规模化猪场粪污无害化处理技术

肉类食品网 http://www.meat360.cn 2024/4/29 7:11:47 关注：273 评论： 我要投稿

  规模化猪场粪污无害化处理技术
  苏涛龙
  （甘肃省正宁县正宁动物疫病预防控制中心，甘肃 正宁 745300）

  近年来，随着猪肉需求量的增多，养猪场逐渐趋于规模化养殖发展，养殖规模模扩大必然会引起粪污排放的增多。研究统计，一个年产猪量一万头左右的猪场，粪污排放量达到了3万 t以上，一些地方的中小型猪场，其技术水平、资金支持等各方面与大型猪场有一定的差距，更加容易忽视对粪污的处理。粪污中含有的饲料添加剂残留、药物残留以及一些微生物等，会对周边水源造成严重污染，影响水源下游居民、畜禽的健康。粪污处理不当，也会造成蚊虫增多和病菌传播，粪污被微生物分解后会产生大量的氨气和乙醛等有害气体，对猪场周边空气和环境造成危害。因此，养殖户在保证养殖效益和生产水平的前提下，应当妥善做好猪场的粪污无害化处理工作。随着我国对环境保护和污染治理等方面的工作越来越重视，各养殖场也开始将粪污处理作为工作关键，力求将有害物质变成可再次利用的有用资源，实现养殖业的可持续循环发展。文章将重点阐述一些规模化猪场粪污无害化处理的关键技术，为实现畜禽养殖污染防治和环境保护提供理论支撑。
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  猪舍设计与舍内环境控制
  INTRODUCE
  粪污无害化处理技术不仅要靠新技术，同时也要做好猪场的基础工作，包括猪场的选址、场地建设规划和猪场环境的控制。猪场选址尽量远离居民区，且位于水源下游。粪污处理区应与生产区保持一定的距离，位于生产区的下风处最佳。猪舍内和粪污处理区的地面要做好防下渗措施，可以选择混凝土地面，避免粪污液体向下渗透，造成地下水质污染。设置排污沟，污水可以通过排污沟流向粪污处理区，需要注意排污沟的设计，与雨水分离，产床和保育猪舍的地面与排污沟落差保持在5～6 cm，育肥猪舍地面与排污沟落差保持在3～5 cm，如此可以使尿液等污水顺利流入排污沟中。猪舍内要根据季节和天气的变化，合理调节舍内温度、湿度以及通风情况，保证猪群保持适宜的生活环境。饲料可以选择健康减排型的饲料，相较高蛋白饲料和高磷饲料，不仅可以保证猪群健康，也会有效提高猪饲料的利用率，减少排泄物中的有机物成分，降低舍内由于粪污产生的有害气体的产出量。病死猪尽量采用焚烧的处理方式，可以有效防止病菌传播。
  除了做好猪舍基础管理工作，一些规模化猪场粪污无害化处理关键技术对于实现畜禽养殖污染防治和环境保护也相当重要。猪粪的质地比较细软，成分也较为复杂，含有脂肪类、粗蛋白、纤维素、有机酸和无机盐等等，分解比较慢，但分解后释放出的物质可作为养分，适合做基肥。近年来比较流行的处理技术包括水冲粪和干清粪技术、猪粪堆肥化技术、制沼气和异位发酵床处理技术，关于这些技术的具体措施和要点将在下文进行详细阐述。一些国家采用水冲粪技术，利用发酵罐或发酵池进行发酵后使用，干清粪则可以利用土壤层对猪粪进行自行发酵，比较便捷，节约成本。经过发酵处理的猪粪主要可用于还田，对于改良土壤、提高果蔬等农业产品的产量和质量有重要的作用。沼气则是一种新型能源，可发电、照明，作为燃料，能有效做到变废为宝。
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  清粪工艺
  INTRODUCE
  2.1 水冲粪
