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乡村畜禽养殖粪污资源化应用研究

2019/08/15 阅读:

摘要:文章主要针对畜禽养殖废弃物的概念、畜牧养殖污染危害、畜禽粪便污染物资源利用现状、畜禽液体粪污资源化利用及绥宁县畜禽水产养殖限养区和适养区整治方案进行论述。

关键词:乡村;畜禽;粪污资源

1畜禽养殖废弃物

畜禽养殖废弃物主要是农业废弃物。最初农业废弃物主要指农、林、牧和渔业生产过程中产生的动物类、农村生活垃圾、加工类和植物类等有机废弃物。随着社会发展,将残留重金属和兽药、过量的农药和化肥及废弃的农膜也都归为农业废弃物,被饲料化、基质化、能源化和肥料化的一般只有部分有机废弃物[1-2]。而在畜禽养殖过程中产生的污水、废饲料、粪便、动物皮毛和病死畜禽等副产物被称为畜禽养殖废弃物[3]。

2畜牧养殖污染危害

水产养殖污染、种植业污染和畜禽业污染3种生产类型产生的污染源是农业污染的主要组成部分。水产养殖中主要污染物为氮、磷、COD及药物残留和水产粪便等,过量的饲料和药物使用及水产品自身的排泄物等是主要污染源,会造成水产品质量下降和水体污染[4]。种植业中使用的农药和化肥残留下过量的磷和氮元素,会改变土壤理化性质、地下水和植物体内硝酸盐含量增加及地表水富营养化等[5-6]。畜禽废水不合理排放是造成水体富营养化的重要原因之一,长时间的废水沉积,会渗透到地下水中,污染地下水[7]。如果污染物排放超出环境承载能力,就会对水体、土壤、大气和人类身体健康造成危害。

2.1水体危害

畜禽废水与工业废水不同,是通过地表径流汇入地表水或经过土壤渗透入地下,而非直接排放的方式。大量的氮、磷、难降解有机物、大肠杆菌、悬浮物、抗生素和重金属存留在畜禽废水中,使水体富营养化,水质恶化,溶氧量降低,pH升高,BOD和COD指标超出正常值范畴,造成水中动植物死亡,造成恶性循环[8]。

2.2大气危害

畜禽养殖场产生的携带微生物和可吸入颗粒物的有害气体,会造成大气污染。像固液分离车间扬尘、供暖设施烟气、饲料车间粉尘和员工生活产生的油烟、煤烟等都是可吸入颗粒物的主要来源。气体种类主要有氨气、甲烷、硫化物、氮氧化物、苯酚和二氧化硫,还有厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸、吲哚类气体、尸胺、腐胺、氨基酸分解物和挥发性烃类物质[9]。其中氨气和硫化物会对人畜呼吸道黏膜造成刺激,还有造成温室效应的主要气体甲烷,这些气体长期存在,会引发多种呼吸道疾病,损害人体健康,影响畜禽生长和居民生活质量[10]。

2.3对人畜健康的影响

畜禽废水携带了大量致病蛔虫卵、致病微生物和蚊蝇虫卵等,可生化性强,有机负荷高,水溶氧低,是病害合适的载体,会对环境造成微生物和大量繁殖及传播疾病。根据联合国粮农组(FAO)和世界卫生组织(WTO)的数据表明,世界上共有250种人兽共患病,26种通过牛传播,约90多种人兽共患病已经在中国有明确的记录。在一些发展中国家,畜禽粪便是致病性疾病的来源,像隐孢子虫病和贾第虫病,规模化厌氧发酵中通常用在畜禽粪便资源利用,而造成疾病在肥料中传播的原因,往往跟挥发性脂肪酸和温度的差异有关[11]。

