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[原创]规模养殖粪污咋处理 变废为宝资源可利用

发布日期:2018-03-06 来源:今日农业 浏览次数:22190

内容摘要:目前我国规模化养殖业发展趋于稳定,但大量畜禽粪便直接排放也已经成为引起农业生态环境恶化的一个主要原因,同时也成为养殖业可持续发展的障碍。因此对畜禽粪便进行无害化处理和资源化利用,防止和消除养殖场蓄禽粪便的污染,对于保护生态环境、推动农业可持续发展和绿色发展具有十分重要的意义。对于规模化养殖场粪污资源化利用技术的应用,本文为广大养殖户做出了详细讲解。

目前我国规模化养殖业发展趋于稳定,但大量畜禽粪便直接排放也已经成为引起农业生态环境恶化的一个主要原因,同时也成为养殖业可持续发展的障碍。因此对畜禽粪便进行无害化处理和资源化利用,防止和消除养殖场蓄禽粪便的污染,对于保护生态环境、推动农业可持续发展和绿色发展具有十分重要的意义。对于规模化养殖场粪污资源化利用技术的应用,山西农科110专家、太原市土壤肥料测试中心主任、高级农艺师刘文涌为广大养殖户做出了详细讲解。

记者:刘老师您好,目前我国正在加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用,这项工作的重要意义主要体现在哪些方面?

刘文涌(以下简称刘):我们常说“庄稼一枝花,全靠肥当家”,“猪多、肥多、粮多”,这实际上说的就是有机肥、农家肥。现在国家积极推进生态文明建设,倡导畜禽粪污资源化利用,倡导有机肥替代化肥,目的就是节本增效、提质增效、改善环境。但与化肥相比,有机肥存在养分含量较低、肥效慢、体积大、使用不方便等问题。目前,我国各类有机肥资源折合成养分约7400多万吨,但实际利用不足40%,特别是规模化养殖产生的大量畜禽粪便得不到有效利用,既浪费资源,又污染环境。抓好畜禽养殖废弃物资源化利用,不仅关系畜产品有效供给,关系畜禽养殖业节本增效,也关系养殖业的持续发展,关系农村居民生产生活环境的改善,是重大的民生工程。

目前,我国畜禽粪污资源化利用与生态文明要求、与现代农业发展要求差距还很大。一方面是种植业等有大量的畜禽粪便需求,有季节性,而规模化养殖场产生的粪污量大集中,往往无季节性;另一方面,由于畜禽养殖场布局不合理,导致畜禽养殖场周围没有足够的耕地吸纳畜禽产生的粪污,加上没有相应的配套技术,农村处理畜禽粪便不及时,治理模式不完善,养殖过程造成局部污染,影响生态失衡,影响了畜禽养殖业的可持续性发展。因此,加快推进畜禽粪污资源化利用是贯彻落实生态文明建设总体部署、贯彻落实绿色发展理念的具体行动。

记者:畜禽粪污资源化利用的主要内容是什么?

刘:畜禽粪污资源化利用是指在畜禽粪污处理过程中,通过生产沼气、堆肥、沤肥、沼肥、肥水、商品有机肥、垫料、基质等方式进行合理利用。畜禽规模养殖场粪污资源化利用应按照资源化、减量化、无害化的原则,对源头减量、过程控制和末端利用各环节进行全程管理,提高粪污综合利用率和设施装备配套率。

粪污资源化利用主要技术包括污水处理和固粪两方面:

(1)污水。液体或全量粪污一般采用厌氧发酵的方式进行处理利用。采用完全混合式厌氧反应器(CSTR)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)等处理的,配套调节池、厌氧发酵罐、固液分离机、贮气设施、沼渣沼液储存池等设施设备,相关建设要求依据《沼气工程技术规范》(NY/T 1220)执行。利用沼气发电或提纯生物天然气的,根据需要配套沼气发电和沼气提纯等设施设备。

(2)固粪。固体粪污一般采用好氧发酵的方式进行有机肥料利用。目前好氧堆肥制作有机肥方法运用得较多,但普遍存在有机肥销售市场空间不够,制作有机肥的设备、固定资产投资长时间不能收回的问题。高温好氧发酵堆肥法是处理各种有机废弃物的有效方法,是一种集处理和资源循环再生利用于一体的生物方法。通过有目的的降解作用,把有机物转化为腐殖质的生物化学处理技术,从而达到原料的无害化和资源化。这种处理粪便的方法优点是臭气少、最终产物较干燥,容易包装、撒施,而且有利于农作物的生长。堆肥、沤肥、沼肥、肥水等还田利用的,依据畜禽养殖粪污土地承载力测算技术指南合理确定配套农田面积,并按《畜禽粪便还田技术规范》(GB/T 25246)、《沼肥施用技术规范》(NY/T 2065)执行。

记者:据了解,山西目前形成了以畜牧养殖为重点的食物梯次利用型、农林牧复合型、农牧综合种养型、畜禽粪便利用型等循环农业的模式。其中,“养殖—沼肥—种植—还田”模式应用较广泛,请刘老师介绍一下这种模式的生产技术流程是怎么样的呢?

