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畜禽养殖废弃物资源化利用技术

发布时间:2018-10-10 09:51 信息来源:石林彝族自治县人民政府

畜牧业是农业农村经济的重要支柱,为保障畜产品市场有效供给、促进农民增收做出了重要贡献。近年来,我国畜禽养殖业发展迅速,由于缺乏必要的引导和规划,更多地是自发地单纯地面向市场需求自由发展,导致我国畜禽养殖业布局不合理、种养脱节,部分地区畜禽养殖总量超过环境承载能力,畜禽养殖污染防治设施普遍配套不到位,粪便处理和利用不当就进入循环利用,对水、土壤等环境造成不良影响,导致环境污染。第一次全国污染源普查数据表明,畜禽养殖业化学需氧量COD、总氮、总磷的排放量分别为1268.3万吨、102.5万吨和16万吨,分别占全国总排放量的41.9%、21.7%、37.7%,分别占农业源排放量的96%、38%、56%。畜禽养殖业环境问题已经成为妨碍畜牧产业健康发展的重要因素,畜禽养殖业要实现低碳、绿色、可持续发展、实现产业优化和升级,就必须搞好畜禽养殖废弃物的综合利用。畜禽粪便处理与利用途径多种多样,主要有种养结合、清洁回用、达标排放、集中处理4种模式。畜禽养殖场可因地制宜选择不同模式对畜禽粪便进行处理与综合利用。

一、畜禽粪便资源化利用技术种养结合模式

种养结合是种植业和养殖业相互结合的一种生态模式。养殖业是人与自然物质交换的重要环节,是利用畜禽等已经被人类驯化的动物或野生动物的生理机能,通过人工饲养、繁殖,使其将牧草和饲料等植物能转变为动物能,以取得肉、蛋、奶、皮、毛和药材等畜产品的生产部门。种植业是农业的主要组成部门之一,是利用植物的生活机能,通过人工培育以取得粮食、副食品、饲料和工业原料的社会生产部门。种养结合模式是将畜禽养殖产生的粪便、有机物作为生产加工有机肥的基础,为种植业提供有机肥来源,同时种植业生产的作物又能够给畜禽养殖提供食源的一种有机结合模式。种养结合模式是养殖场(小区)采用干清粪或水泡粪等清粪方式,液体废弃物进行厌氧发酵或多级氧化塘处理后,就近应用于蔬菜、果树、茶园、林木、大田作物等生产。固态经过堆肥后就近或异地用于农田。各地根据当地降雨、水系、地形、粪便养分含量、土壤性质、种植作物特点,集成粪便收集、贮存、无害化处理、粪肥与化肥混施、深施技术和设备,全链条实施粪便养分综合利用计划。通过自有土地或土地流转等方式,促进粪便就地还田,充分利用肥水等资源,实现土地配套、种养平衡,种养结合是土地、种植业、养殖业三位一体的农业生产系统。种养结合模式废污固体部分可堆肥好养发酵生产有机肥,液体部分可作为液体肥料。粪便、污水全量收集,通过养殖场周边农田消纳养殖场产生的废污,为农作物提供有机肥,养分利用率高,处理成本相对较低,适用于周边配套农田充足的养殖场。种养结合有粪污全量还田模式、粪便堆肥利用模式、粪水肥料化利用模式、粪污能源化利用4种模式。

1、粪污全量还田模式:对养殖场产生的粪便、粪水和污水集中收集,全部进入氧化塘贮存,氧化塘分为敞开式和覆膜式两类,粪污通过氧化塘贮存进行无害化处理,在施肥季节进行农田利用。主要优点:粪污收集、处理、贮存设施建设成本低,处理利用费用也较低;粪便、粪水和污水全量收集,养分利用率高。主要不足:粪污贮存周期一般要达到半年以上,需要足够的土地建设氧化塘贮存设施;施肥期较集中,需配套专业化的搅拌设备、施肥机械、农田施用管网等;粪污长距离运输费用高,只能在一定范围内施用。适用范围:适用于猪场水泡粪工艺或奶牛场的自动刮粪回冲工艺,粪污的总固体含量小于15%;需要与粪污养分量相配套的农田。

2、粪便堆肥利用模式:(包括条垛式、槽式、筒仓式、高(低)架发酵床、异位发酵床)以生猪、肉牛、蛋鸡、肉鸡和羊规模养殖场的固体粪便为主,经好氧堆肥无害化处理后,就地农田利用或生产有机肥。主要优点:好氧发酵温度高,粪便无害化处理较彻底,发酵周期短;堆肥处理提高粪便的附加值。主要不足:好氧堆肥过程易产生大量的臭气。

适用范围:适用于只有固体粪便、无污水产生的家禽养殖场或羊场等。

3、粪水肥料化利用模式:养殖场产生的粪水经氧化塘处理储存后,在农田需肥和灌溉期间,将无害化处理的粪水与灌溉用水按照一定的比例混合,进行水肥一体化施用。主要优点:粪水进行氧化塘无害化处理后,为农田提供有机肥水资源,解决粪水处理压力。主要不足:要有一定容积的贮存设施,周边配套一定农田面积;需配套建设粪水输送管网或购置粪水运输车辆。适用范围:适用于周围配套有一定面积农田的畜禽养殖场,在农田作物灌溉施肥期间进行水肥一体化施用。

