鄉(xiāng)村畜禽養(yǎng)殖糞污資源化應用研究范文
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摘要：文章主要針對畜禽養(yǎng)殖廢棄物的概念、畜牧養(yǎng)殖污染危害、畜禽糞便污染物資源利用現(xiàn)狀、畜禽液體糞污資源化利用及綏寧縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)整治方案進行論述。
1畜禽養(yǎng)殖廢棄物
畜禽養(yǎng)殖廢棄物主要是農(nóng)業(yè)廢棄物。最初農(nóng)業(yè)廢棄物主要指農(nóng)、林、牧和漁業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的動物類、農(nóng)村生活垃圾、加工類和植物類等有機廢棄物。隨著社會發(fā)展，將殘留重金屬和獸藥、過量的農(nóng)藥和化肥及廢棄的農(nóng)膜也都歸為農(nóng)業(yè)廢棄物，被飼料化、基質(zhì)化、能源化和肥料化的一般只有部分有機廢棄物[1-2]。而在畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的污水、廢飼料、糞便、動物皮毛和病死畜禽等副產(chǎn)物被稱為畜禽養(yǎng)殖廢棄物[3]。
2畜牧養(yǎng)殖污染危害
水產(chǎn)養(yǎng)殖污染、種植業(yè)污染和畜禽業(yè)污染3種生產(chǎn)類型產(chǎn)生的污染源是農(nóng)業(yè)污染的主要組成部分。水產(chǎn)養(yǎng)殖中主要污染物為氮、磷、COD及藥物殘留和水產(chǎn)糞便等，過量的飼料和藥物使用及水產(chǎn)品自身的排泄物等是主要污染源，會造成水產(chǎn)品質(zhì)量下降和水體污染[4]。種植業(yè)中使用的農(nóng)藥和化肥殘留下過量的磷和氮元素，會改變土壤理化性質(zhì)、地下水和植物體內(nèi)硝酸鹽含量增加及地表水富營養(yǎng)化等[5-6]。畜禽廢水不合理排放是造成水體富營養(yǎng)化的重要原因之一，長時間的廢水沉積，會滲透到地下水中，污染地下水[7]。如果污染物排放超出環(huán)境承載能力，就會對水體、土壤、大氣和人類身體健康造成危害。
2.1水體危害
畜禽廢水與工業(yè)廢水不同，是通過地表徑流匯入地表水或經(jīng)過土壤滲透入地下，而非直接排放的方式。大量的氮、磷、難降解有機物、大腸桿菌、懸浮物、抗生素和重金屬存留在畜禽廢水中，使水體富營養(yǎng)化，水質(zhì)惡化，溶氧量降低，pH升高，BOD和COD指標超出正常值范疇，造成水中動植物死亡，造成惡性循環(huán)[8]。
2.2大氣危害
畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的攜帶微生物和可吸入顆粒物的有害氣體，會造成大氣污染。像固液分離車間揚塵、供暖設施煙氣、飼料車間粉塵和員工生活產(chǎn)生的油煙、煤煙等都是可吸入顆粒物的主要來源。氣體種類主要有氨氣、甲烷、硫化物、氮氧化物、苯酚和二氧化硫，還有厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸、吲哚類氣體、尸胺、腐胺、氨基酸分解物和揮發(fā)性烴類物質(zhì)[9]。其中氨氣和硫化物會對人畜呼吸道黏膜造成刺激，還有造成溫室效應的主要氣體甲烷，這些氣體長期存在，會引發(fā)多種呼吸道疾病，損害人體健康，影響畜禽生長和居民生活質(zhì)量[10]。
2.3對人畜健康的影響
畜禽廢水攜帶了大量致病蛔蟲卵、致病微生物和蚊蠅蟲卵等，可生化性強，有機負荷高，水溶氧低，是病害合適的載體，會對環(huán)境造成微生物和大量繁殖及傳播疾病。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WTO）的數(shù)據(jù)表明，世界上共有250種人獸共患病，26種通過牛傳播，約90多種人獸共患病已經(jīng)在中國有明確的記錄。在一些發(fā)展中國家，畜禽糞便是致病性疾病的來源，像隱孢子蟲病和賈第蟲病，規(guī)模化厭氧發(fā)酵中通常用在畜禽糞便資源利用，而造成疾病在肥料中傳播的原因，往往跟揮發(fā)性脂肪酸和溫度的差異有關[11]。
3畜禽糞便污染物資源利用現(xiàn)狀
3.1畜禽糞便生產(chǎn)現(xiàn)狀