3畜禽粪便污染物资源利用现状

3.1畜禽粪便生产现状

随着我国畜禽养殖行业的迅猛发展,预测2005—2030年中国鸡、猪等畜禽产品产量增长2.5倍。粪便产生量随之增加,2009年调查显示,中国畜禽养殖业粪便排放鲜重为32.64×108t,2020年鲜重将达到42.44×108t[12-13]。如果这些畜禽粪便随意堆置,将对水源、空气、土壤等造成严重影响。其产生大量的含氮化合物、含硫化合物、芳香族物质和挥发性脂肪酸等恶臭气体,造成严重的空气污染,人类身体健康将受到很大影响。饲料中添加大量的锌、铜、砷和镉等重金属元素,残留在粪便中导致重金属超标,未被利用的大部分重金属进入土壤中很难被清除掉。土壤中长期施用抗生素,会增加抗生素的抗性,将严重影响土壤健康。2010年我国畜禽排放的化学需氧量和氨氮量占排放量的45%和25%,雨水将未被处理的畜禽粪便冲刷进入河道,造成河水水源污染和富营养化等问题[14]。鸡粪、猪粪、羊粪和牛粪等4种粪便占畜禽粪便年排放总量的96.5%[12]。2010年我国进行粪肥养分进行数据分析,其中总K2O含量为10.36×106t,总氮含量为16.42×106t,总P2O5含量为12.28×106t,此外,还有其他微量元素[15]。但若合理利用粪肥资源,必会带来巨大的经济效益。

3.2畜禽粪便资源化利用

3.2.1饲料化鸡粪中含有未被利用的矿物质、粗蛋白质、维生素、粗脂肪和纤维素等营养成分,是由于鸡的肠道较短,未来得及消化吸收,经过加工后可以饲喂羊、猪和牛等[16]。分析法、直接喂养、发酵法和干燥法等是畜禽粪便饲料化主要利用方法[17]。但鸡粪必须经过膨化和高温等方法进行无害化处理后才能作为其他动物的饲料,是由于粪便中含有大量的重金属和病原菌等[18]。

3.2.2肥料化蚯蚓处理、直接还田和腐熟堆肥等为畜禽粪便利用的方法。传统畜禽粪便的利用方法是直接还田,2010年家禽粪便还田率为68.7%,生猪粪便还田率为86.78%[19]。未经过处理的粪便中含病原菌、杂草种子和病虫卵等有害物质及操作费力,水量较大,使用不便,施入土壤后产生“后遗症”较大,长期直接还田会降低土壤质量,破坏土壤生态,会影响农作物生产,还田还是需要提前进行资源化处理[17]。较为合理的处理畜禽粪便的方法是腐熟堆肥,对畜禽粪便进行性状调控是添加一定比例的辅料,同时为杀灭杂草种子和病虫卵等,添加微生物菌种进行高温发酵,生成性状稳定的微生物牛粪堆肥。其可改善土壤环境,为大田提供作物养分。研究显示,将滤泥转变为土壤肥料的处理技术——蚯蚓堆肥一种环保和生态的处理方法[20]。3.2.3能源化燃烧产热和厌氧发酵等是畜禽粪便能源化的主要途径。其中厌氧发酵产生的沼气是处理畜禽粪便的一种有效途径[21]。有研究表明,2009年我国可利用畜禽粪便产生沼气为1198.44亿m3,所以,残留的沼渣沼液可再次作为肥料被利用[12],目前我国畜禽粪便厌氧发酵技术已经非常成熟。

4畜禽液体粪污资源化利用

4.1液体粪污生产现状

随着我国养殖业迅猛发展,我国产生粪污约33亿t•年-1,主要是牛粪和猪粪。畜禽粪尿中含有钾、氮和磷等常量元素及锰、锌、铁、钙和铜等微量营养元素,且沼液中的养分多为速效态,易被植物体吸收利用[2.2]。因此,无公害化处理畜禽粪污对实现农业安全高效发展具有重要意义。

4.2液体粪污资源化利用

我国处理畜禽粪污的主要途径之一是固液分离,牛粪堆肥是固体部分产生的,沼气和沼液是液体厌氧发酵产生的[23]。目前,高附加值开发和低成本资源化利用等是沼液利用的主要途径。

