养殖场粪污处理中的生物技术应用

万象王中秋 · 发表于 2016-6-7 09:22:32

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养殖场粪污处理中的生物技术应用

近一段时间，笔者陆续采访了河北保定、衡水、廊坊、石家庄等地的一些规模化鸡场和猪场，许多养殖业同仁都不约而同的提到了粪污处理的话题。这也是形势的必然。从具体的一些养殖场的环评条件看，一些地方对养殖业的排斥和人们环保意识的加强，使得养殖废弃物成了众矢之的，也可以说，迫于环保压力，养殖场粪污处理的问题成了养殖场继续发展下去的“刹车把柄”。而要松开这“把柄”，就必须按养殖业发展的“交通规则”行车，那就是按《环保法》和《畜禽规模养殖污染防治条例》办事。而就养殖业的现状看，使用设备处理粪便，因为资金投入高，维护费用高，再加上缺少简便成熟的技术设备和经验，粪便处理设备的配置和使用比例是很低的，消纳处理粪污的能力明显不足。

据数据显示，每只蛋鸡年排粪36.4公斤，一只成年鸡日均排泄鲜鸡粪100克。鸡粪污染的特点是含水率高，石粉含量高，脱落羽毛多，含氮量高，含纤维素低，粘滞性大，因而处理难度也大。据估测，一个万羽的蛋鸡场，若以每天产粪便一吨计算，每年可产粪便365吨。在规模化养鸡场中每天会排放大量的污水，其中包括生活污水、鸡生产环节中产生的污水，这些污水与粪便混合在一起排出，其数量远超每天一吨。这些混合排泄物含有大量高浓度的有机物与病菌，气味恶臭，蝇蛆滋生，严重污染周边环境。随着养禽业集约化程度的日益提高，一个蛋鸡存栏10万羽或年出栏肉鸡50万羽的养殖场，其粪污对周边环境的负面影响和处理难度是可想而知的。还据测算，一头育肥猪从出生到出栏要排粪850～1050公斤，排尿1200～1300公斤，一个万头猪场一年要产生3万吨粪尿，加上集约化生产冲水，一年要产生废水6～7万吨。这在我国人多地少的国情中是不可忽略不计顺其自然的。

出路何在？笔者在采访中了解到，越来越多的养殖企业寄希望于生物工程技术的更趋成熟，生物技术产品应用的更趋简便。为此，笔者采访了几家相关的从事生物生态技术研究的公司。

据一家公司的专家指出，根据科学定义，“物质不灭”、“能量守恒”，世间任何物质都是在不断的循环转化。人吃植物果实，动物吃根茎叶，人畜粪便还田作为农作物肥料，农作物经自然肥力实现无药残无重金属超标的茁壮成长，这是大自然安排的食物链法则。而生物技术产品的应用正是遵循这种自然法则的体现。

那么，如何利用生物技术来做到养殖场粪污的减量化、无害化、资源化？一位专家介绍说，这主要有两方面：一是在畜禽生理代谢活动的进口（采食）之后与出口（排泄）之前，让生物技术产品参与动物胃肠道的消化吸收过程，增加营养物质的转化率，减除排泄物质的总量和恶臭及蝇蛆滋生的物质基础。就是说由生物制剂在畜禽的消化道里做好粪便的改良改善工作，使得粪便在未排泄之前就达到了部分的减量和无害化。二是在畜禽粪便排泄（出口）之后，利用生物技术产品，在体外环境里将粪便变废为宝，达到绿色环保的资源化利用。

