畜禽养殖废弃物无害化处理技术及其应用

２．２．３
致病菌和虫卵。Ｃ６ｔ６等［２２发现在２０℃条件下厌氧发
酵处理猪场废水，水力停留时间２０ ｄ，大肠菌和大肠
杆菌计数分别减少９７．９４％一１００％和９９．６７％～１００％。
表１畜禽粪便中营养物质含量【２
养殖废水也有较大污染性质，根据养殖种类不 同，污染特性也有较大差别，但生化需氧量（ＢＯＤ） 和化学需氧量（ｃＯＤ）可分别高达２
５ ０００～２０ ０００ ０００～８ ０００
ｍ∥Ｌ、
ｍｇ／Ｌ［３］。环保部门检测表明：畜禽养殖
废水的ＣＯＤ超标５０～６０倍，ＢＯＤ超标７０～８０倍¨］。 由此可见，畜禽养殖废弃物是集可利用物质和污
收稿日期：２０１６—１０—２６；修回日期：２０１６—１２—０ｌ 基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１５ＢＡＬ０４８０２）
作者简介：王毅琪（１９８７一），女，工程师，主要从事有机废弃物处置与利用研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｉｑｉｘｌ＠１６３．ｃｏｍ
｝通讯作者：陈灏（１９６４一），副研究员，主要从事有机废弃物处置与利用研究，Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｈａｏ＠ｒｃｅｅｓ．ａｃ．ｃｎ 一６６—
中图分类号：Ｘ７１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—６３６４（２０１６）２４—６６—０５
近年来，随着新型城镇化和城乡一体化建设 进程的不断推进，各种有机废弃物的排放量日益 增多，特别是随着我国畜牧业的快速发展，畜禽养 殖废弃物产量急剧增加，已然成为我国重要的面 源污染源，不仅造成人居环境脏、乱、差，还严重阻 碍着“新型城镇化”和“生态文明”的建设进程。为 了遏制农业面源污染不断加重的态势，国家出台 了《全国农业可持续发展规划（２０１５—２０３０年）》等 有关决策部署和措施。很多研究团队也对畜禽养 殖废弃物污染问题开展大量研究，但目前大多集 中于畜禽养殖废弃物的资源化利用（如畜禽粪便 饲料化、肥料化、沼气化、栽培食用菌等技术）， 而对于资源化利用过程中产生的副产物未能有 效实现无害化处置，其也是畜禽养殖废弃物污染 的直接原因，特别一些小型或者分散型养殖场 （户）表现尤为突出。文章分析了规模化畜禽养殖 废弃物无害化处理技术的特点和应用效果，针对 小型或分散型畜禽养殖废弃物现状，探索建立一 种适合小型或分散型畜禽养殖废弃物无害化处理
２．１．２堆肥处理
６Ｉ。
堆肥处理是目前处理畜禽粪便较为有效的方 法之一，是集处理和资源循环再生利用于一体的 生物方法。堆肥按照是否有氧参与可分为厌氧堆 肥和好氧堆肥两种，在臭气处理和ＣＯＤ控制方面 好氧堆肥效果比厌氧堆肥更好”７Ｉ。按照原料的发 酵状态分为发酵仓式堆肥和无发酵仓式堆肥，国 内外使用发酵仓式堆肥较普遍，发酵仓式堆肥又 分为立式、卧式、槽式发酵仓堆肥等，由于槽式堆
Ｒｅｍｖ猪场废水人工湿地处理工程已连续运
行１２年，运行成本仅Ｏ．１２元／吨，ＢＯＤ５去除率 ９７％，ＣＯＤ去除率９７％，平均氨氮去除率９４％。荷 兰养猪场强化人工湿地处理工程自２００８年运行至 今，运行成本仅０．０５元，吨，ＢＯＤ５去除率为９２．５％， ＣＯＤ去除率为９３．６％，平均氨氮去除率为８９．１％。 该技术的缺点是运行一段时间后会出现植物退化 和氮去除效果减退问题。
