规模化猪场粪污处理技术研究进展_汪善锋

第25卷第1期家畜生态Vol.25No.12004年2月EcologyofDomesticAnimalFeb.2004规模化猪场粪污处理技术研究进展汪善锋,陈安国,汪海峰(浙江大学动物科学学院,浙江杭州310029)[摘要]我国规模化猪场的兴起与粪污处理的相对滞后,使养殖业对环境的污染日益严重,畜牧场的污染问题已越来越受到人们的关注和重视。通过营养调控的方式可以提高动物对养分利用率,从而减少动物代谢废物的排泄量,但动物的粪污排泄量仍大大超出环境的承受能力,因此必须加强猪场废弃物和污水的综合治理。本文就国内外粪污处理技术和(粪)污水处理的工艺等方面研究近况作一综述。[关键词]规模化猪场;粪污;污水;处理技术;再利用[中图分类号]S811.5[文献标识码]A[文章编号]1004-5228(2003)01-0049-06随着规模化猪场的兴起和粪污处理的相对落后,畜粪对环境的污染日益严重,治理畜粪公害已成为当前畜牧业发展中迫切需要解决的一个重大问题。通过科学饲养管理可以减少粪污量和减轻畜粪对环境的污染,例如合成氨基酸、酶制剂、有机微量元素、微生态制剂、酸化剂以及除臭剂等添加剂的使用,饲料生产加工工艺的改进,阶段性的饲养技术等等。但要从根本上解决粪污染问题,必须加强综合治理。本文就从粪污处理现状和污水处理工艺等方面做一综述。1粪便处理和再利用现状家畜粪便是一个严重的污染源,如不经妥善处理即排入环境,可对地表水、地下水、土壤和空气造成严重污染,并危及畜禽本身和人体的健康。同时,粪便中含有大量的氮、磷等营养物质,是宝贵的资源。通过一定的技术处理,将粪便由废弃物变成资源(农业的肥料、饲料和燃料等)。1.1用作肥料数千年来,广大人民一直把畜粪用作保持和提高土壤肥力的主要肥源。公元前400年,赞诺芬(Xenophon)就谈到过粪肥的重要性。随着科学技术的进步,畜粪的处理技术水平也不断提高。畜禽粪便经发酵后就地还田,是减轻环境污染、充分利用农业资源最经济有效的措施。但容易受季节和人民意愿的影响,也受土地吸纳量稳定性的制约,而且分散运出的粪肥易渗漏外泻,造成二次污染,因此比较难适用于大规模、集约化的养殖场。随着集约化养殖场的兴起和发展,畜禽粪便也日益集中,在一些地区已兴建了一批畜禽有机肥生产厂。采用的方法有厌氧发酵法、快速烘干法、微波法、膨化法、充氧动态发酵法等。尽管畜禽粪便是有效的有机肥,但从目前利用来看还很不乐观。主要原因:一是由于我国农业化学的进步,很多地方化肥的使用取代了传统的有机肥;二是养殖业和种植业的脱节,使得畜禽粪便的利用率极低。1.2用作饲料Mellullunis(1922)提出了以动物粪便为饲料营养成份的观点;继而Moelroy和Goss(1940),Hamvonol(1942),Botsed(1943)进行了深入细致的研究。一致认为粪便中的氮素、矿物质、纤维素等能作为取代饲料中某些营养成分的物质。猪粪中含粗蛋白3%～5%、粗纤维14.8%、钙2.72%、磷2.13%(张文龙,2001),可用作非常规饲料生产。吉林省稷丰生物工程有限公司等单位合作研究开发的“稷维菌素生物饲料发酵剂”已在稷丰猪场实际应用,不仅能显著降低猪场臭味,而且有利于猪只健康和降低饲料成本。畜禽粪便既含丰富的营养成分,但又是有害物(如病原微生物、有毒金属、药物和激素等)的潜在来[收稿日期]2003-01-20[作者简介]汪善锋(1976-),男,安徽怀宁人,硕士研究生,研究方向:动物营养与环境学。源。1967年美国曾限制使用畜禽粪便饲料。但是大量的实验和研究表明,经过适当处理、禁用治疗期的粪便和在动物屠宰前减少或停用粪便饲料,畜禽粪便作为饲料不仅是安全的,而且其效益也是可观。粪便饲料化的方法很多,主要有干燥(自然干燥、高温快速干燥、烘干法)、青贮、需氧发酵、固液分离和膨化制粒等。1.3用作燃料Gayon(1884)在35℃下处理动物粪便获得了沼气。Camovon(1895)用化粪池(Septictank)处理粪便,把产生的沼气用于采暖和照明。利用厌氧发酵或沼气池处理粪便,产生沼气、沼渣和沼液。沼气用作燃料,沼渣、沼液用于肥田、喂鱼和养蚯蚓等,从而使粪尿资源化、肥料化和饲料化。目前流行的粪污处理方式是普通消化池等传统厌氧技术,如图1所示。普通消化池技术的缺陷主要有:(1)消化池内两大类微生物(产酸菌和产甲烷菌)均不在最佳的环境条件下生存,因此各自的活性都受到限制;(2)反应器内微生物浓度较低,所允许的有机物负荷较低,粪污的停留时间较长,一般需要30～60d,因此消化池的体积较大;(3)产沼气量低,处理后的出水污染物的浓度仍然很高;(4)消化池虽然能生产沼气,但由于微生物的浓度低,因此单位池容的处理量也就无法提高。其缺陷存在的最直接原因是:(1)无法将水力停留时间和微