劉 萌,馬 寧
(駐馬店市獸藥飼料(動物產(chǎn)品)質(zhì)量檢驗監(jiān)測中心,河南 駐馬店 463000)
在奶牛規(guī)模增大、數(shù)量增多的同時,糞污產(chǎn)量逐年提升。奶牛場糞污未經(jīng)處理隨意排放會造成環(huán)境污染問題,也會影響奶牛業(yè)的健康發(fā)展,為此,要做好糞污的無害化處理工作和資源化利用。
1.1糞污對生態(tài)環(huán)境的危害
1.1.1 空氣污染 奶牛糞便中含有大量的蛋白質(zhì)、糖類和脂類等物質(zhì),經(jīng)過微生物分解之后可以產(chǎn)生CH4、H2S和NH3等有害氣體,會影響?zhàn)B殖場周圍的生態(tài)環(huán)境,不利于環(huán)境保護。
1.1.2 水體污染 奶牛糞污中還含有大量的重金屬元素和病原微生物等,轉(zhuǎn)化成硝酸鹽和亞硝酸鹽后會污染地下水體、河流和湖泊等。此外,一些營養(yǎng)物質(zhì)還會造成水體富營養(yǎng)化,導致藻類和浮游生物的大量繁殖,影響水生生物的生長。
1.1.3 土壤污染 糞便中的鹽類會造成土壤中的無機鹽積累,造成土壤的透氣性和透水性降低,導致土壤板結(jié),甚至引起土壤鹽堿化。此外,土壤中的重金屬物質(zhì)通過富集和遷移的作用進入農(nóng)作物,威脅農(nóng)作物的生長。
1.1.4 傳播疾病 糞污中含有大量的細菌、病毒和寄生蟲等,如果處理不當或處理不及時會導致蚊蟲和蒼蠅的滋生,也會造成病原菌和寄生蟲的大量繁殖。此外,糞污中殘留的抗生素類和激素類會威脅環(huán)境和人類的健康。
1.2常見的糞污處理與利用工藝
1.2.1 自然發(fā)酵 自然發(fā)酵堆肥比較傳統(tǒng),該種方式成本比較低,但是發(fā)酵時間長,在發(fā)酵的過程中會產(chǎn)生氣味,有害元素的含量增高。
1.2.2 有機肥生產(chǎn) 隨著畜禽牧養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?;l(fā)展,養(yǎng)殖的過程中會產(chǎn)生大量的糞污,糞污中的有害元素嚴重的超標,如果采用傳統(tǒng)的還田方式會造成土壤的污染,可以采取好氧發(fā)酵的方式處理糞便,生產(chǎn)有機肥料,在好氧微生物的作用下糞便中的有機物質(zhì)具有穩(wěn)定性,具有發(fā)酵時間短,氣味比較輕的優(yōu)點,并且操作簡單。
1.2.3 沼氣工程 將糞便經(jīng)過厭氧處理之后能夠獲得沼氣資源,并且減少對環(huán)境的污染,我國當前已經(jīng)研發(fā)出了多種沼氣工藝,能夠大大的提高畜禽養(yǎng)殖過程中的糞物的處理利用效率,降低對生態(tài)環(huán)境的污染,具有管理簡單和使用方便的優(yōu)點,但是前期的投入成本較大。
1.3國家對糞污處理相關(guān)政策隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)?;图s化發(fā)展,養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的大量糞污已成為當前環(huán)境的主要污染源之一。為了減少對生態(tài)環(huán)境的破壞,國家頒布并實施了《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治技術(shù)規(guī)范》及《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》,在《動物防疫法》中對養(yǎng)殖污物治理也有相應的闡述??梢姡龊眯竽翗I(yè)糞污處理的轉(zhuǎn)型升級非常有必要。
2.1糞便清理
2.1.1 軌道式自動清糞便器 數(shù)據(jù)研究顯示,刮糞板往返一次的時間為30min,運行速度為4.5min,如果某地區(qū)的養(yǎng)殖場采用該種技術(shù)的話能夠?qū)崿F(xiàn)全自動的程序控制,不需要人工現(xiàn)場控制和操作。
