1、畜禽養殖過程中廢棄物污染及資源化畜禽養殖過程中廢棄物污染及資源化利用利用組長：劉彬 組員：王甲 赫丹 主要內容一一 、我國畜禽養殖業發展及污染現狀、我國畜禽養殖業發展及污染現狀二二 、畜禽養殖業污染的危害及產生原因、畜禽養殖業污染的危害及產生原因三三 、畜禽糞便資源化、畜禽糞便資源化四四 、我國糞污處理基本工藝模式、我國糞污處理基本工藝模式五五 、發達國家畜禽養殖廢物的處理體系、發達國家畜禽養殖廢物的處理體系一、我國畜禽養殖業發展及污染現狀一、我國畜禽養殖業發展及污染現狀1.1 我國畜禽養殖業發展狀況 據國家統計局數據顯示：2009年肉類總產量7642萬噸，比2008年增長5.0%。1.2 全

2、國畜禽養殖業肉產量分布全國畜禽養殖業肉產量分布1.3 我國畜禽養殖業帶來的污染 改革開放以前，在我國農村普遍采用“小沼氣”來處理以生產隊或家庭為單位的畜禽養殖廢物，其沼渣和沼液可以就地種植消納，及時還田，不存在對環境的污染問題。但是，自改革開放以來，在全國各地出現了大批集約化、規模化畜禽養殖場，其產生的畜禽廢物大量局部集中，使得養殖場周圍種植業無法消納，又無力投資進行畜禽糞便污染治理，導致畜禽糞污直接排放，造成了嚴重的環境污染問題。 污染的現狀：2007年我國農業面源污染物的化學需氧量(COD)排放量為1325.09萬噸，占COD排放總量的43.7 %，總氮(TN)、總磷(TP)排放量分別為2

3、70.46萬噸和28.47萬噸，分別占排放總量的57.2 %和67.4 %。而其中，畜禽養殖業的COD、TN和TP分別占農業源的96 %、38 %和56 %。二、畜禽養殖業污染的危害及產生原因二、畜禽養殖業污染的危害及產生原因2.1 畜禽養殖業污染的危害造成水體污染造成水體污染：畜禽污水排入江河湖泊中，造成水體N、P量升高，導 致水體嚴重富營養化；污水中有毒、有害成分一旦進入地下水中，可造成持久性的有機污染，很難治理恢復。造成空氣污染造成空氣污染：畜禽糞便中含臭味化合物168種，其中含量最多的有硫化氫、氨氣、脂肪族醛類、糞臭素和硫醇類等。造成農田土壤污染造成農田土壤污染：畜禽養殖污水長期用于灌

4、溉，會使作物倒伏、晚熟或不熟，造成減產，大面積腐爛。此外，高濃度污水可導致土壤孔隙堵塞，造成土壤透氣、透水性下降及板結，嚴重影響土壤質量。引起病毒傳播引起病毒傳播：全世界約有人畜共患疾病250多種，中國有120種，其中由豬傳染的25種，由禽類傳染的24種，由牛傳染的26種，這些人畜共患疾病的載體主要是家畜廢棄物。2.2畜禽養殖業污染產生原因： 畜禽業養殖方式和規模發生了重大變化畜禽業養殖方式和規模發生了重大變化：過去的畜禽業多為分散經營，在農村中僅作為副業生產，畜禽飼養頭數少、規模小，畜禽廢物可及時處置，對環境影響不大。近十多年來，由于農村產業結構的調整，規?；笄蒺B殖得到了迅速發展，畜牧生產

5、發生了質的變化，逐步發展成為一個獨立的產業。 畜禽養殖場的布局不合理：畜禽養殖場的布局不合理：為了便于運輸，許多規?；笄蒺B殖場都建在了大中城市近郊。由于城市近郊無足夠的土地消納大量的畜禽糞便，加之監管不力，出現了畜禽糞便、污水隨意丟棄、排放的現象，給大中城市帶來了巨大的環境壓力。近年來，由于城市建設的發展，城市外延不斷擴大，一些養殖場逐漸進人城市的范圍，導致畜禽環境污染問題更加突出。 農牧脫節，畜禽廢棄物得不到充分利用：農牧脫節，畜禽廢棄物得不到充分利用：我國傳統的畜禽業以家庭分散養殖為主，畜禽養殖的廢棄物可通過周圍農田及時施肥自然消化，建立了良好的生態平衡體系。而隨著規?；笄蒺B殖業的發展

6、及畜禽養殖業向城市周邊的轉移，造成了嚴重的農牧脫節，最終導致了養殖業與種植業的分離，畜禽糞便得不到及時利用和消納。 化肥生產的發展：化肥生產的發展：種地者逐漸用化肥取代了畜禽糞肥，于是畜禽糞便失去了應用出路。 畜禽糞便是可利用資源，是數量龐大的資源寶庫。據測算，全國每年由豬糞中排出的磷多達106.2萬t-212.4萬t。另有資料顯示，全國每年使用的微量元素添加劑為15萬t-18萬t，而大約有10萬t左右未被動物利用，隨著畜禽糞便排出。由此可見，畜禽糞便確實是重要資源，其中含有相當比例可利用的營養成分，即資源化利用的潛力巨大。 新鮮畜禽糞便的養分平均含量新鮮畜禽糞便的養分平均含量( () )三三

