1、1禽畜粪便水的资源化利用 环境 073 硕 胡君 2070594 奚明 2070596 2007年11月12日2目录1.前言2.3 数据推算，2006年底我国大陆城镇人口为5.77亿，农村人口为7.37亿，占总人口的56%。而这7.37的农民则广泛而又不均匀地分布在960万平方千米的广袤国土上。正因为如此，与“农业农业、农村农村、农民农民”相关的环境问题的解决必须与当地自然环境、社会经济发展和科学技术实力相匹配，才能最终达到控制污染，改善民生的目的。下面，本小组将围绕“因地制宜因地制宜、化害为利化害为利、综合治理综合治理”三个原则展开关于禽畜粪便的资源化利用的讨论。4 通常一个饲养规模为10万
2、羽的集约化养鸡场，每年可产粪尿3600 t多，一个千头养猪场年排粪尿达2500 t。1999年全国的畜禽粪尿总数达到1.9108t，是工业固体废弃物的2.4倍，畜禽粪便（COD化学需氧量）的排放量已达7.118104t，远远超过工业废水和生活污水的排放量总和。此外，畜禽粪便含有大量的未被消化吸收的有机物质、有害气体、重金属、病原微生物、寄生虫卵，对大气、水体、土壤、生物造成多方面的污染，在整个“农业立体污染”中占有重要的比重，动物粪便的随意处置，给疾病的传播、发展创造了条件。5废水种类生活污水牛粪水猪粪水奶牛场2004001000030000160003000090000140000综上所述，
3、禽畜粪便水具有以下特点：3241产生量非常大，影响范围广产生量非常大，影响范围广 有机污染严重，采用普通的生化处理工艺成本太高有机污染严重，采用普通的生化处理工艺成本太高 污染物种类多，会对环境造成多方面的不利影响污染物种类多，会对环境造成多方面的不利影响 排污单位经济实力和技术力量较弱，无法满足复杂工业排污单位经济实力和技术力量较弱，无法满足复杂工业设备运行、管理的需要设备运行、管理的需要 6 但另一方面，禽畜粪便水中丰富的物质资源也为我们提供了一种用技术合理、经济可行的方式控制污染的可能性。表2为禽畜粪便制成有机肥后的氮、磷、钾含量表。名称氮（）磷（）钾（）猪粪0.550.500.45猪粪
4、尿0.500.350.40鸡粪1.631.540.85表2 禽畜粪便制成有机肥后的氮、磷、钾含量表 根据“化害为利、综合利用”的原则，可以预见充分开发利用禽畜粪便中的物质资源比起单纯的废水生化处理而言更具有经济上的可行性，有望在经济效益较差的养殖场和养殖户中进行推广。下面本小组将对资源化利用的技术可行性进行较为全面的论述。73.3 产虫路线3.4 饲料路线3.5 沟塘路线3.6 湿地路线3.7 综合治理路线8 经过调查，除去传统的废水生化处理以后，目前可用于禽畜粪便水资源化的路线主要有以下6种。此外，还应包括上述路线经过复合而产生的综合治理路线。禽畜粪便水禽畜粪便水资源化的路线资源化的路线 饲
5、料路线饲料路线 产虫路线产虫路线 沟塘路线沟塘路线 湿地路线湿地路线 产气路线产气路线 产肥路线产肥路线 93.1 产肥路线简介：简介：利用固液分离得到的禽畜粪便经行堆肥处理以获得有机肥。典型工艺：典型工艺：依靠人力扣返，堆积时间长的堆肥化方法。1.需要适当的水分调节;2.需要大的安装面积;3.因添加水分调节材料，所产堆肥量也增加;4.受季节影响产量、质量变化大;5.难以解决脱臭问题。B.开放式开放式（回转式料斗搅拌）（回转式料斗搅拌）A.堆积式（堆肥舍）堆积式（堆肥舍）C.密闭型搅拌方式密闭型搅拌方式 用设备往复搅拌移送的方式。1.体积大，有送风设备;2.需要适当的水分调节;3.因添加水分调
