生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)現(xiàn)狀范文
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摘要：畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在我國經(jīng)濟中占有非常重要的地位，尤其是生豬養(yǎng)殖業(yè)近年來迅猛發(fā)展，逐漸從散養(yǎng)模式向規(guī)模化養(yǎng)殖模式過渡。規(guī)模化養(yǎng)豬場生產(chǎn)能力的增加，提高了養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟效益，促進了經(jīng)濟發(fā)展。但是，集中產(chǎn)生的大量糞污嚴重影響了周邊的生態(tài)環(huán)境，成為生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸。本文分析了生豬糞污的清理方式和處理技術(shù)，以期為解決目前存在的問題提供參考。
關(guān)鍵詞：生豬養(yǎng)殖；糞污；清理方式；處理技術(shù)；現(xiàn)狀
1981年5月，深圳光明畜牧合營有限公司引進美國第一條萬頭養(yǎng)豬生產(chǎn)線，正式開始了我國規(guī)模化養(yǎng)豬的道路。30余年來，水沖糞、水泡糞、干清糞等清理方式，好氧堆肥、厭氧發(fā)酵等處理技術(shù)，豬要沼要糧淵果、林、蔬、茶、漁冤等生態(tài)養(yǎng)殖模式得到長足的發(fā)展和運用。調(diào)查數(shù)據(jù)表面，2008年畜禽養(yǎng)殖業(yè)總氮、總磷、COD的排放量分別為106萬、16萬、1268萬t，分別占農(nóng)業(yè)源排放量的38%、65%、96%，占全國總排放量的21.7%、37.7%、41.9%。養(yǎng)殖糞污的綜合利用率不到60%，治理刻不容緩。畜禽糞污是優(yōu)良資源，若采用種養(yǎng)結(jié)合方式，并對其進行資源化處理，既有利于養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展，又能推進種植業(yè)發(fā)展，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)在我國經(jīng)濟中占有非常重要的地位，尤其是生豬養(yǎng)殖業(yè)近年來迅猛發(fā)展，逐漸從散養(yǎng)模式向規(guī)模化養(yǎng)殖模式過渡。規(guī)模化養(yǎng)豬場生產(chǎn)能力的增加，提高了養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟效益，促進了經(jīng)濟發(fā)展。但是，集中產(chǎn)生的大量糞污嚴重影響了周邊的生態(tài)環(huán)境，成為生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸。本文分析了生豬糞污的清理方式和處理技術(shù)，以期為解決存在的問題提供參考。
1糞污的清理方式
1.1水沖糞方式
20世紀80年代，從國外引進規(guī)模化養(yǎng)豬技術(shù)和管理方法，采用的主要清理方式為水沖糞工藝。糞污混合進入糞溝，溝端安裝水噴頭，每天多次放水沖洗糞溝使糞污順糞溝流入地下儲糞池或用泵抽吸到地面儲糞池。水沖糞方式可以及時、有效地清除糞污，減少勞動力投入，保持豬舍環(huán)境衛(wèi)生，提高養(yǎng)殖場管理水平。
1.2水泡糞方式
水泡糞模式即在豬舍下方建設(shè)儲糞溝，并儲存一定量的水，糞尿經(jīng)漏縫地板流進儲糞溝，一定時間后將儲糞溝內(nèi)的糞污集中排出。水泡糞方式是在水沖糞方式的基礎(chǔ)上改造而來的，能減少沖洗用水。
1.3干清糞方式
干清糞方式的主要方法是將糞便分流，尿及沖洗水經(jīng)下水道流出進行處理，干糞經(jīng)收集、清掃后運走。干清糞方式分為機械清糞和人工清糞2種，機械清糞包括鏟式清糞和刮板清糞，人工清糞主要使用清掃工具、人工清糞車等。干清糞方式能充分利用固體糞便的營養(yǎng)物，有效提高有機肥肥效，減少糞污處理的成本。
1.4發(fā)酵床方式
發(fā)酵床方式由韓國引進，被列入國家野2012年度星火計劃冶后得到推廣。豬舍地面鋪一定厚度的墊料，墊料是用生物質(zhì)的秸稈、稻糠等與發(fā)酵菌、水按一定比例混合而成，豬排泄后糞尿與墊料混合發(fā)酵，3年左右后再集中清理。
