[科普中国]-粪便再利用技术

随着社会的发展进步，养殖业已经成为我国农村经济建设的重要支柱，在生活和经济效益得到提高的同时，畜禽粪便带来的环境污染问题不容忽视。对粪便进行科学管理和无害化处理，并对其进行再利用是减少环境污染，创造经济效益的有效途径。

粪便有机肥化再利用技术直接施用畜禽粪便是优质的有机肥料。在我国传统农业生产中，主要是将畜禽粪便直接或经简单堆沤后施用。有研究表明，新鲜猪粪中的挥发性脂肪酸具有抑制和消除植物土传病害的作用。因此，将新鲜猪粪作为肥料直接施入大田，既可以为作物提供营养元素，又可以消除一些土壤中的病害。直接施用的方法投资成本低，操作简便，易于被农民接受和利用。但畜禽粪便中水分含量高，不便于大量施用等原因在一定程度上限制了这种方法的应用。

堆腐后施用堆肥是在人为控制堆肥因素的条件下，根据各种堆肥原料的营养成分和堆肥过程中对混合堆料的碳氧比、颗粒大小、水分含量和pH值等条件的要求，将计划中的各种堆肥材料按一定比例混合堆积。在好氧、厌氧或好氧一厌氧交替的条件下，对粪便进行腐解，作为有机肥施用。堆肥过程中的主要影响因素包括通风、温度、填充料的选择、堆料含水率、适宜的碳氮比和pH值等。堆肥过程中要严格控制好各个堆肥因素，使堆肥条件达到最佳，以加快腐熟。

微生物菌剂发酵后施用将经过选培的有益微生物菌剂加入到畜禽粪便中，通过微生物发酵堆腐而生成有机肥施用。自然堆肥初期微生物量少，需要一定时间才能繁殖起来，人工添加高效微生物菌剂可以调节菌群结构、提高微生物活性，从而提高堆肥效率、缩短发酵周期、提高堆肥质量。研究表明，施用经微生物菌剂发酵的畜禽粪便制备的有机肥较非菌剂发酵的有机肥更能促进作物生长，增加产量，提高抗病性，改善作物品质。因此，在畜禽粪便中添加微生物菌剂进行发酵后施用，不仅可以提高腐熟速度和肥效，还可以改善作物品质2。

粪便饲料化再利用技术畜禽粪便不仅是优质的有机肥料，而且是良好的畜禽饲料资源。畜禽粪便中含有未消化的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等。对其进行适当处理，可杀死病原菌，提高蛋白质的消化率和代谢能力，改善适口性，作为饲料利用。

直接饲喂在美国，用鸡粪混合垫草直接饲喂奶牛的方式已被普遍使用。在饲料中混入上述粪草饲喂奶牛，其结果与饲喂豆饼的饲料效果相同。此方法简便易行，效果也较好，但要注意做好卫生防疫工作，避免疫病的发生和传播。

干燥法干燥法分为自然干燥法和机械干燥法两种。自然干燥法是将新鲜畜禽粪便单独或掺入一定比例的糠麸拌匀后，摊在水泥地面或塑料布上，随时翻动，让其自然风干、晒干，然后粉碎，掺到其他饲料中饲喂。此法成本较低，操作简便，但受天气影响大，且易造成环境污染。

目前，畜禽粪便用机械干燥法处理后用作饲料应用较为广泛。机械干燥法是采用相关设备进行干燥，以达到除臭、灭菌、除杂草等目的。除传统干燥设备外，新型微波处理动物粪便设备采用微波技术使动物粪便通过加热器受到强大的超高频电磁波辐射处理，从而达到干燥、灭菌、杀虫和除臭的目的，将动物粪便转化成再生饲料。

热喷法热喷法是将畜禽粪便经过热蒸与喷放处理，改变其结构和部分化学成分，并经消毒、除臭，使畜禽粪便变为更有价值的饲料。将新鲜鸡粪先晾至含水量30%以下，再装入密闭的热喷设备中，加热至200℃左右，压力为8～15 kg/m2．经过3～4 min处理，迅速将鸡粪喷出。其体积可增大30%左右。此法处理后的鸡粪膨松适口，有机质消化率可提高10%，并可消灭病菌，除去臭味。热喷技术投资少、能耗低、操作简便，具有广阔的利用前景。

粪便能源化再利用技术直接燃烧在草原地区，牧民们收集晾干的牛粪作为燃料直接燃烧，用来取暖或者烧饭，这是粪便直接作为能源利用的最简单的方法，但是此法利用不够充分，且易造成空气污染。

乙醇化利用畜禽粪便含有丰富的纤维素资源。将畜禽粪便中的木质纤维素进行预处理，转化为糖，进一步发酵成酒精，可作为乙醇化的原料。畜禽粪便的乙醇化利用可替代粮食生产酒精，创造巨大的经济效益，但目前尚未见工业化生产的相关报道。

沼气化利用畜禽粪便生产沼气是利用受控制的厌氧细菌分解作用，将粪便中的有机物转化成简单的有机酸，再将简单的有机酸转化为甲烷和二氧化碳。沼气可燃烧或发电，沼渣和沼液可作为肥料或饲料。畜禽粪便的沼气化利用可在多方面代替煤、石油、天然气等不可再生资源，既节约资源又保护环境，一举多得，具有广泛前景，但如何提高沼气出产率是制约其发展的关键问题。

发电利用将畜禽粪便以无污染方式焚烧，然后发电利用，焚烧过程中产生的灰分还可作为优质肥料。1992年，英国Fibrowatt公司用鸡粪作燃料建立了发电厂。

其他粪便再利用技术热解技术利用畜禽粪便在缺氧或无氧条件下热降解，最终可生成木炭、生物油等。畜禽粪便的低温慢速热裂解可制取活性炭产品。目前关于畜禽粪便的中温热解处理技术大多处于实验室研究阶段，实现工业化应用还需进一步深入研究。畜禽粪便的高温闪速热裂解是在高温、高压状态下使反应物达到超临界状态液化而得到高热值的生物油，此技术目前在应用方面还存在许多困难，国外相关技术仅处于实验室研究阶段，国内尚未见相关报道。

栽培食用菌利用畜禽粪便含有丰富的有机质和N、P、K等元素，加入一定的辅料堆制发酵后，可用于食用菌栽培。在畜禽粪便中加入含碳量较高的稻草或秸秆调节碳氮比，再添加适当的无机肥料、石膏等，堆制后可作为培养基栽培食用菌。利用畜禽粪便栽培食用菌可作为一个经济项目向种植户推广，增加收益。