6、节材料，所产堆肥量也增加 4.受季节影响产量、质量变化大;5.难以解决脱臭问题。在隔热的发酵槽内，靠好氧性发酵实行堆肥化的方法。1.设备费用、电费高；2.根据原料情况有，有时需要添加废粘土等辅助材料1011优点：优点：1.回收种植所需的营养元素；2.对不稳定的有机物进行稳定化；3.杀死细菌、害虫、牧草种子等；4.实现禽畜粪便的减量化。堆肥处理优缺点缺点：缺点：1.对工艺系统的管理、控制要求高，在不发达地区的应用会受到限制；2.存在成品肥中重金属、抗生素、激素等浓度超标的风险；3.堆积式和开放式堆肥法存在较为严重的恶臭污染问题。123.2 产气路线简介：简介：采用厌氧发酵的方法将禽畜粪便水中的有
7、机物质转化为沼气、沼液、沼渣并作进一步利用。此外，也可利用PSB（光合细菌）将有机物质转化为氢气，并对菌体进行综合利用。据表3，一个千头规模养猪场，建200立方米的沼气池，可供应6080户居民生活用气，年可节约煤炭104吨。养猪规模（头）10501002005001000沼气池（立方米）35102040100200可供用气户122356101230406080年节约煤炭（吨）1.305.2010.4020.805210413典型工艺：典型工艺：A.沼气池沼气池14 中小型玻璃钢集成式沼气工程是一种主要部件可工厂化生产的新型沼气工程系统，包括玻璃钢发酵池、玻璃钢贮气罐、玻璃钢脱硫塔、玻璃钢阻火器
8、、喷泉式搅拦装置、玻璃钢保温罩等。该系列装置已通过安徽省省级科技成果鉴定，已获三项国家专利。B.中小型玻璃钢集成式沼气工程中小型玻璃钢集成式沼气工程（农业部沼气科学研究所）（农业部沼气科学研究所）15优点：优点：1.实现禽畜粪便的无害化处理；2.可以为农民的生产生活提供热量和能量（沼气灶、沼气灯等），减少对传统燃料的需求；3.可以有效利用秸秆资源；4.有利于发展庭院经济；5.有利于改善农村生活环境（改厕、改厨、改圈等）；6.沼渣液作为饲料，可用于养殖畜禽，节省饲料资源；7.用沼液可以防治病虫害，能够避免农药对环境的污染。产气路线优缺点缺点：缺点：1.微生物的接种与驯化难度高，推广受到限制；2.
9、工艺系统的运行状况受天气影响较为明显，在寒冷地区的应用有一定难度；3.存在沼渣中重金属、抗生素、激素等浓度超标的风险；4.存在沼气爆炸的危险；5.排放温室气体。16 除了刚才介绍的产沼气的工艺，目前光合细菌（PSB）在处理废水方面的作用也已进开始受到人们的关注。PSB能以光作为能源，以CO2或有机物作为营养碳源进行繁殖，能利用太阳能同化CO2，在不同的自然条件下具有不同的功能，如固氮、固碳、放氢等，在自然界的物质循环中起着重要的作用。光合细菌菌体细胞除了含有大量水分外，还含有20%左右的干物质，包括蛋白质、碳水化合物、脂类和矿物盐等。如荚膜红假单胞菌菌体的蛋白质含量为57.95%，脂类7.91
10、%，灰分4.40%，纤维2.92%。此外，光合细菌菌体还含有丰富的维生素，如胡萝卜素、B族维生素以及人体必需的多种氨基酸，因此可以作为饲料添加剂。173.3 产虫路线蚯蚓粪鸡粪废料简介：简介：采用经驯化的蚯蚓（蝇蛆在该路线中也有运用）对禽畜粪便进行转化和利用，并对蚯蚓、蚓粪等产物作进一步利用。典型工艺：典型工艺：以优质土鸡为核心的微生态循环养殖（四川简阳市大众养殖公司）18ThemeGallery is a Design Digital Content&Contents mall developed by Guild Design Inc.蚯蚓回收利用价值19蚯蚓糖浆蚯蚓糖浆（精神病精神病药物