  水冲粪技术是上世纪我国规模化猪场从国外引进的主要粪污处理技术，其方法是用高压水枪或者水喷头等，将猪舍内排放的粪便、尿液、污水混合冲入排污沟，由排污沟排出后进入贮粪池再进行后续处理。这种方法可以做到粪污的及时清理，劳动强度小，工艺简单，可以节约人力成本，并且在短时间内使猪舍内保持较为良好的环境，保证舍内卫生。但是该方法耗水量太大，据统计，一个年产一万头左右的猪场，用来冲粪的耗水量达到了7～8万m3，贮粪池中的污水量也较多，对污水的处理成本随之加大。即使后续采用固液分离的方法处理，但是大部分有机物质和微量元素还是会残留在污水中，固态基质中的有机物流失严重，作为有机肥养分太低，对果蔬种植的价值不高。
  2.2 水泡粪
  水泡粪工艺是由水冲粪工艺演化而来的，猪舍采用全漏缝地板，地板下设计贮粪池，池中提前注入适量的水，然后将漏缝地板收集到的猪粪、尿液和污水等与水泡在一起1～2个月，待贮粪池满了之后，打开闸门，使粪污顺着排污沟流入粪污处理区。整个过程不需要对粪便进行冲洗，节约了大量用水。然后再经过干湿分离和后续发酵等方法，将固态粪便用于肥料，液体用于氧化塘处理或沼气池使用。水泡粪工艺生产效率高，全部依靠自动化作业，不仅可以节约人力成本，也避免了养殖人员直接跟生猪接触，减少病菌传播。同时，猪粪泡在水中的时间久了，可以有效溶解掉一部分的混合气体，有利于保护空气环境。但是也存在一定的缺点，粪污在舍内停留的时间过长，产生厌氧发酵，破坏舍内的空气环境，产生大量恶臭且对生猪和人体有害的气体，对生猪和养殖人员的健康造成一定的威胁。
  2.3 干清粪
  干清粪工艺的主要方法是在猪舍地面设计全漏或者半漏水泥地面，底下设有斜坡，粪便通过漏缝落到斜坡上，停留3～5 d后，固态粪便停留在斜坡上，使用刮粪机器或者人工刮粪，将其收集至粪污处理处统一处理，污水等顺着斜坡流下去，通过排污沟流出后处理。干清粪工艺同样可以做到快速有效地清理猪舍内粪便，且设备简单，不仅可以减少用水，也可以有效避免粪便自行发酵产生的恶臭气味，保持舍内环境良好。固态粪便的营养价值不易流失，作为有机肥料肥效更好。
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  堆肥化技术
  INTRODUCE
  猪的排泄物中含有一些营养物质，比如氮磷等，可用于一些复合肥的合成。因此，利用堆肥化技术使猪场粪污变废为宝是规模化猪场处理粪污的主要方法之一。堆肥化技术的第一步就是利用离心设备对粪污进行离心处理，实现粪污中的固体物质和液体分离，合理利用。其中，固态粪渣可以通过干燥灭菌之后，作为颗粒饲料的原料，也可在利用稻壳、干草和木屑等进行堆积发酵后制作有机肥料，种植果树和蔬菜类。污水中基本没有什么营养物质，可以利用污水净化塘对其净化后，用于鱼虾的养殖，也可引入沼气池发酵产生沼气，或者直接对果园和菜园进行灌溉。
  堆肥化技术的主要过程是以干稻草、谷壳等作为堆肥的调理物，干湿分离的干猪粪作为堆肥基质，将调理物与猪粪充分混匀后，向其中加入微生物、稀尿素溶液等调理物，使堆肥的氮磷比例保持在1：30左右，有利于后续发酵。发酵前1～2 d，粪团比较多，臭味比较浓，发酵不均匀，主要呈黄褐色，3 d以后，开始转为黑褐色，稻草和谷壳等开始腐烂，有时候可以很明显地看到灰白色的菌丝。发酵温度最好控制在50～55℃左右，5～7 d后，可以有效杀灭一些有害病菌和粪便中的蛔虫。堆肥化技术基本可以达到国家粪便无害化处理卫生标准，其主要优势是操作简单，并且投入少，对猪粪进行资源再生利用，是养猪场污粪治理的有效手段，其缺点是周期较长，占用的场地太大，不能实现连续生产，因此养猪场应该根据自身的实际情况，合理选择污粪处理方式和场地。
