畜禽粪污集中处理技术和设施建设及发展建议

刘 歆，侯国喜，陈 群，邱玉朗，高星爱，李 林，闫秋良

吉林省农业科学院动物营养与饲料研究所，吉林长春 136100

随着近年对畜禽养殖的集中化模式的大力推行，规模化养殖场粪污处理问题已成为农业环境整治的重要一环，各地方也关于规模化养殖场的粪污处理方面出台了一系列针对性的政策和措施。2022年6 月在农业农村部联合生态环境部印发的《畜禽养殖场（户）粪污处理设施建设技术指南》中明确指出，未来几年畜牧业生产主体结构须持续优化，加速畜禽养殖规模化和智能化发展趋势，同时也强调养殖粪污处理设施建设问题的突出，制约了畜牧业的集约化发展，因此坚持设施与技术工艺结合，生产与生态环境协调，是提升畜牧现代化水平，推行全面标准化生产方式和绿色生态发展的重要方面[1]。本文以畜禽养殖粪污可行的治理及资源化利用技术为基础，对粪污处理设施的建设现状进行了分析，针对问题深入探讨，并提出建议。

1 畜禽粪污处理技术

1.1 固体粪污处理技术

1.1.1 好氧堆肥处理

好氧堆肥是通过好氧微生物对粪污物质进行吸收、氧化以及分解的过程，通常由前处理、发酵、后处理等工序组成。畜禽粪污因本身含水率高、透气性差和碳氮比低等特点，好氧堆肥通常要通过添加作物秸秆等农业废弃物料进行调节至适宜的堆肥启动条件，添加微生物菌剂可加速发酵进程。发酵过程中的温度宜控制在55 ～65 ℃，高温维持时间不得少于7 d，发酵结束时碳氮比不大于20:1，含水率低于35%时，一般可认为堆肥已达到腐熟。

1.1.2 厌氧发酵处理

在厌氧条件下，固体粪污中的有机物质利用厌氧菌发生降解，固体物质发酵生产肥料，而过程中产生沼气的处理方法，具体技术应根据发酵原料的特性和处理目的选择适合的厌氧消化器，设计流量宜按发酵原料最大日平均流量计算。厌氧发酵可减少挥发性有机物的浓度，但堆肥质量与堆体的含水率、pH 值和厌氧菌种密度等条件密切相关，须按照堆肥原料的条件加以控制，否则也影响沼气的产生量。

1.2 液体粪污处理技术

1.2.1 厌氧反应沼气技术

养殖废水经格栅、集水池、固液分离技术等步骤后，可通过厌氧反应生产沼气，沼气经过脱硫、脱水等净化处理后，再通过管道传输和配气系统，根据实际情况应用于居民生产生活用气，包括燃烧、供热和发电等。经固液分离出的沼渣,可及时运送至进行堆肥无害化的场地进行后续处理，或经晒干粉碎后成为饲料添加剂原料，而沼液可作为液态肥,通过管道泵压输送或专用罐车运输至农地还田，可经喷灌、滴灌或渗灌施用。

1.2.2 好氧反应达标排放

好氧反应单元可对固液分离后的部分污水进行混合和调配，确保工艺进水的生化需氧量/化学需氧量(BOD5/COD)≥0.3。常用工艺如序批式活性污泥法（SBR）、氧化沟法、生物膜法、厌氧/好氧（A/O、A2/O）生物处理脱氮除磷工艺等，处理后可直接通过管网排放，或与灌溉水混合还田施用。

2 粪污处理设施建设内容

粪污处理设施建设之前应据养殖污染防治要求和周边环境承载能力，与生产能力、粪污处理利用方式相匹配，并满足“三防”和安全规范，以确保正常运行。

2.1 粪污储存设施

储粪场是养殖场适于饲养畜禽规模所建设的暂时贮存粪便的设施，固体粪污储粪场设施应选在生产区的下风向，靠近污道。进、出粪口要单独设立，并建议配置两个以上，可做到交替使用。贮存设施的容积（S）以可容纳粪便总量（kg）计算，可参考公式：S=(N×QW×D)/pm。式中：N-动物单位存栏数量；QW-每日单位动物产生的粪便量（kg/d）；D-贮存时间（d）；pm-粪便密度（kg/m3）。