1.5高架網(wǎng)床方式
高架網(wǎng)床方式是近年探索并得到有效運用的新方式，主要包括高架網(wǎng)床、排污道、通風(fēng)道等設(shè)施[1]。豬舍底層用水泥進行表面硬化，作為集糞區(qū)；豬舍上層用全漏縫地板編織成為高架網(wǎng)床，作為飼養(yǎng)區(qū)。網(wǎng)床上方飼養(yǎng)的生豬產(chǎn)生的糞便通過全漏縫地板流向具有斜度的底層水泥地面，使糞污固液分離，糞便可由人工或機械進行收集，液態(tài)糞污進入固液分離池進行處理。生豬糞污清理方式應(yīng)與后期處理環(huán)節(jié)相互參照[2]。清理方式的選擇必須與糞污管理過程的其他環(huán)節(jié)相連接，形成完整的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)有效管理，5種清理方式對比見表1。采用水沖糞方式和水泡糞方式的萬頭豬糞污水處理工程的投資和運行費用比采用干清糞工藝的多1倍。水沖糞方式、水泡糞方式耗水量大，液體濃度高、后期處理較為麻煩，最后所得的干物質(zhì)肥料價值低。發(fā)酵床方式在南方較多，氣候溫暖，發(fā)酵效果比較好。但是發(fā)酵床每1批豬出欄都需要翻1遍，把結(jié)塊的墊料翻散撒入菌種重新發(fā)酵，勞動強度較大；飼養(yǎng)面積大，增加場區(qū)占地面積；墊料、菌種的來源和替代有待進一步研究。高架網(wǎng)床方式相關(guān)技術(shù)標準尚未推出，第1層高度、全漏縫地板縫隙、通風(fēng)系統(tǒng)安裝位置等都將影響該方式的運行。
2生豬養(yǎng)殖糞污處理技術(shù)
2.1好氧堆肥
好氧堆肥是處理有機固體廢物的有效方法之一，許多國家和地區(qū)都使用該技術(shù)處理養(yǎng)殖糞污。好氧堆肥的原理是利用微生物的代謝作用，微生物的代謝主要影響堆肥周期、堆肥質(zhì)量、氮損失等，在堆肥過程中起到至關(guān)重要的作用。
2.1.1好養(yǎng)堆肥過程。堆肥過程大致可分為3個階段，分別為升溫階段、高溫維持階段和腐熟階段。升溫階段的溫度約45益，優(yōu)勢微生物為嗜溫性微生物，主要利用堆肥中可溶性有機物進行繁殖，過程中產(chǎn)生部分熱能，因而使溫度持續(xù)升高。高溫維持階段溫度為45~70益，優(yōu)勢微生物為嗜熱性微生物，嗜熱性微生物分解轉(zhuǎn)化了堆肥中的可溶性有機物和復(fù)雜的有機化合物淵纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)等冤。腐熟階段的溫度約45益，優(yōu)勢微生物為嗜溫性微生物，進一步分解難分解的有機物，腐殖質(zhì)增多且趨于穩(wěn)定，隨著溫度的降低，需氧量、含水量降低，堆肥物空隙增大。
2.1.2影響好氧堆肥的因素。影響好氧堆肥的因素很多，主要包括有機質(zhì)含量、含水率、碳氮比、pH值、溫度、供氧等。好氧堆肥有機質(zhì)含量的適宜范圍為20%耀80%，有機質(zhì)含量躍80%時，會影響通風(fēng)，進而產(chǎn)生臭味；有機質(zhì)含量約20%時，將無法滿足發(fā)酵過程中堆肥所需的溫度，堆肥效果差。含水率一般控制在40%耀65%之間，含水率躍70%時，會顯著降低分解速率；含水率約40%時，則不能滿足微生物生長需要，有機物難以分解。碳氮比適宜范圍為20耀40頤1，碳氮比過高會限制微生物的生長；碳氮比過低則可供消耗的能量少，氮素養(yǎng)料相對過剩，氮以氨氣形式揮發(fā)，導(dǎo)致肥效降低。pH值以中性、弱堿性為宜，pH值過高或過低均會影響微生物生長，降低發(fā)酵效率。
2.2厭氧發(fā)酵
厭氧發(fā)酵是以開發(fā)利用養(yǎng)殖場糞污為對象，以獲取能源和治理環(huán)境污染為目的，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)的技術(shù)。主要通過厭氧發(fā)酵及相關(guān)處理降低糞水中有機質(zhì)含量，達到或接近排放標準，并且可以按設(shè)計工藝要求獲取沼氣。沼氣可用于生活用能、發(fā)電、燒鍋爐、生產(chǎn)供暖或作化工原料等；沼液可制成液體肥和復(fù)合肥。目前，應(yīng)用較為廣泛、發(fā)展比較快的厭氧發(fā)酵反應(yīng)器有以下4種。
2.2.1升流式厭氧污泥床反應(yīng)器淵UASB冤。由污泥反應(yīng)區(qū)、氣液固三相分離器、氣室3部分組成。污水自下而上通過反應(yīng)器，底部有一個高濃度、高活性的污泥床，污水中的大部分有機污染物在此間經(jīng)過厭氧發(fā)酵降解為甲烷和二氧化碳[3]。