2.1.2 固液分離系統(tǒng) 干濕分離機械設(shè)備每天的加工分量為28t,主要由多個部分組成,如果利用軌道式自動清糞便器的話,需要將糞污刮送到奶牛舍的集中糞便池,糞污收集之后進入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池內(nèi)要安裝切割泵和攪拌機,對糞污持續(xù)的混合攪拌,攪拌均勻之后再輸送到固液分離機,經(jīng)過分離之后的固體直接進入到料堆槽中,最后輸送到糞污的發(fā)酵場。經(jīng)過處理之后的液體直接排放到儲液池沉淀,做沉淀處理之后的上清部分能夠沖洗糞污管道以及牛舍集中糞污池。在此過程中所有的設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)自動化處理,經(jīng)過分離處理之后的干牛糞通過晾曬和消毒之后可以作為奶牛的睡床墊料,提高了資源的利用效率。
2.2污水處理技術(shù)
2.2.1 自然生態(tài)處理 是利用自然界的自我凈化功能來達到凈化污水的目的。以土壤為基質(zhì)、黑麥草植被構(gòu)建模擬人工濕地凈化系統(tǒng),在處理奶牛場污水方面發(fā)揮著重要的效果,能夠起到氮素消減的作用。
2.2.2 生物發(fā)酵處理 利用微生物的分解代謝能力可以分解污水中的有機物,減少污染物質(zhì),主要包括厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵。研究表明,厭氧發(fā)酵能夠消除糞便中的四環(huán)素和土霉素等物質(zhì)。
2.2.3 能源化轉(zhuǎn)化 奶牛養(yǎng)殖場糞污能源化轉(zhuǎn)化中,沼氣工程是常見的技術(shù),通過微生物的作用可以降解糞污的有機物,從而達到治愈環(huán)境的目的。
2.2.4 雨污分流 雨水選擇明渠排放,污水采用暗溝輸送,通過雨水分流技術(shù)可以減少對生態(tài)環(huán)境的污染,同時能夠提高水資源的利用效率。雨水經(jīng)過分流之后可以直接集中到集水池,經(jīng)過自然沉淀之后作為天然的用水,雨水通過凈化的方式可以提高利用效率,并且減少糞污的排放量,降低牛糞污水處理的成本,提高利用效率。
2.2.5 污水處理站 污水處理站的主要作用是將污水集中的放于集水池中,一部分污水進入調(diào)節(jié)池與牛糞混合之后降解發(fā)酵,一部分進入?yún)捬跸厮馑峄?,將復雜的有機物降解為簡單的有機物。經(jīng)過厭氧處理之后的污水通過泵進入接觸氧化池,目的是分解,產(chǎn)生的水分進入沉淀池沉淀,沉淀池中的水分經(jīng)過消毒之后可以排入到氧化塘,氧化塘中的污水經(jīng)過處理之后可以作為牧草種植的灌溉來源,不對外排放。
3.1固體糞便處理技術(shù)
3.1.1 物理化學處理 物理化學處理技術(shù)是將固體的糞便自然風干或者晾曬,作為燃料或者肥料,但是因為受到氣候條件和場地等因素的影響,該種處理技術(shù)的效率較低,并且容易產(chǎn)生二次污染。采取高溫干燥或者烘干處理技術(shù),能夠快速的干燥糞便,消滅病原菌。但是要配套相應的機械設(shè)備,會消耗能源。
3.1.2 生物發(fā)酵處理技術(shù) 生物發(fā)酵處理技術(shù)包括好氧堆肥、添加輔料好氧堆肥等。(1)好氧堆肥技術(shù)比較常見,不僅能夠減少溫室氣體排放,同時提高肥料中的養(yǎng)分。(2)在肥料中添加一定比例的輔料能夠縮短堆肥的周期。在處理奶牛糞便的過程中,可以使用稻殼為輔料,提高堆肥的效率。利用堆肥處理技術(shù)能夠殺滅糞便中的病原微生物,而高溫堆肥可以快速的降解牛糞中的抗生素,降低還田利用的風險。相關(guān)的研究顯示,可以在糞便中添加一定比例的玉米秸稈,在降低重金屬方面發(fā)揮著重要的作用。
3.1.3 低等生物處理 可以利用蚯蚓處理奶牛的糞便,這種方式能夠提高產(chǎn)物中的速效磷和速效鉀的含量,并且減少溫室氣體排放量。
3.1.4 燃料化轉(zhuǎn)化處理 奶牛糞便中含有大量的纖維素,經(jīng)過處理之后能夠轉(zhuǎn)化為燃料。
3.2沼氣工程按照國家關(guān)于沼氣建設(shè)的政策規(guī)定,建設(shè)沼氣工程必須要堅持減量化、資源化和無害化的原則,才能符合國家的規(guī)定和標準。利用沼氣工程包含多個設(shè)施,生產(chǎn)出的沼氣可以用于本養(yǎng)殖場和周圍的發(fā)電和燃氣用,沼液用于附近的水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)灌溉施肥,沼渣是重要的有機肥料,能夠減少對生態(tài)環(huán)境的污染。