液体粪污要建设收集暗沟和管道，并应有一定坡度，便于自然流入沉淀发酵池，收集管道间隔应建设沉淀清理池。

污水储存池用来储存畜禽养殖产生的尿及污水的设施，一般建设3 ～5 级沉淀，设有进污口和清污口，设施位置应在畜禽养殖场生产及生活区常年主导风向的下风向或侧风向处，与各类动能地表水源保持400 m 以上的距离，有效容积应（m3）大于单位畜禽日粪污产生量（m3）×设计存栏总数×贮存周期（d）。设施应防止雨水流入，周围设置排水沟防止径流，且排水沟不得与排污沟并流。

2.2 固体粪污处理设施

堆肥处理设施容积和处理量按照农业部发布的《畜禽规模养殖场粪污资源化利用设施建设规范（试行）》规定执行。干清粪或固液分离后的固体粪便的好氧堆肥主要有条垛式、槽式、发酵仓等技术模式，须配套混合、运输、翻抛、供氧等设备。条垛式堆肥可通过铲车和搅拌机等设备进行堆肥预混和翻堆操作，此外还有基于条垛式的覆膜堆肥模式，即在强制通风的条垛堆体上覆盖功能膜的堆肥技术。槽式堆肥可在发酵槽的侧壁上设轨道，翻堆机在轨道上行走，通过搅拌作用可混匀物料并向堆内充氧。也可在发酵槽底部铺设通风管道，利用风机定时定频供氧。发酵仓的反应器一般由发酵主体、鼓风机、液压系统、除臭系统、动力系统、电力控制柜和终端控制系统等构成。发酵场地应配置防雨及排水系统和防渗防漏设施，以防因地表径流和渗漏造成二次污染。条垛式和槽式的好氧堆肥处理设施投资低，易操作，但有发酵周期长、占用场地大、易产生二次污染等问题，而反应器堆肥虽然大幅缩短了发酵周期，且占地小，产出产品稳定，但也有投资大和后期维护成本高等问题。

2.3 液体粪污处理设施

固液分离后的液体粪污可根据养殖种类、规模和粪污收集方式，以及结合自然地理环境条件因素，以处理后达标排放或利用为目标，选择运行成本较低的处理技术。一般都会配备前置预处理设施，包括用于过滤大块固体物质的格栅，将固液混合物均质化的调节池，用于悬浮物沉淀等的多级沉淀池等。好氧反应一般采用三级沉淀及氧化塘处理，池底配备污水泵和污泥泵。厌氧沼气工程根据不同工艺按串联或并联设计厌氧消化器，沼气生产应配备上料系统和搅拌系统、贮气柜、脱硫塔、气水分离器等，沼液处理应配备输送系统和自动控制系统等进行还田利用[2]。

3 存在问题、建议措施及发展前景

3.1 存在的问题

目前设施投资来源大部分依靠国家财政资金及相关政策进行直补，而经营者建设资金的自筹部分较难，国家及地方的扶持优惠政策落地困难，造成畜禽粪污集中处理设施建设审批难度大，建设工期延后或进度缓慢。现今有机肥市场化运营机制不成熟，种养循环机制不健全，养殖户对粪污利用方面的相关知识较薄弱，部分地方周边原料供应链不畅通，致使实际的设施运行效率大大低于设计的生产能力。因此仅依靠畜禽粪污集中处理中心经营主体去实现粪肥还田利用是不足的。其次，很多畜禽粪污资源化利用基础设施在技术层面尚处在研发试用阶段，有一定的运行问题和技术门槛。另外畜禽粪污集中处理厂在生产过程中会产生噪声、扬尘和恶臭气体等二次污染问题，对员工和周边居民的生活环境造成影响[3]。

3.2 建议措施及发展前景

紧跟国家与地方的最新政策，加强农业、环境和科技管理各部门的协调工作，依据地方的不同条件因地制宜，统筹出台具体指南和意见，围绕畜牧养殖示范点、畜牧业产业园区和规模化养殖场建设，加大对扶持力度，利用财政、税收、信贷等优惠措施，从原料收贮和运输，到还田施用和成品销售各环节进行补贴，完善养殖和种植与社会化服务的产业链，组建完整的技术服务体系，结合先进技术经验，完善创新技术，与中国国情相结合统筹设施的设计建设，提高畜禽粪污处置能力和畜禽粪污综合利用率，开展畜禽粪污资源化利用技术示范点，推广应用具备经济性和适用性的配套设施，发展低成本、易操作、宜推广的典型模式，让更多农民了解粪污处理行业的建设和技术，共同解决畜禽养殖废弃物的处理问题。