自净能力时，会导致空气质量下降，对周边居住人群生活产生不良影响。有关研究表明，年出栏量10万头的养猪场，污染半径可达4.5～5.0千米。畜禽养殖场排出的粉尘携带大量微生物，可引起口蹄疫、猪肺疫、大肠埃希氏菌、炭疽、布氏杆菌、真菌孢子等疫病的传播。畜禽长期处在低浓度氨气环境下体质和免疫力变弱，易引发疾病，日增重和生产力下降。人类如果长期在氨气含量高的环境中生活或工作，容易引发眼结膜炎、流泪、鼻炎和气管炎；硫化氢是一种无色、易挥发、刺激作用很强的气体，含量高时对动物及人的眼睛、呼吸道和嗅觉神经危害严重，造成头晕、恶心和慢性中毒症状；甲烷、二氧化碳和二氧化氮等也是构成温室效应的气体之一。

其次是水体污染：全国每年产生畜禽粪污总量达到近40亿吨，畜禽养殖业排放物化学需氧量达到1268万吨，占农业源排放总量的96%。粪便污染水体的方式主要有粪便中有机物的腐败分解产物造成污染、富营养化及生物病原污染3种。畜禽养殖粪便和污水中含有大量的氮、磷等营养物质，排入水体后，使水生生物过度繁殖、溶解氧含量急剧下降，发生富营养化。有关研究表明，太湖外部污染总量中，工业污染源仅占10%～16%，而农业面源污染为59%，其中畜禽养殖污染占有较大比例。粪便的淋溶性强，能通过地表径流污染地表水和地下水，使水体变黑发臭，会造成水中的鱼类或其他生物死亡。粪便污水渗入地下会造成地下水中的硝酸盐含量过高不能饮用。

最后是土壤污染：畜禽养殖污染对土壤环境和农产品质量安全构成威胁。一方面，部分地区畜禽养殖量无序增加，废弃物排放量严重超过土地消纳能力，造成农田土壤污染。土壤一般对粪便中的养分有较好的吸收和缓慢的释放能力，但是如果过量施用粪肥就会使土壤的续存能力迅速减弱，导致残留在土壤中的氮和磷渗入到地下，促使地下水中的硝酸盐、亚硝酸盐和磷酸盐浓度升高，造成地下水源的污染。当进入土壤的粪便及其分解产物或携带的污染物质超过土壤本身的净化能力时，便会引起土壤组成性状的改变，破坏其原有的功能，给人和动物的生活及健康造成危害。另一方面，畜禽饲料添加剂中的抗生素、激素、铜、铁、铬、锌等物质，随着粪肥还田，长期过量累积，导致土壤和地下水环境污染、有毒有害物质增加，间接造成粮食、蔬菜等农产品质量下降。此外，处理不当的畜禽养殖粪便还会造成农产品微生物污染，直接威胁食品安全。施用新鲜粪便会出现烧苗现象，大量使用粪便会引起土壤中溶解盐的积累，使土壤盐分增高，作物生长也会受到影响。用高浓度的粪污水灌溉农田，会使作物徒长、倒伏、晚熟或造成减产，甚至毒害作物出现大面积腐烂。

记者：畜禽养殖业粪污无害化处理技术的基本标准是什么？

刘：规模化养殖场：指在较小的场地内，养殖数量达到本标准规定存栏规模的饲养场：蛋鸡≥15000只、肉鸡≥30000只、猪≥500头、奶牛≥100头、肉牛≥200头、羊≥1500只。

堆肥：将畜禽粪便等有机固体废物集中堆放并在微生物作用下使有机物发生生物降解，形成一种类似腐殖质土壤的物质的过程。

无害化处理：利用高温、好氧或厌氧等技术杀灭畜禽粪便中病原菌、寄生虫和杂草种子的过程。

记者：畜禽养殖业粪污无害化处理技术应遵循哪些原则？

刘：畜禽养殖业粪污无害化处理技术当中应该遵循以下几个原则进行处理。

一是畜禽养殖场或养殖小区应采用先进的工艺、技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染量。

二是畜禽粪便处理应坚持综合利用的原则，实现粪便的资源化。

三是畜禽养殖场和养殖小区必须建立配套的粪便无害处理设施或处理（置）机制。新建、扩建和改建畜禽养殖场或养殖小区必须配置畜禽粪便处理设施或畜禽粪便处理场。已建的畜禽场没有处理设施或处理场的，应及时补上。

四是畜禽养殖场、养殖小区或畜禽粪便处理场应严格执行国家有关的法律、法规和标准，畜禽粪便经过处理达到无害化指标或有关排放标准后才能施用和排放。在禁建区域附近建设畜禽粪便处理设施和单独建设的畜禽粪便处理场，应设在禁建区域常年主导风向的下风向或侧风向处，场界与禁建区域边界的最小距离不得小于500米；设置在畜禽养殖区域内的粪便处理设施应设在养殖场的生产区、生活管理区的常年主导风向的下风向或侧风向处，与主要生产设施之间保持100米以上的距离。