刘:该模式以农产品生产为基础,以固粪、沼液等资源为主导,充分结合农田土地自然恢复的消纳能力和区域环境容量要求,构建“养殖—沼肥—种植—还田”为一体的循环经济模式,形成养猪生产、环境保护、资源再利用的良性循环。基本流程是粪尿经固液分离后,经液体厌氧无害化处理,处理后的沼液在非施肥季节储存于沼液储存池中,施肥季节则无偿供应给周边农户使用,用于田间施肥;固体粪便及沼渣好氧发酵,生产有机肥外售。

1.液体部分

(1)固液分离。清出的粪尿经震动筛网式分离机或螺旋挤压式分离机固液分离后,固液分别收集于储存池和调节池内。

(2)厌氧无害化处理。收集的液体经过厌氧发酵,除臭、灭菌,沼液经过出水池储存于沼液储存池中。

(3)沼液储存。厌氧反应后的沼液在非施肥季节储存于沼液储存池;沼液储存池坡体清场夯压后,采用“土工防渗膜”或“土工防渗膜+混凝土”增强防渗,避免污染地下水源。

(4)沼液管网铺设。将沼液管网铺设到农民田间地头,在施肥季节,派专业技术人员指导农户施肥。管网设计主管及支管,每隔一段距离设置一个预留口,用软管连接,进行农田施肥。

(5)农田施肥。采用喷灌或滴灌的施肥方式,以保障均衡施肥。用沼液施肥,不仅减少了农民的化肥投入,而且能够实现粮食增收,对于山西这种缺水少雨的地区,特别是在干旱时节更加明显。

2.固粪方面

各养殖分场将固液分离后的猪粪和沼渣定期运往有机肥厂,堆肥发酵后用于生产商品有机肥。首次运行采用猪粪、沼渣添加发酵菌种,生产出粉状有机肥,之后用粉状有机肥与新鲜猪粪及沼渣混合发酵。

记者:高效粪污资源化利用的主要模式还有哪些?其生产流程又是怎样的?

刘:1.“奶牛养殖—干湿分离—垫料—氧化塘—还田”模式

整个奶牛场粪污处理与种养结合基本工艺流程为:清理(刮板清粪)→收集(集污池)→干湿分离设施(筛分器及螺旋挤压机)→液体上清液贮存储存→固体粪污用作垫料及还田,液体粪污还田。

(1)清粪技术。为了保证卫生清洁,挤奶厅和待挤区的清理采用水冲式清理。泌乳牛舍和其他主要动物区域采用自动刮板干清粪或者吸粪车干清式等方式进行清理。舍内收集的粪污及挤奶区清洗使用的水被收集于集污渠。干清和水冲收集到的粪污被集中统一收集到集污池进行中和搅拌,采取固液分离处理。

(2)固液分离技术。在集污池中处理后的粪污通过设备进行固液分离,将其中大于1毫米的固体分离出来,分离出的液体输送到上清液贮存塘中。

(3)固粪方面。固液分离处理后的固体粪污,其含固率为25%~30%,与使用过的散栏垫料一起放到地面硬化的专用堆场进行堆肥,堆肥的温度要达到50℃,以杀死病原菌。在经过60天左右的自然发酵后,堆肥的温度自然下降稳定后,干物质通常可以重新作为垫料循环使用于卧床,最后通过固粪抛撒的形式还至农田。

(4)液体部分。固液分离处理后的液体粪污,其含固率在1%以下,统一首先收集在氧化塘,在塘内经过一段时间稳定及无害化初步处理后,进行水质净化,在达到相关还田标准之后,使用系统化和机械化的还田系统设施,用于周边农田的灌溉。周围农田可以用来种植饲料玉米等作物,这些作物又能够反过来作为奶牛场的饲料来源。这样既节省了农田化肥投入,提高了土壤的肥力,又能够实现饲料的部分甚至全部自足,节省了大量的动物饲料的成本。

2.“工厂化养殖—沼气—沼肥—监测—生态农业”模式

猪场采用漏粪工艺,粪污处理采用沼气工程+沼液资源化利用的模式。为了配合沼液合理、科学使用,现场建设了返田施肥主管道、支管、临时软管以及数座沼液暂存池。管道覆盖农田、苗木、林地、果园、蔬菜地,同时配有沼液运输专用辆,一般可覆盖半径10千米范围内的小面积种植户。