5绥宁县畜禽水产养殖限养区和适养区整治方案

为进一步加快绥宁县畜禽水产规模养殖场环境污染综合治理工作,促进绥宁县畜牧水产业健康持续发展,保护生态环境,根据《中华人民共和国畜牧法》《中华人民共和国渔业法》《畜禽规模养殖污染防治条列》等相关法律法规和《绥宁县人民政府关于划分畜禽养殖业禁养区、限养区的通告》(绥政通[2017]1号)要求,结合绥宁县实际,制定本方案。

5.1整治对象

绥宁县限养区、适养区内生猪年存栏50头、牛年存栏20头、羊年存栏>100头和鸡、鸭、鹅年存栏>1000羽的养殖大户和规模养殖场,河流网箱养鱼户。

5.2整治要求

限养区和适养区内畜禽养殖场要完善污染治理设施,办理相关环保手续,并做好畜禽养殖登记备案;排放经过处理的畜禽养殖废弃物,应当符合国家和地方规定的污染物排放标准和总量控制指标。畜禽养殖场污染防治设施要经过有审批权的环境保护主管部门验收合格,向县环保部门办理排污申报登记。实行雨污分流。改造养殖场排水系统,实行雨水和污水分流排放,栏舍外围的排粪沟一律用暗管道入生化池,PVC管要求埋入地下,没有条件下埋的,改用玻璃纤维管道,以确保栏舍周边清洁卫生和管道使用年限,从而实现排污减量化。建干粪棚。建设与养殖规模相适应的干粪棚,水泥硬化地面,防止粪水渗漏、外溢。池上增设防雨棚;粪便实行以干清为主,做到干湿分离,集中堆积发酵,以达到污物减量化的要求。建多级生化池。养殖场按最大养殖量建造多级生化池,必须做好生化池相应的防渗密封措施,污水由管道导入生化池,经生化处理后排出上层液体,底部沉淀则通过堆积发酵成为可利用的肥料,用于农业生产。种养结合。鼓励养殖户种植水稻、果树、蔬菜,经无害化处理的粪水用于农田、果园、菜地当有机肥使用。限养区内网养鱼户未经许可不得扩大生产规模。没有通过环境治理的养殖场,要限期退养。

5.3整治步骤

清查摸底。由县畜牧水产局对全县辖区内规模养殖场进行全面清查摸底、做好登记汇总。核查备案。由县畜禽水产养殖污染综合治理工作领导小组对各养殖场进行核查,提出整改意见,对限养区的养殖场按照要求进行整改,分别下达整改通知书,并于限定日期前完成整改工作。核查验收。各乡镇辖区内养殖场(户)全部完成限养适养整治任务后,报县畜禽水产养殖污染综合治理工作领导小组验收;领导小组接到申请后,应及时组织财政、安监环保、畜牧、乡镇等部门现场验收。发放补助。核查验收人员按补偿标准造册,经畜禽水产养殖污染综合治理工作领导小组审批后按程序发放。建章立制。加大监管养殖场的力度,确保粪污处理设施运转正常,杜绝漏排偷排;新建养殖场必须经过国土、安监环保、畜牧等部门备案审批,配套建设粪污处理设施,办理动物防疫条件合格证后方可投产;建立常态化监管机制,对存在违法行为的养殖场移交相关部门处理。

5.4补助政策畜禽规模

养殖场(户)限期建设与养殖规模相匹配的治理设施,按照“企业主体、政府引导、先建后补、以奖代补”原则,经验收合格予以一定补助。补助标准为:贮粪棚按建筑面积补助180元•m-2,沉淀池、生化池补助300元•m-2。

作者:李新华 杨锐 杨云 韩奇鹏 单位:邵阳市绥宁县畜牧兽医水产局

乡村畜禽养殖粪污资源化应用研究

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