11、药物）地龙酒地龙酒地龙注射地龙注射液液（哮喘（哮喘药物）药物）蚯蚓氨蚯蚓氨基酸基酸蚯蚓蚯蚓B1（高血压（高血压药物药物复合蚯蚓复合蚯蚓营养液营养液(保健品保健品蚓激酶蚓激酶（抗脑血（抗脑血栓药物栓药物蚯蚓福乃蚯蚓福乃康（抗癌康（抗癌新药）新药）蚯蚓蚯蚓蚯蚓化妆蚯蚓化妆品（品（SOD化化妆品）妆品）20优点：优点：1.采用蝇蛆、蚯蚓两种动物对鸡粪中的有机物质进行两级分解，有利于充分利用有机物和营养物质；2.蚯蚓可以将粪便及土壤中的有毒物质转化为无害物质，根据天津市宁河县蚯蚓养殖协会实验，蚯蚓粪甚至对DDT有解毒作用；3.蚯蚓产品用途广泛，可以成为农民增收提供一条新的途径；4.蚯蚓和蝇蛆的蛋白质含
12、量很高，可以提高土鸡的品质。产虫路线优缺点缺点：缺点：1.蚯蚓和蝇蛆的驯化需要耗费较多的精力，对人员素质的要求也较高，因此在应用上会受到局限；2.蚯蚓对猪可传播肺绦虫病和气喘病，对禽类可传播4种寄生虫病，如果管理不善的话，很有可能会造成无法挽回的损失；3.需要定期对蚯蚓和蝇蛆进行测试，并进行复壮等处理，对管理和技术的要求较高。213.4 饲料路线简介：简介：对禽畜粪便进行处理后用做反刍动物及猪的添加饲料。典型工艺：典型工艺：畜禽粪便中含有很多未被消化吸收的营养物质尤其是消化道较短的禽类，粪便中的养分含量更高。风干鸡粪（含水分18.29%)中，含粗蛋白质21.96%、粗脂肪1.25%、无氮浸出物
13、21.33%、粗纤维7.13%、粗灰分30.04%。此外，粪便中还含有丰富的矿物质和维生素。经干燥处理、化学处理、发酵处理、青贮、热喷处理和膨化处理等工艺处理后，可杀灭病原微生物和寄生虫卵并改善禽类粪便的适口性。处理后的畜禽粪便可用来做反刍动物及猪的添加饲料。优点：优点：1.可以实现禽类粪便的资源化利用，并节省畜类饲料开支；缺点：缺点：1.需要对禽类粪便进行干法收集，并与泥沙分离，操作难度较大；2.现有技术无法有效去除抗生素、激素等有害物质，故采用此类饲料存在较大风险；3.禽类粪便对处理设备的耐腐蚀和抗堵塞要求较高，导致设备运行和维护成本偏高。223.5 沟塘路线简介：简介：采用凤眼莲等植物对
14、禽畜粪便水中的物质资源进行转化利用，再通过回收植物体达到资源回收的目的。典型工艺：典型工艺：氧化塘（沟）处理技术 自沼气池排出的污水被引入氧化塘（沟），并在塘（沟）内停留较长时间，在好氧和厌氧微生物的共同作用下大分子的有机污染物被逐步分解、氮磷被水生植物吸收利用从而使污水得到净化（见表4）。氧化塘（沟）处理具有简单、经济、净化效果好的特点。塘内种植的水生植物可作饲料或绿肥。净化时间(d)污染物含量净化池类型1（新放污水）2357911有机质（mg/L）水葫芦池500301.5240.7150.389.18068.5速效态氮（mg/L）12.68.26.86.05.6速效磷（mg/L）3.862
15、.872.491.881.68有机质（mg/L）细萍绿池89.179.175.563.358.657.055.2速效态氮（mg/L）6.04.64.03.93.5速效磷（mg/L）1.881.341.150.980.9表4 有机污水的净化效果23优点：优点：1.与传统的生化两级处理工艺相比，该工艺采用的动力设备较少，因而有效节约了电能，并杜绝了高噪声的产生；2.处理氮、磷效果优良；3.副产绿肥，可以回收资金。沟塘路线优缺点缺点：缺点：1.氧化塘（沟）处理技术受自然条件的限制比较大；2.首先必须要有现成的塘、沟或有足够的面积来建塘；3.其次受光线、温度、季节影响大，第三处理周期长；4.可能会对地