置率都不高的情况下，畜禽养殖废弃物的污染问 题愈加明显。而我国的目标是，到２０２０年循环利 用率达到９０％以上，大田作物使用畜禽粪便等有 机肥氮替代化肥氮３０％以上哺１，到２０３０年基本实 现畜禽养殖废弃物趋零排放，目前来看现状与目 标相差甚远。 １．３畜禽养殖废弃物主要危害 畜禽养殖产生的污染主要包括大气污染、水 体污染、土壤污染等。畜禽养殖废弃物中含有大 量未被利用的有机物质。畜禽粪便、尿液中的硫 化氢、氨气、甲胺等物质，在厌氧条件下产生恶臭 气体，引发嗅觉污染，其中氨气是ＰＭ ２．５重要组成 成分，有研究表明＂１，一个存栏４万只的蛋鸡场，每 天排放的氨气达２．４ ｋｇ以上。也有研究显示，反刍 牲畜养殖产生的甲烷、二氧化碳、氮氧化物等温室 效应气体，是导致气候变暖的重要因素陋３；畜禽养殖 废弃物Ｎ、Ｐ等营养元素，如不经过处理直接排人河 流、湖泊等水体，就会产生水体富营养化等污染口３。 与此同时，当养殖废水直接还田，会阻塞土壤颗粒 间的空隙，造成土壤板结，不利于植物的生长，使 农作物大量减产。仇焕广等“叫的调查显示，２０１０年 散户养殖还田比例为８７．１％，专业养殖为３７．６％。 除上述问题之外，更重要的是畜禽养殖废弃 物还存在抗生素、重金属和致病菌问题，也是无害 化最终要解决和处理的问题。在畜禽养殖过程中， 我国每年有超过８ ０００吨的兽用抗生素被广泛用于 治疗和预防畜禽疾病，甚至用来促进畜禽生长ｎ“， 如此大量使用的抗生素，畜禽不能完全代谢和吸 收，粪便中残留了３０％。９０％原药成分的抗生素“２‘。 目前主要是四环素类抗生素，包括四环素、金霉 素、土霉素等。张树清等”纠对全国７个省市的畜禽 粪便抗生素残留量调研显示，猪粪和鸡粪中金霉 素和土霉素含量的平均值为２０．９４ ｍｇ，ｌ‘ｇ・Ｄｗ、
畜禽粪便无害化处理技术
干燥法
干燥法是处理畜禽粪便常用的方法，通过自 然或者机械干燥，将畜禽粪便混配制成颗粒肥或 者制取高蛋白饲料。干燥法可以分为物理干燥、 化学干燥和生物干燥。物理干燥通过沉淀、离心、 过滤、高温烘干等技术强制脱水进行干燥；化学干 燥主要是絮凝干燥，ＦｅＣｌ，和Ａｌ：（ＳＯ。），是常用的絮 凝剂；生物干燥是利用微生物分解作用减少粪便 中的水分达到干燥目的，相对于物理和化学干燥 具有成本低、养分损失少等优点。干燥法主要用 于鸡、鸭等禽类的粪便处理，由于禽类的肠道较 短，很多营养成分未经吸收直接随着粪便排出，粪 便中含有大量营养物质，制成肥料或者饲料营养 成分也较高。有研究表明¨６１鸡粪在干燥过程中含 水量可以由７０％～７５％下降至８％以下。但该方法 在大批量处理中仍会有臭气产生，杀灭致病菌方 面效果也较差，并且干燥温度越高，肥效越差，同 时不适用于其他饲料化价值不高的畜禽粪便，因 此该方法的推广使用受到制约［１
摘要：针对畜禽养殖废弃物的污染问题，文章综述了无害化处理技术的特点和应用现状， 并提出一种适用于小型或分散型畜禽养殖废弃物的综合处理方法：畜禽养殖废弃物经过固液分 离，养殖废水与城镇有机垃圾进行联合厌氧发酵产沼气，固体粪便与沼渣进行好氧堆肥制备有 机肥。该方法是对小型或分散型畜禽养殖废弃物无害化处理的有效尝试，可极大程度地降低畜 禽养殖废弃物的危害。 关键词：畜禽废弃物；无害化处理技术；综合处理
２．２．２生态湿地处理技术
Ａ缺ａｎ等ｎ８１研究表明牛粪在堆肥过程中对土霉素