沿着专家的思路和提供的实验场所现场采访，笔者继续探讨，了解到，在生物技术方面，利用有机粪污自身的特点进行生物发酵是可行的办法之一。目前有堆肥发酵、沼气发酵、发酵罐加热发酵等。然而这项技术也有局限性，按理说，鸡粪的处理与利用应该是以鸡粪的现场堆积发酵最现成也最方便。从理论上讲，当堆内温度高于50度时，嗜温微生物逐渐被生活在45～65度的高温菌所取代。所以，最佳温度为55度。此时，有益微生物大量繁殖，最易分解有机物（鸡粪中有20%～25%的未被机体消化的营养物质）并转化成为植物所能吸收的营养腐殖质。，各种病原、寄生虫卵、杂草种子均可被杀死。70度以上时，大多数嗜热性微生物大批死亡、休眠。经高温堆肥处理后的粪便呈棕黄色，质地松软，无特殊臭味，无蚊蝇滋生。但是，猪场、鸡场粪场的现实状况并不能达到这一理想的发酵环境。如果是好氧堆肥，堆肥发酵过程可分为温度上升期、高温持续期与温度下降期3个阶段。这需要有距鸡场、猪场近便的一定面积的硬化场地和棚顶，还要有雨污分流设施，由于粪污是每天源源不断产生的，场地设施的充裕与人工劳力的付出也不可小觑。如果是采用厌氧堆肥，堆肥达到完全腐熟往往要2～3个月时间，周期长，异味浓烈，有些杂质分解不充分。

至于其他方式的畜禽粪便处理，目前的单项技术不少，如固液分离、厌氧发酵、人工湿地等，但许多技术应用效果受地域、季节气候、土地等制约因素的影响并不理想。一时还难于很好的推广。如高床发酵养鸡，是比较可行的方式，但普及推广受制于劳动强度、垫料成本和菌种效果这三大因素。而电动翻耙垫料可减轻劳动强度，但运行费用高，投资大，维护难。就菌种效果说，芽孢杆菌的快速增殖需要较高温度，尤其南方高温多湿环境，发酵床运转过程中温度会上升到50～60℃甚至升至65℃，鸡只伏栖于床架板上很可能导致热应激。再加上温湿度控制、PH值调整、微生物数量和活性检测与补充等难度，不易普及。有的养殖场则是限于资金、技术、场地等限制，有设施设备但消纳粪污能力很弱。如，猪场按每3头猪配套1立方米沼气池计算，300头猪场应有沼气池90立米，而实际上，这些猪场300头猪大多只有30立米的沼气池配置。

选用适用经济的生物技术模式是养殖业迫切需要的，但受制因素多，不简便，目前是个难题。而就生物产品说，方法和制剂也很多，但效果好、无副作用、无残留的被饲料厂、养殖场广泛应用的则寥寥无几。

接下来，有位生物技术专家提到了复合生物菌和微生态净水调节剂。据专家的解释，复合生物菌的优势在于，它是由复合微生物菌种，经特殊培养基达到菌群协调的一种即时扩增型生物活性制剂。主要由植物芽杆菌、嗜酸杆菌、乳酸片球菌、粪链球菌、枯草芽孢杆菌等组成，总活菌数达30～50亿每毫升。进入消化道后，嗜酸杆菌与芽孢肝菌互相协调，发挥作用。芽孢肝菌等需氧菌制造厌氧环境把胃肠道的氧耗掉，而有害菌大部分是需氧的，这根据生物夺氧学，把好氧的有害菌杀死，此时，厌氧的乳酸杆菌迅速生长，定植站位，产酸。根据站位学说，排挤有害菌，成为优胜菌。产生乳酸，降低PH值，促进蛋白质、钙、磷、维生素的吸收。血钙、血磷浓度上升，从而提高饲料转化效率，促进动物生长。同时，酵母菌等在肠道里还产生大量营养物质，供机体吸收。这一过程正是保障机体消化道健康——也保障了机体最大的免疫器官肠道分泌免疫球蛋白的功能不减不衰；从而整体提供畜禽抗病力的过程。众所周知，畜禽的大多数患病都会伴随着粪便的腥臭稀软异味强烈，提高畜禽抗病力也就减少了发病几率，进而减少了粪便的劣质化。所以，生物制剂参与消化道功能的过程又正是粪便成分、性状、质地、数量发生改变的过程。因此，使用方便菌可以显著改善粪便的恶臭与遏制蝇蛆滋生，减低排泄总量。