隨著我國畜禽養(yǎng)殖行業(yè)的迅猛發(fā)展，預測2005—2030年中國雞、豬等畜禽產(chǎn)品產(chǎn)量增長2.5倍。糞便產(chǎn)生量隨之增加，2009年調(diào)查顯示，中國畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便排放鮮重為32.64×108t，2020年鮮重將達到42.44×108t[12-13]。如果這些畜禽糞便隨意堆置，將對水源、空氣、土壤等造成嚴重影響。其產(chǎn)生大量的含氮化合物、含硫化合物、芳香族物質(zhì)和揮發(fā)性脂肪酸等惡臭氣體，造成嚴重的空氣污染，人類身體健康將受到很大影響。飼料中添加大量的鋅、銅、砷和鎘等重金屬元素，殘留在糞便中導致重金屬超標，未被利用的大部分重金屬進入土壤中很難被清除掉。土壤中長期施用抗生素，會增加抗生素的抗性，將嚴重影響土壤健康。2010年我國畜禽排放的化學需氧量和氨氮量占排放量的45%和25%，雨水將未被處理的畜禽糞便沖刷進入河道，造成河水水源污染和富營養(yǎng)化等問題[14]。雞糞、豬糞、羊糞和牛糞等4種糞便占畜禽糞便年排放總量的96.5%[12]。2010年我國進行糞肥養(yǎng)分進行數(shù)據(jù)分析，其中總K2O含量為10.36×106t，總氮含量為16.42×106t，總P2O5含量為12.28×106t，此外，還有其他微量元素[15]。但若合理利用糞肥資源，必會帶來巨大的經(jīng)濟效益。
3.2畜禽糞便資源化利用
3.2.1飼料化雞糞中含有未被利用的礦物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、維生素、粗脂肪和纖維素等營養(yǎng)成分，是由于雞的腸道較短，未來得及消化吸收，經(jīng)過加工后可以飼喂羊、豬和牛等[16]。分析法、直接喂養(yǎng)、發(fā)酵法和干燥法等是畜禽糞便飼料化主要利用方法[17]。但雞糞必須經(jīng)過膨化和高溫等方法進行無害化處理后才能作為其他動物的飼料，是由于糞便中含有大量的重金屬和病原菌等[18]。
3.2.2肥料化蚯蚓處理、直接還田和腐熟堆肥等為畜禽糞便利用的方法。傳統(tǒng)畜禽糞便的利用方法是直接還田，2010年家禽糞便還田率為68.7%，生豬糞便還田率為86.78%[19]。未經(jīng)過處理的糞便中含病原菌、雜草種子和病蟲卵等有害物質(zhì)及操作費力，水量較大，使用不便，施入土壤后產(chǎn)生“后遺癥”較大，長期直接還田會降低土壤質(zhì)量，破壞土壤生態(tài)，會影響農(nóng)作物生產(chǎn)，還田還是需要提前進行資源化處理[17]。較為合理的處理畜禽糞便的方法是腐熟堆肥，對畜禽糞便進行性狀調(diào)控是添加一定比例的輔料，同時為殺滅雜草種子和病蟲卵等，添加微生物菌種進行高溫發(fā)酵，生成性狀穩(wěn)定的微生物牛糞堆肥。其可改善土壤環(huán)境，為大田提供作物養(yǎng)分。研究顯示，將濾泥轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥婪柿系奶幚砑夹g——蚯蚓堆肥一種環(huán)保和生態(tài)的處理方法[20]。3.2.3能源化燃燒產(chǎn)熱和厭氧發(fā)酵等是畜禽糞便能源化的主要途徑。其中厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣是處理畜禽糞便的一種有效途徑[21]。有研究表明，2009年我國可利用畜禽糞便產(chǎn)生沼氣為1198.44億m3，所以，殘留的沼渣沼液可再次作為肥料被利用[12]，目前我國畜禽糞便厭氧發(fā)酵技術已經(jīng)非常成熟。
4.1液體糞污生產(chǎn)現(xiàn)狀
隨著我國養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，我國產(chǎn)生糞污約33億t•年-1，主要是牛糞和豬糞。畜禽糞尿中含有鉀、氮和磷等常量元素及錳、鋅、鐵、鈣和銅等微量營養(yǎng)元素，且沼液中的養(yǎng)分多為速效態(tài)，易被植物體吸收利用[2.2]。因此，無公害化處理畜禽糞污對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)安全高效發(fā)展具有重要意義。
4.2液體糞污資源化利用
我國處理畜禽糞污的主要途徑之一是固液分離，牛糞堆肥是固體部分產(chǎn)生的，沼氣和沼液是液體厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的[23]。目前，高附加值開發(fā)和低成本資源化利用等是沼液利用的主要途徑。
5綏寧縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)整治方案