16、下水造成一定的影响；5.不适用于寒冷及干旱地区。243.6 湿地路线 简介：简介：采用经过强化处理后的人工湿地对禽畜粪便水进行处理，并对湿地内资源进行利用。典型工艺：典型工艺：经强化的人工湿地工艺 按照人工湿地的主要构成要素，通过基质强化、微生物强化和植物强化3种方式对处理能力进行提高的工艺。该工艺的主要作用有：直接吸收利用污水中可利用态的营养物质，吸附和富集重金属和一些有害物质；为根区好氧微生物输送氧气；增强和维持介质的水力传输。常用湿地植物有：芦苇、菖蒲、香蒲、美人蕉、席草、大米草、水花生、水葱和灯心草等。综合污水预处理湿地系统排放中水池2526优点：优点：1.与传统的生化两级处理工艺相比
17、，该工艺采用的动力设备较少，因而有效节约了电能，并杜绝了高噪声的产生；2.处理氮、磷效果优良；3.副产绿肥，可以回收资金。湿地路线优缺点缺点缺点：1.占地面积大；2.易堵塞；3.难以处理高浓度污水；5.受气候地理条件的限制比较大；6.可能会对地下水造成一定的影响；7.不适用于寒冷及干旱地区。273.7 综合治理路线 综合治理路线就是综合利用产肥、产气、产虫和废水处理等多种技术进行禽畜废水处理的路线，在设计合理的情况下，该路线能够起到各种工艺扬长避短，提高资源利用率的作用。下面本组将通过两个实例介绍综合治理路线。28A.典型的养牛场污染处理工艺流程图填料塔沉淀曝气池烘干预处理干牛粪沼气池除尘人工
18、湿地洗涤除杂固液分离发酵液肥肥料沼渣沼液雨水直排达标排放达标排放食用菌基料有机肥生活用能生产用能沼气牛舍粪便29B.猪场粪污治理工艺（北京顺义良山种猪场）猪粪冲洗水格栅固液分离生物塘沼气池（UASB）集水池调节池SBR池水封.脱硫沼气计量（流量计）沉淀贮气柜沼气（燃料）堆肥发酵有机肥料沼渣沼液沼气拉了，好臭啊固体粪便30与众多高污染行业一样，落后的工艺和管理往往是导致末端处理成本居高不下和资源严重浪费的罪魁祸首。本章将通过对实例的讨论向大家介绍禽畜养殖业的清洁生产技术。4.1 采用清洁的饲喂方法采用清洁的饲喂方法 4.2 采用清洁的清粪工艺采用清洁的清粪工艺314.1 采用清洁的饲喂方法 药品
19、药品添加剂添加剂饲料配制饲料配制饲料加工饲料加工饲料原料饲料原料来源无公害生产设施，加工前需进行营养成分、有害成分（残留、霉菌毒素）的分析、检测。原则上制成颗粒料，最好是生产膨化料。根据禽畜不同生长阶段对营养的需求，制定营养全面、价格适宜的最佳配方。根据需要添加各类酶制剂、有益菌等无公害添加剂，严禁添加国家有关部门明令禁止的饲料添加剂。严禁在饲料中添加或在日常管理使用国家有关部门明令禁止的兽用药品。324.2 采用清洁的清粪工艺 表6 不同清粪工艺的养猪场污水水质和水量项目水冲清粪水泡清粪干式清粪水量/平均每头（L/d）354020251015水质指标(mg/L)BOD577008800123
20、01530039605940COD170019500272034000879013200SS103011700164 20500379056803334 1禽畜粪便水的资源化利用必须遵循“因地制宜、化害为利、综合治理”的基本原则，才能真正达到控制污染，改善民生的目的。2清洁生产的理念应当在禽畜养殖业的运行和管理中贯穿始终，只有这样才能化末端治理的被动为主动，更加节约地利用人类共同的资源。3从禽畜粪便水资源化利用的技术路线来看，主要可分为产肥、产气、产虫、饲料、沟塘、湿地六种，但由于饲料路线不符合清洁生产的要求，故应剔除，在其余的5条路线中，都采用了生物，并且都具有较大的资源开发潜力，有利于不同地区的禽畜养殖场或养殖户根据具体情况分阶段，有计划地实施禽畜粪便水资源化利用。4最后，然而让人感到遗憾的是，由于上述工艺都涉及生物的驯化、复壮等工艺，在农工业技术人员紧缺，且学历偏低的中国很难在短时间内打开局面。35谢谢！