五是发生重大疫情畜禽养殖场粪便必须按照国家兽医防疫有关规定处置。

记者：请您详细介绍一下畜禽养殖业粪污无害化处理技术的处理流程好吗？

刘：第一要进行粪便的收集：新建、扩建和改建畜禽养殖场和养殖小区应采用先进的清粪工艺，避免畜禽粪便与冲洗等其他污水混合，减少污染物排放量，已建的养殖场和养殖小区要逐步改进清粪工艺；畜禽粪便收集、运输过程中必须采取防扬撒、防流失、防渗漏等环境污染防止措施。

第二要进行粪便的贮存：畜禽养殖场产生的畜禽粪便应设置专门的贮存设施。畜禽养殖场、养殖小区或畜禽粪便处理场应分别设置液体和固体废弃物贮存设施，畜禽粪便贮存设施位置必须距离地表水体400米以上；畜禽粪便贮存设施应设置明显标志和围栏等防护措施，保证人畜安全；贮存设施必须有足够的空间来贮存粪便。在满足下列最小贮存体积条件下设置预留空间，一般在能够满足最小容量的前提下将深度或高度增加0.5米以上；对固体粪便贮存设施其最小容积为贮存期内粪便产生总量和垫料体积总和；对液体粪便贮存设施最小容积为贮存期内粪便产生量和贮存期内污水排放量总和。对于露天液体粪便贮存时，必须考虑贮存期内降水量；采取农田利用时，畜禽粪便贮存设施最小容量不能小于当地农业生产使用间隔最长时期内养殖场粪便产生总量；畜禽粪便贮存设施必须进行防渗处理，防止污染地下水；畜禽粪便贮存设施应采取防雨（水）措施；贮存过程中不应产生二次污染，其恶臭及污染物排放应符合GB 18596的规定。

第三要进行粪便的处理：禁止未经无害化处理的畜禽粪便直接施入农田。其中蛔虫卵死亡率≥95%；粪大肠菌群数≤105个/千克；有效地控制苍蝇孽生，堆体周围没有活的蛆、蛹或新羽化的成蝇。

记者：畜禽养殖业粪污无害化处理技术有哪些技术要点？

刘：畜禽固体粪便宜采用条垛式、机械强化槽式和密闭仓式堆肥等技术进行无害化处理。采用条垛式堆肥，发酵温度45℃以上的时间不少于14天；采用机械强化槽式和密闭仓式堆肥时，保持发酵温度50℃以上时间不少于7天，或发酵温度45℃以上的时间不少于14天。

液态畜禽粪便可以选用沼气发酵、高效厌氧、好氧、自然生物处理等技术进行无害化处理。处理后的上清液和沉淀物应实现农业综合利用，避免产生二次污染；无害化处理的畜禽粪便进行农田利用时，应结合当地环境容量和作物需求进行综合利用规划；利用无害化处理后的畜禽粪便生产商品化有机肥和有机无机复混肥，须分别符合NY525和GB18877的规定；利用畜禽粪便制取其他生物质能源或进行其他类型的资源回收利用时，应避免二次污染。

记者：畜禽养殖业粪污无害化处理对无害化处理设施有哪些要求呢？

刘：总的要求就是：两分三防两配套，即改造建设雨污分流、暗沟布设的污水收集输送系统，实现雨污分离；改变水冲粪、水泡粪等湿法清粪工艺，推行干法清粪工艺，实现干湿分离；“三防”，即配套设施符合防渗、防雨、防溢流要求；“两配套”，即养殖场配套建设储粪场和污水储存池。

实行雨污分离，建雨水沟：减少后续设施废水废物处理量。雨水沟的坡度为1.5%，分流的雨水直接外排。

实行三防，建干粪堆放池：堆放处必须防雨防渗，并定期清运。堆放处地面要全部硬化，四周建浸出液收集沟，收集沟与沼气池连通。堆放池容积大小视养殖场规模而定，通常每10头猪单位粪便堆放所需容积为1立方米。

实行发酵处理，建厌氧池：对粪便、尿液及污水进行厌氧发酵处理，产生的沼气可满足场内生活及部分生产能源，降低生产成本。厌氧池大小视发酵温度和养殖场规模而定。常温发酵，厌氧池每5个猪单位1立方米，中温发酵，厌氧池每10个猪单位1立方米。

建沼液贮存池：贮存池容积不小于单位畜禽日粪污产生量（立方米）×贮存周期（天）×设计存栏量（头）。单位畜禽粪污日产生量推荐值为：生猪0.01 立方米，奶牛0.045立方米，肉牛0.017立方米，家禽0.0002 立方米，具体可根据养殖场实际情况核定。一般需分散或集中建设能容纳3个月，最好6个月的沼液储存池。在贮存池周围设置围栏，以免发生安全事故。

粪便生产商品有机肥：如果养殖场自行生产必须有明确的粪便入库单、有机肥出库和销售证明，粪便提供给专业有机肥厂利用的，应有厂家接收证明材料及生产销售记录。大约4吨畜禽粪便可生产1吨有机肥。

绿化：在厌氧池和储液池四周栽种绿篱进行绿化。不但有利于美化场区环境，还可吸收大气中有害物质，过滤、净化空气，减轻异味，改善场内环境。

编辑：王大伟

审核专家：山西省农业生态环境建设总站高级农艺师 刘文涌