為進一步加快綏寧縣畜禽水產(chǎn)規(guī)模養(yǎng)殖場環(huán)境污染綜合治理工作，促進綏寧縣畜牧水產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展，保護生態(tài)環(huán)境，根據(jù)《中華人民共和國畜牧法》《中華人民共和國漁業(yè)法》《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條列》等相關法律法規(guī)和《綏寧縣人民政府關于劃分畜禽養(yǎng)殖業(yè)禁養(yǎng)區(qū)、限養(yǎng)區(qū)的通告》（綏政通[2017]1號）要求，結合綏寧縣實際，制定本方案。
5.1整治對象
綏寧縣限養(yǎng)區(qū)、適養(yǎng)區(qū)內(nèi)生豬年存欄50頭、牛年存欄20頭、羊年存欄>100頭和雞、鴨、鵝年存欄>1000羽的養(yǎng)殖大戶和規(guī)模養(yǎng)殖場，河流網(wǎng)箱養(yǎng)魚戶。
5.2整治要求
限養(yǎng)區(qū)和適養(yǎng)區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖場要完善污染治理設施，辦理相關環(huán)保手續(xù)，并做好畜禽養(yǎng)殖登記備案；排放經(jīng)過處理的畜禽養(yǎng)殖廢棄物，應當符合國家和地方規(guī)定的污染物排放標準和總量控制指標。畜禽養(yǎng)殖場污染防治設施要經(jīng)過有審批權的環(huán)境保護主管部門驗收合格，向縣環(huán)保部門辦理排污申報登記。實行雨污分流。改造養(yǎng)殖場排水系統(tǒng)，實行雨水和污水分流排放，欄舍外圍的排糞溝一律用暗管道入生化池，PVC管要求埋入地下，沒有條件下埋的，改用玻璃纖維管道，以確保欄舍周邊清潔衛(wèi)生和管道使用年限，從而實現(xiàn)排污減量化。建干糞棚。建設與養(yǎng)殖規(guī)模相適應的干糞棚，水泥硬化地面，防止糞水滲漏、外溢。池上增設防雨棚；糞便實行以干清為主，做到干濕分離，集中堆積發(fā)酵，以達到污物減量化的要求。建多級生化池。養(yǎng)殖場按最大養(yǎng)殖量建造多級生化池，必須做好生化池相應的防滲密封措施，污水由管道導入生化池，經(jīng)生化處理后排出上層液體，底部沉淀則通過堆積發(fā)酵成為可利用的肥料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。種養(yǎng)結合。鼓勵養(yǎng)殖戶種植水稻、果樹、蔬菜，經(jīng)無害化處理的糞水用于農(nóng)田、果園、菜地當有機肥使用。限養(yǎng)區(qū)內(nèi)網(wǎng)養(yǎng)魚戶未經(jīng)許可不得擴大生產(chǎn)規(guī)模。沒有通過環(huán)境治理的養(yǎng)殖場，要限期退養(yǎng)。
5.3整治步驟
清查摸底。由縣畜牧水產(chǎn)局對全縣轄區(qū)內(nèi)規(guī)模養(yǎng)殖場進行全面清查摸底、做好登記匯總。核查備案。由縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染綜合治理工作領導小組對各養(yǎng)殖場進行核查，提出整改意見，對限養(yǎng)區(qū)的養(yǎng)殖場按照要求進行整改，分別下達整改通知書，并于限定日期前完成整改工作。核查驗收。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖場（戶）全部完成限養(yǎng)適養(yǎng)整治任務后，報縣畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染綜合治理工作領導小組驗收；領導小組接到申請后，應及時組織財政、安監(jiān)環(huán)保、畜牧、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等部門現(xiàn)場驗收。發(fā)放補助。核查驗收人員按補償標準造冊，經(jīng)畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖污染綜合治理工作領導小組審批后按程序發(fā)放。建章立制。加大監(jiān)管養(yǎng)殖場的力度，確保糞污處理設施運轉(zhuǎn)正常，杜絕漏排偷排；新建養(yǎng)殖場必須經(jīng)過國土、安監(jiān)環(huán)保、畜牧等部門備案審批，配套建設糞污處理設施，辦理動物防疫條件合格證后方可投產(chǎn)；建立常態(tài)化監(jiān)管機制，對存在違法行為的養(yǎng)殖場移交相關部門處理。
5.4補助政策畜禽規(guī)模
養(yǎng)殖場（戶）限期建設與養(yǎng)殖規(guī)模相匹配的治理設施，按照“企業(yè)主體、政府引導、先建后補、以獎代補”原則，經(jīng)驗收合格予以一定補助。補助標準為：貯糞棚按建筑面積補助180元•m-2，沉淀池、生化池補助300元•m-2。
作者：李新華 楊銳 楊云 韓奇鵬 單位：邵陽市綏寧縣畜牧獸醫(yī)水產(chǎn)局