2.2.2升流式厭氧固體反應(yīng)器淵USR冤。參照UASB反應(yīng)器的原理開發(fā)的，其處理的的原料固體含量高[4]。升流式厭氧固體反應(yīng)器無污泥回流和三相分離器，主要靠固體懸浮物的自然沉淀作用使固體滯留期淵SRT冤和微生物滯留期淵MRT冤延長，從而提高固體懸浮物的消化率。
2.2.3全混式厭氧反應(yīng)器淵CSTR冤。全混式厭氧反應(yīng)器為一個密閉罐體，在反應(yīng)器內(nèi)完成料液的發(fā)酵、沼氣產(chǎn)生。全混式厭氧反應(yīng)器內(nèi)有攪拌裝置，可完全混合發(fā)酵原料和微生物。采用恒溫連續(xù)投料或半連續(xù)投料進行投料，原料進入反應(yīng)器后，由攪拌裝置快速混合全部發(fā)酵液菌種，使發(fā)酵底物濃度始終保持相對較低狀態(tài)。
2.2.4塞流式反應(yīng)器淵PFR冤。塞流式反應(yīng)器也稱為推流式反應(yīng)器，是一種長方形的非完全混合式反應(yīng)器。高濃度懸浮固體發(fā)酵原料從反應(yīng)器一端進入，之后從反應(yīng)器另一端排出，污泥回流作為接種物。畜禽糞便沼氣工程能否長期、高效、穩(wěn)定運行取決于厭氧發(fā)酵工藝的選擇。由以上分析可知，4種厭氧發(fā)酵工藝都有各自的優(yōu)缺點和適應(yīng)性，可以滿足不同工程類型的需求淵表2冤。處理高懸浮固體濃度、高固體發(fā)酵原料的適合選擇全混式厭氧反應(yīng)器、升流式厭氧固體反應(yīng)器和塞流式反應(yīng)器，處理低懸浮固體濃度的溶解性廢水選擇升流式厭氧污泥床反應(yīng)器。在沼氣工程工藝選擇時要考慮到與各工藝參數(shù)之間的配合，設(shè)法延長固體滯留期和微生物滯留期，并使微生物與原料充分混合，這也是未來厭氧發(fā)酵發(fā)展的主要方向。
3結(jié)語
隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟的主要增長點，有效促進農(nóng)民增收致富。但由于缺乏必要的、科學(xué)的引導(dǎo)和規(guī)劃，畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展更多地向市場需求自由發(fā)展，導(dǎo)致布局不合理、種養(yǎng)脫節(jié)、養(yǎng)殖總量超過環(huán)境容量等問題的出現(xiàn)。此外，由于設(shè)施不到位，大量畜禽糞便、養(yǎng)殖污水等未經(jīng)無害化處理直接排放或進入循環(huán)利用環(huán)節(jié)，使環(huán)境受到嚴重污染。目前，畜禽污染治理主要采取畜牧業(yè)、大農(nóng)業(yè)相結(jié)合的方式，通過廣大的農(nóng)業(yè)用地消化解決畜禽污染，通過技術(shù)引導(dǎo)、指導(dǎo)、規(guī)范畜禽糞便的處理和資源化利用，同時結(jié)合有關(guān)法律、法規(guī)、政策進行科學(xué)管理，發(fā)揮綜合技術(shù)的效用[5-6]。在日益強調(diào)保護生態(tài)環(huán)境的大環(huán)境下，豬場糞污處理已成生豬養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展野瓶頸冶，養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的結(jié)合，也將是糞污處理的最終出路[7]。然而，一定面積的土壤在一定的氣候條件下，對有機物的分解是有一定限度的。這就要求生態(tài)養(yǎng)殖模式和生態(tài)還田技術(shù)之間有效對接。探索各種生態(tài)養(yǎng)殖模式，同時輔以相應(yīng)的生態(tài)還田技術(shù)，使大量的畜禽糞便以更加高效的方式回歸農(nóng)田，不僅可以為農(nóng)作物提供充足的養(yǎng)料，同時還能減少化肥的施用量，達到保護環(huán)境、互利雙贏、協(xié)調(diào)共進的目的。此外，還需對畜禽糞便處理技術(shù)工藝優(yōu)化升級，探索減量化、無害化和資源化的最優(yōu)工藝設(shè)計以及飲排分開、雨污分離、干濕分開、厭氧處理過程中各個工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化等。
作者：李金波；邱禮城；陳惠明 單位：中電建水環(huán)境治理技術(shù)有限公司