的去除率可达９５％。黄宏坤¨州利用鸡粪堆肥， ５０～５５℃持续５—７ ｄ，粪便中的病原体被全部杀 死。张树清等托０Ｊ通过猪粪和鸡粪的高温堆肥研究 显示，在添加专门菌剂的情况下，对猪粪的四环 素、土霉素和金霉素的去除率分别为８１．４６％、 ５９．３６％和６６．８５％，相应的鸡粪去除率分别为 ７３．７３％、４６．６２％和５３．０２％，猪粪的降解效果优于 鸡粪。刘浩荣等乜¨研究表明猪粪在堆肥处理后会 使Ａｓ、ｚｎ、Ｃｕ等重金属向低活性方向转变，进而降 低重金属的毒性。堆肥处理基本可以实现畜禽粪 便的无害化，但堆肥占地面积大，臭气控制难度 大、要求高，一定程度上限制了堆肥技术的广泛 应用。
畜禽养殖废弃物无害化处理技术及其应用
王毅琪１’２，韩文彪ｈ２，陈灏ｈ”，赵玉柱１一，呼斯冷１卫 （１．中国科学院生态环境研究中心鄂尔多斯 固体废弃物资源化工程技术研究所，内蒙古鄂尔多斯０１７０００； ２．鄂尔多斯市城市矿产研究开发有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯０１７０００； ３．中国科学院生态环境研究中心，北京０１００１８）
２．２养殖废水的无害化处理技术
２．２．１
常用处理技术
目前使用较多的是传统的污水处理方式，主 要有厌氧处理和好氧处理，厌氧处理有上流式厌 氧污泥床（ＵＡＳＢ）、折流式厌氧反应器（ＡＢＲ）、升 流式厌氧污泥床反应器（ｕＳＲ）等方式，好氧处理 包括曝气生物滤池（ＢＡＦ）、序批式活性污泥法 （ＳＢＲ）等方式，其中ＳＢＲ相比较其他处理方式，不 仅可以脱氮和除磷，还能有效去除有机物，是广泛 使用的养殖废水处理方法。马淑艳等陋５１应用 ｕＡＳＢ反应器处理畜禽养殖废水ＣＯＤ去除率为 ８ｌ％，方圣琼等陉６１采用ＡＢＲ处理养殖废水ＣＯＤ的 去除率可达８５％，江萍等［２７１利用ＢＡＦ处理污水 ＢＯＤ的去除率为８０％～９０％，Ｏｂａｉａ等怛引利用ＳＢＲ 处理养猪废水氨氮去除率为９９％。
技术。
１畜禽养殖废弃物现状 １．１畜禽养殖废弃物性质 畜禽养殖废弃物主要包括畜禽粪便、养殖废 水、养殖过程中废饲料、散落的羽毛、恶臭气体以及 病死畜禽尸体等，本文主要对畜禽粪便和养殖废水 的无害化技术进行讨论。畜禽粪便包含一些可利 用物质和Ｎ、Ｐ等营养物质（见表１），同时畜禽粪便 也包含较多的污染物质，如臭气、致病菌、沉积物、 悬浮物、据
染物质为一体，如果处理不当就会造成农业污染，如 果能“变废为宝”，就是一种特殊的有潜能的资源。
１．２畜禽养殖废弃物污染现状
ｍｇ／ｌ【ｇ・ＤＷ，残留量较高。饲料添加剂含有 Ａｓ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｕ等重金属，也远远超出畜禽的吸收
１５．２６
能力。研究表明，动物只能利用饲料中１０％的重 金属，其余均排出体外，而且重金属主要存在于固 相中，致使畜禽粪便中出现明显的重金属累积，已 成为现阶段重金属污染的主要来源之一［１…。畜禽 养殖废弃物含有大量的致病菌，包括病原微生物、 寄生虫卵等，易在畜禽之间以及人与畜禽之间传 播，目前全世界已知至少有２００种以上的人畜共患 疾病，我国就有１２０多种，近些年发病率呈现上升 趋势¨引，畜禽养殖废弃物对人类造成的危害愈加 严重。 ２畜禽养殖废弃物无害化处理技术
一６７—
万方数据
肥对恶臭气体和渗滤液处理效率相对较高，自动 化程度高，目前在生产实践中应用最多。通过 堆肥可将畜禽粪便制成有机肥料或土壤改良剂， 同时堆肥过程中产生的高温可杀灭致病菌和虫 卵，降解部分残留的抗生素和降低重金属活性。
Ａｌｖａｒｅｚ等㈨３研究表明，猪粪在厌氧发酵３１ ｄ后金 霉素去除率为５３．２％～６７．７％。
２．１．３厌氧发酵处理