3.3生物發(fā)酵床技術(shù)可以使用秸稈、鋸末和菌渣等制作生物發(fā)酵床,奶牛排泄的糞便和尿液被墊料吸收,之后經(jīng)過微生物快速分解,能夠達到無尿液排放的目的。該技術(shù)可以改善養(yǎng)殖場內(nèi)的空氣質(zhì)量,保證奶牛的健康。
3.5糞污發(fā)酵場奶牛糞污中還有許多的有機成分,經(jīng)過發(fā)酵處理之后具有很強的實用性,并且發(fā)酵成本低和處理技術(shù)簡單,有機物質(zhì)可以和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的稻草和秸稈混合,在適合的溫度下發(fā)酵,可以作為重要的有機肥料。
4.1還田利用經(jīng)過處理之后的糞污可以改善土壤環(huán)境,提高土壤的肥力,促進農(nóng)作物的健康生長。經(jīng)過處理之后的污水可以有助于土壤中的磷轉(zhuǎn)化為有效磷,增強土壤的利用效率。
4.2牛床墊料回用經(jīng)過處理之后的糞便可以作為牛床的墊料,有的學者研究,在經(jīng)過處理的牛糞中添加適當比例的玉米秸稈和微生物菌,能夠達到牛床墊料的衛(wèi)生標準。將發(fā)酵牛糞作為臥床墊料可以改善奶牛的牛體清潔度,減少乳腺炎的發(fā)病概率。此外,利用經(jīng)過處理的牛糞作為墊料可以提高利用效率,改善臥床的舒適性。
4.3其他的用途經(jīng)過處理之后的糞污可以作為食用菌栽培的基質(zhì),或者育苗基質(zhì)。一些學者報道,可以將牛糞和秸稈按照一定的比例混合之后作為食用菌的栽基質(zhì),可以提高蘑菇的產(chǎn)量和質(zhì)量。將奶牛的墊料和粉煤灰會按照一定的比例混合后制作成基質(zhì),能夠滿足育苗的指標要求和養(yǎng)分需求,促進植株的生長發(fā)育和養(yǎng)分的積累。
5.1以綠色和可持續(xù)發(fā)展為理念養(yǎng)殖業(yè)中的廢物和種植業(yè)中的化肥是污染的主要來源,在畜牧養(yǎng)殖以及農(nóng)業(yè)發(fā)展中應該堅持綠色和可持續(xù)發(fā)展的理念,能夠?qū)⑽廴局卫砗唾Y源的利用有效的結(jié)合,將污染物資源化。
5.2堅持因地制宜的原則結(jié)合畜牧養(yǎng)殖的實際情況大力推廣種養(yǎng)結(jié)合的模式,推進養(yǎng)殖牧場和周邊種植業(yè)的配套建設(shè),將養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的糞便經(jīng)過科學的處理之后可以還田,并且采取就近還田的原則。利用糞肥種植開發(fā)牧草資源,解決畜禽養(yǎng)殖過程中的飼料問題,同時也能夠解決養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的污染問題。
5.3完善養(yǎng)殖業(yè)糞污處理的法律法規(guī)糞污處理設(shè)施的投資成本高,再結(jié)合當?shù)仞B(yǎng)殖業(yè)的實際情況下考慮成本和投入的產(chǎn)出比,養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展直接影響到當?shù)氐拿裆ㄔO(shè),政府應該積極參與到養(yǎng)殖業(yè)糞污處理的政策法規(guī)的建設(shè)中,將其納入到公益環(huán)保事業(yè)的管理。
5.4多種糞污處理方式相結(jié)合在糞污處理的過程中,不同地區(qū)的氣候條件和設(shè)施設(shè)備存在很大的差異,應該發(fā)揮自身的優(yōu)勢,借鑒其他地區(qū)的先進經(jīng)驗,提高畜禽糞物的利用效率,推動畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
科技水平的進步提高了奶牛場糞污無害化處理和資源化利用技術(shù)的研究力度,增強了資源的利用效率,在未來研究中還應注意以下方面。(1)開展廢污高效處理技術(shù)。(2)加大重金屬殘留和糞污獸藥的高效去除技術(shù)的研究。(3)善奶牛場糞污處理的生物安全評價體系。