谈到鸡场、猪场的污水的处理，有位专家说，对于一个养殖场来说，比较经济实用的方法就是尽量降低污水的产生，如限制用大量水冲刷鸡舍、猪舍，减少地表降水流入粪池等。但现实条件所限，不少养殖场的粪污处理设施、设备的质量、结构、布局、使用效率和使用年限都不尽人意。有的如沼气设备还有安全隐患和二次污染、维护困难问题等。但利用生物技术产品如微生态净水调节剂，再加由专家提供设计的三级粪污处理消化沉淀池的工艺流程，就可以将鸡粪、猪粪通过污水池经沉淀过滤后产生肥力水液体，用以种植生产大量的藻类植物，靠水生植物的吸附降解来处理沉淀池里的粪污，在一些地方的试验中，每亩污水面积一昼夜可产一吨的藻类植物。这些藻类植物可以用来喂猪、喂鸡，污水可以经过滤重复使用，使污水进入循环利用环节。

对此，笔者也有同感，养殖场粪污处理的减量、无害、资源化已经是大势所趋。从宏观看，今后国家政策的导向是，经过全行业共同努力，力争2020年规模养殖场配套建设粪污处理设施比例达75%以上，规模化养殖场粪便和污水处理利用率分别达到90%和60%以上，畜禽粪污基本实现资源化利用。这样的宏观指导性政策势必会有具体的指令性措施来配套；这种配套包括了局部地区的限养、禁养、适度规模饲养、重要水源地和旅游地的养殖场强拆等。对不在强拆、禁养之列的，则规定了严格的粪污处理标准和监督检查与惩罚细目。所以，经营养殖场势必配套粪污的环保处理是跳不过去的空白，绕不过去的红灯。从具体的养殖场鸡场周边的空气质量看，绝不是1000米的距离间隔所能隔离化解的了的。况且，由我国地形复杂多样，地势西高东低逐级下降和冬季多刮西北季风，夏季多刮东南季风看；为防止大气传播而提出的所谓的养殖场建设要选择上风口——粪污场要在下风口一说，也只能是局部微环境的，随季节变化的，不可靠的甚至是心理安慰式的。位处于居民区的所谓安全距离更是相对的。鸡的粪便产生的难闻的气体，不仅会污染空气影响人居环境，同时鸡舍周边因空气质量差，通风换气本身也是不良空气质量的微循环，大量有害气体，如氨、甲烷、硫化铵、粪臭素等，还有鸡场、猪场排出的粪便中的一些病原微生物、寄生虫虫卵以及滋生的蚊蝇密布于养殖场四周，仍会经由进风口返回鸡舍、猪舍里去。还有业内专家指出，鸡粪、猪粪中富含的有机物及病原体腐败分解、磷的富营养化作用及病原微生物的繁殖都会对水体造成污染。而这污染不单指地表水，有毒、有害成分还易渗入到地下水中，严重污染地下水。此外，从鸡场、猪场排出的高浓度污水若长期用于灌溉，会使农作物出现倒伏、晚熟或不熟现象，造成减产，同时使土壤质量下降。

据行业统计，全国每年产生38亿吨畜禽粪污，综合利用率仅50%。国家政策导向的目标是争取有效利用率提高到70%。然而，这需要大量的资金投入和成熟的技术规范和标准，目前，只有德清原、圣农这样的大型养殖企业，可以通过鸡粪的发电处理来解决鸡场粪便的问题。还有一些大型的养猪、养牛企业投入大量资金配置了高科技水平的粪污处理设备，可以解决本场有限范围内的污染问题。但因为投入巨大和场地、位置的限制，中小型养殖企业大多并不具备这样的条件。也有的企业如大午公司通过生物菌发酵的方式来处理粪便，制成有机肥，但也是为数不多的企业在应用。所以，对于养殖业的大多数来说，使用粪污处理设施设备，由于投资和运行成本高、维护费用高，技术和经验不够丰富，还远未达到普遍低廉高效，就只能是“望粪兴叹了”。由此，笔者以为，养殖场采用生物技术产品处理粪污既可以解环保压力的燃眉之急，又可以达到成本低廉，简便易行的普及目标，值得大力推广。相信这一技术也会在推广实践中进一步完善成熟。