4、粪污能源化利用模式:(含沼渣、沼液、沼气)以专业生产可再生能源为主要目的,依托专门的畜禽粪污处理企业,收集周边养殖场粪便和粪水,投资建设大型沼气工程,进行厌氧发酵,沼气发电上网或提纯生物天然气,沼渣生产有机肥农田利用,沼液农田利用或深度处理达标排放。主要优点:对养殖场的粪便和粪水集中统一处理,减少小规模养殖场粪污处理设施的投资;专业化运行,能源化利用效率高。主要不足:一次性投资高;能源产品利用难度大;沼液产生量大集中,处理成本较高,需配套后续处理利用工艺。适用范围:适用于大型规模养殖场或养殖密集区,具备沼气发电上网或生物天然气进入管网条件,需要地方政府配套政策予以保障。

二、畜禽粪便资源化利用技术集中处理模式

在养殖密集区,依托规模养殖场粪便处理设备设施或委托专门从事粪便处置的处理中心,对周边养殖场、养殖小区、养殖户的畜禽粪便和废水实行专业收集和运输,并按资源化、无害化要求进行集中处理和综合利用的一种技术模式。

集中处理遵循资源化、减量化、无害化、工艺可靠、综合效益和生态化发展六大原则。集中处理模式根据建设思路分为收集转运型、有机肥生产型、生物质能源型和综合利用型4种。

三、畜禽粪便资源化利用技术清洁回用模式

清洁回用模式是以综合利用和提高资源化利用率为出发点,通过在养殖场(小区)高度集成节水的粪便收集方式(采用机械干清粪、高压冲洗等严格控制生产用水、减少用水)、遮雨防渗的粪便输送贮存方式(场内实行雨污分流、粪水密闭防渗输送)、粪便固液分离、液态粪水深度处理后回用(用于场内粪沟或圈栏冲洗等)和固体干粪资源化利用(堆肥、牛床或发酵床垫料、栽培基质、蘑菇种植、蚯蚓和蝇蛆养殖、碳棒燃料)等处理利用方式,且符合资源化、减量化、无害化原则的粪便资源化利用模式。清洁回用模式有粪便基质化利用模式、粪便垫料化利用模式、粪便饲料化利用模式、粪便燃料化利用模式4种。

1、粪便基质化利用模式:以畜禽粪污、菌渣及农作物秸秆等为原料,进行堆肥发酵,生产基质盘和基质土应用于栽培果菜。主要优点:畜禽粪污、食用菌废弃菌渣、农作物秸秆三者结合,科学循环利用,实现农业生产链零废弃、零污染的生态循环生产,形成一个有机循环农业综合经济体系,提高资源综合利用率。主要不足:生产链较长,精细化技术程度高,要求生产者的整体素质高,培训期实习期较长。

适用范围:该模式既适用大中型生态农业企业,又适合小型农村家庭生态农场,同时适合小型农村家庭农场分工、联合经营。

2、粪便垫料化利用模式:基于奶牛粪便纤维素含量高、质地松软的特点,将奶牛粪污固液分离后,固体粪便进行好氧发酵无害化处理后回用作为牛床垫料,污水贮存后作为肥料进行农田利用。主要优点:牛粪替代沙子和土作为垫料,减少粪污后续处理难度。主要不足:作为垫料如无害化处理不彻底,可能存在一定的生物安全风险。适用范围:适用于规模奶牛场。

3、粪便饲料化利用模式:(主要养殖蚯蚓、蝇蛆、黑水虻等)畜禽养殖过程中的干清粪与蚯蚓、蝇蛆及黑水虻等动物蛋白进行堆肥发酵,生产有机肥用于农业种植,发酵后的蚯蚓、蝇蛆及黑水虻等动物蛋白用于制作饲料等。主要优点:改变了传统利用微生物进行粪便处理的理念,可以实现集约化管理,成本低、资源化效率高,无二次排放及污染,实现生态养殖。主要不足:动物蛋白饲养温度、湿度、养殖环境的透气性要求高,要防止鸟类等天敌的偷食。适用范围:适用于远离城镇,养殖场有闲置土地,周边有农田,农副产品较丰富的中、大规模养殖场。

4、粪便燃料化利用模式:(生物干化、生物质压块燃料)畜禽粪便经过搅拌后脱水加工,进行挤压造粒,生产生物质燃料棒。主要优点:畜禽粪便制成生物质环保燃料,作为替代燃煤生产用燃料,成本比燃煤价格低,减少二氧化碳和二氧化硫排放量。主要不足:粪便脱水干燥能耗较高。适用范围:适用于城市和工业燃煤需求量较大的地区

四、 畜禽粪便资源化利用技术达标排放模式

达标排放模式是在耕地畜禽承载能力有限的区域,大型规模养殖场(小区)采用机械干清粪、干湿分离等节水控污措施,控制粪水产生量和污染物浓度;粪水通过厌氧、好氧生化处理、物化深度处理及氧化塘、人工湿地等自然处理,出水水质达到国家排放标准和总量控制要求,粪水达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001,其中COD低于400mg/L,BOD5低于150mg/L, NH3-N低于80mg/L,TP低于8mg/L)或地方标准后直接排放;固体粪便进行堆肥发酵等方式生产有机肥或复合肥或就近肥料化利用或委托他人进行集中处理。达标排放模式主要适用于在养殖场周边土地紧张、环境无法消纳沼渣沼液,必须将其处理达标后才允许排放的区域。主要优点:粪水深度处理后,实现达标排放;不需要建设大型粪水贮存池,可减少粪污贮存设施的用地。主要不足:粪水处理成本高,大多养殖场难承受。


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