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  异位发酵床处理技术
  INTRODUCE
  异位发酵床处理技术是集合粪污无害化处理和资源化利用为一体的技术，主要原理是利用发酵床、翻抛工具和集污池等设备，然后使用一些稳定的、活性强大的微生物复合菌，同样是通过高温发酵，将猪粪转化为有机肥料，为果蔬等的种植提供养分。该项技术不对外排污，也不会招惹蚊虫，投资成本较少，占地面积也小，操作简单便捷，可以有效实现粪污的变废为宝，对推动健康养殖和畜牧业绿色发展起到重要的促进作用。
  异位发酵床处理技术无需对原始圈舍进行改造，只需在舍外地势较低、距离较近的地方设置合理的发酵设备即可，养殖动物无需与发酵床接触，有效避免病菌的传播。发酵床的大小要根据养殖场规模合理设计，但其高度不应超过2 m。发酵温度一般设置在60℃左右，发酵时间为48 h。该项技术的主要流程是将粪污集中在集污池中进行搅拌，通过喷淋装置和翻抛设备，将粪污均匀有序地喷洒在提前准备好的发酵床的垫料上，每30 kg的粪污需要1 m3左右的垫料，垫料材质一般选择玉米秸秆、谷壳或者锯末，加入耐高温的微生物复合菌，让垫料、菌群和粪污完全混匀，由此可充分发酵，过程中可以按照猪场实际的消耗对垫料进行补给。猪粪中的粗脂肪、粗蛋白和尿素、淀粉等降解为腐基质、水、CO2和O2，粪污臭味消除，水分蒸发之后为有机肥料。
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  沼气池及生物处理法
  INTRODUCE
  沼气池是一个用水泥、不锈钢板、砖块等修建而成的圆柱体或立方体的池子，因为要进行厌氧发酵，所以池子需要有很好的密闭性，不能漏气，沼气池要设置三个口，包括一个出渣口，一个出水口和池子顶部的出沼气口。沼气池处理模式是指将固液分离后的液体排入沼气池，在适宜的温度、湿度和酸碱度的厌氧环境中，通过微生物发酵，可以产生沼气，沼气是一种可燃气体，主要成分是甲烷、一氧化碳、二氧化碳和氢气，沼气通过脱硫和增压等处理，可用作燃气或者用以发电。如果想要加快发酵速度，也可以在发酵池中添加垫料，或者设计搅拌器，产生更多的沼气菌使发酵更加均匀彻底。沼气池处理不仅可以使粪污变废为宝，节省燃料，也可以杀死粪污中大量的寄生虫和病毒微生物，保护环境的同时阻断病菌传播。目前比较常见和先进的沼气池有移动式沼气箱和气囊式沼气池。
  生物处理法是目前比较流行的粪污无害化处理方法之一，主要是利用蚯蚓，使猪粪污转化为具有更高营养价值的蚯蚓粪。首先，原理是在淀粉酶、纤维酶、蛋白酶、脂肪酶等各种酶类的作用下，以及合适的氮磷比例，利用蚯蚓的消化系统，将粪污转化成为可被蚯蚓吸收利用的营养成分，以蚯蚓为中介产下的蚯蚓粪，具有很高的营养价值，可以用作饲料或有机肥生产的原料。数据研究显示，1 kg蚯蚓可以在48 h内分解转化1 kg的猪粪污，是有效、科学解决养猪场粪污问题的绿色通道。
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  小结
  INTRODUCE
  养殖粪污处理技术对猪场工作的可持续发展具有重要推动作用。随着全球环境问题的不断加剧，以及对食品安全和农产品环保质量要求的提高，猪场必须转变发展模式，加强环境保护和资源可持续利用。采用先进的养殖粪污处理技术，可以有效解决粪污处理问题，提高猪场的环保形象和竞争力，推动猪场向生态友好型、可持续发展的方向转变。