所采用的工艺流程是畜禽粪便经厌氧发酵,产生沼气和沼渣液。沼气作为能源供猪场日常生活用气、发酵罐增温锅炉用气、病死猪无害化处理蒸煮设备用气以及沼气发电自用。沼液作为一种高效的有机肥用于苗木、农作物种植,不仅能促进作物生长,大量减少化肥使用,还能改良土壤,实现生态循环利用持续发展。这种以保护农业生态环境为目标的农业生态项目,是对生物种质资源进行全方位、多层次的开发利用,实现种植业和养殖业的有效结合,是粪污资源化利用的最好方式。

(1)工厂化管理。粪污的处理和沼液沼气的产生与利用,全部采用工厂化管理模式。每个沼气站管理团队均由站长和沼气站操作工组成。站长负责协调站内工作,技术工人除了做好站内的设备检查和维修以及保养外,还要开展沼液返田技术指导工作。站内的日常管理和设备检查、维修、保养都有相关的标准手册和准则。

(2)科学处理粪污。按照规范沼气站建设了满足养殖场污水处理能力厌氧发酵池,满足生产上限值,沼气站还有存储半年以上的沼液存储池,以解决每年施肥淡季沼液沼肥的存储问题。根据国家农业畜牧及环保的要求,每出栏1万头生猪需配套67公顷土地消纳。

(3)通过检验检测,合理施肥。养殖场每个季度对沼肥使用区域土壤养分含量进行检测,主要检测土壤有机质和氮磷钾等指标。每个季度对沼液的养分进行检测,然后根据种植作物的种类,结合土壤养分以及沼液养分含量水平给出施肥方案,严格控制沼液的使用量,建立施肥现场管理制度,要求现场管理施肥点并对沿途管道进行巡视,做到安全、科学使用沼肥,真正实现沼液的资源化利用。

记者:有些养殖户对畜禽粪肥、沼渣、沼液等还田利用在认识上还有一定的差距,您能给大家详细说明一下吗?

刘:粪肥等还田利用和向环境排放污染物是有本质区别的。

(1)目的不同。排放污染物目的是将本生产环节没有利用价值且不会再进入下一个生产单元的产物排放到环境中予以处置的行为,不会带来任何经济上的增值,只会增加环境污染负荷;而粪肥等还田利用的目的是提供土壤和植物养分,且可在种植业生产单元实现增值。

(2)效果不同。《畜禽规模养殖污染防治条例》(以下简称《条例》)在第十五条规定“国家鼓励和支持采取粪肥还田、制取沼气、制造有机肥等方法,对畜禽养殖废弃物进行综合利用”。在第十六条规定“国家鼓励和支持采取种植和养殖相结合的方式消纳利用畜禽养殖废弃物,促进畜禽粪便、污水等废弃物就地就近利用”,明确了废弃物综合利用的导向就是通过“种养结合”实现“就地就近”的“还田”等“综合利用”。在第十八条规定“将畜禽粪便、污水、沼渣、沼液等用作肥料的,应当与土地的消纳能力相适应,并采取有效措施,消除可能引起传染病的微生物,防止污染环境和传播疫病。”明确了还田利用的两个基本条件,即一是做到无害化,二是不过量。换句话说,满足上述两个条件,就是“用做肥料”,而不是排放污染物。

记者:随着生态文明建设的深入推进,各地正在贯彻落实《条例》,但还有不少地方认为畜禽养殖污染治理就是要搞达标排放,养殖场必须具备污水处理设施,这种说法对吗?

刘:这种说法存在一定误解。《条例》明确将综合利用作为治理畜禽污染的根本途径,同时对配备相应的设施在第十三条做出了明确规定:“畜禽养殖场、养殖小区应当根据养殖规模和污染防治需要,建设相应的畜禽粪便、污水与雨水分流设施,畜禽粪便、污水的贮存设施,粪污厌氧消化和堆沤、有机肥加工、制取沼气、沼渣沼液分离和输送、污水处理、畜禽尸体处理等综合利用和无害化处理设施。”本条所述“根据养殖规模和污染防治需要”意思就是所述的各种设施都属于“综合利用和无害化处理设施”,且这类设施的配备都要根据“需要”,并非强制要求必须要配备某种设施,如污水处理设施。换句话说,就是只要能实现废弃物无害化和综合利用,具体建设什么设施,要视“需要”而定。




编辑:孙苑琪

审核专家:太原市土壤肥料测试中心主任、高级农业师 刘文涌

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