7、 畜禽糞便資源化利用畜禽糞便資源化利用3.1 畜禽糞便資源化特點:(1) 富含營養，資源化潛力大 畜禽糞便中含有大量有機質，以及氮、磷、鉀等營養元素。這些物質是從畜禽攝取的食物中因沒被轉化殘留下來獲得的。由于在食物中添加大量鈣、磷等礦物元素以及銅、鐵、鋅、錳、鉆、硒和碘等微量元素，未被吸收的過量礦物元素又從畜禽糞便中排出。因此，畜禽糞便所含營養豐富，如果不加處理的任意排泄和堆放，就會危害環境，造成惡臭、細菌繁殖、傳播疫病，嚴重影響周圍居民的生活、工作和身體健康。 (2) 不同畜禽糞便的成分差異大 不同種類的畜禽糞便成分差異較大。常見的畜禽種類中，雞糞的有機質含量最豐富，而豬糞的有機質含量最低。

8、牛糞的含水率最高。由于不同畜禽，其飼養方式差異更直接加劇了這種差異的程度。因此，應根據飼養畜禽的種類選擇適宜的資源化技術和相應的污染防治措施。 (3) 不同畜禽的糞便量差異大 我國畜禽喂養種類有:豬、牛、馬、羊、驢、騾、雞、鵝、鴨等。此外還有少量的鹿、兔、狐貍、狗、鴕鳥、鴿等特種養殖種類。不同種類畜禽個體產生糞便量差異較大。另外，同一種類在不同生長期的排放量也有較大差異。由于各地區主要養殖種類不同，而不同畜禽的糞便成分和排放量差異較大，所以各地區產生的畜禽糞便污染的嚴重程度也不同。(4) 糞便量分布不均勻 我國養殖業過去是以農家畜牧分散養殖為主，而現在規?；图s化的商品養殖生產已占主要地位。

9、養殖業在地域上存在分布不均勻的特點。大中型養殖場主要分布在人口密集的沿海一帶，如遼寧、山東、江蘇、浙江、福建和廣東等地區，因此，進一步加重了這些較發達地區環境污染的程度。(5)距居民生活區近 我國許多規?；笄蒺B殖場地處城郊，30%-40%的規?；B殖場距離居民或水源地最近距離不超過150m。另外，養殖場的選址不當，造成了一些城鎮被畜禽糞便包圍的情況。3.2 畜禽糞便資源化技術3.2.1 肥料化技術 由于農業上長期使用化肥，造成土壤板結、沙化、地力下降，使我國土壤平均有機質含量已接近聯合國公布的最貧瘠的土壤水平 。而改良土壤的最直接最根本的途徑就是多使用有機肥和農家肥，少使用化肥。 畜禽糞便是

10、傳統的有機肥料，其養分齊全，有機質含量高，施用后可改良土壤，幫助維持并提高土壤肥力，增加土壤持水能力，促進有益微生物的生長，從而提高農產品品質與產量。 但，如果把沒有經過處理的糞便直接施入土壤內，一是遇水發酵產生高溫，容易燒根燒苗。二是微生物參與發酵而大量活動，消耗氧氣，造成土壤缺氧，將會致使生長較弱的作物死亡。三是糞便在發酵時會產生臭味，招來蠅蛆，危害作物生長。 因此，現在人們廣泛開展對畜禽糞便肥料化技術的研究。堆肥化是處理各種有機廢棄物的有效方法之一。畜禽糞便經過良好的堆肥，具有改善土壤結構、提高土壤功能、增加土壤有機質、促進作物生長和增產的效用。 有機肥生產設備：禽畜糞便處理設備可以在短

11、期內,將禽畜糞便處理成有機肥,所以也稱有機肥生產設備。 禽畜糞便處理設備主要由五部分組成(如圖所示)：(1)混合攪拌機、(2)螺旋輸送機、(3)加壓混煉機、(4)粉碎機、(5)電氣控制系統?；旌蠑嚢铏C：使禽畜糞便與配料 混合均勻。螺旋輸送機：把攪拌混合后的原 料送進加壓混煉機中。加壓混煉機：擠壓磨混內部混合 物使其升溫，殺死或抑制低溫 菌等。粉碎機：粉碎混煉機處理后的物 料。電器控制系統：控制系統中各部 件動作，使系統正常運行。 有機肥生產工藝流程圖 實驗證明實驗證明實驗方法如圖所示 生態 有機無機復合肥在青菜上的應用效果1）改善土壤物理性狀，提高土壤肥力 不同處理的土壤間的微生物數量差異顯著

12、，施用生態有機無機復合肥（有機肥+蔬菜復合肥）后微生物數量增加，其中細菌總數增加1-1.7倍，真菌數增加1-1.3倍，放線菌增加1.4-1.9倍，但不同堆肥的有機無機復合混肥之間的差異不顯著。由于堆肥內含有一定的酶促基質等活性物質，因此土壤酶活性有所提高。有利于土壤中養分的轉化及通透性提高；有利于土壤中有益微生物活動和繁殖。土壤中含氮有機物的分解，有機磷和無機磷的轉化都需要通過微生物進行。 2）對青菜農藝性狀的影響從表可以得知，堆肥產品對青菜的生長有利。處理B(施化肥)，處理C(生態有機無機復合肥)的鮮重分別為處理A（不施肥）的163.4%和232.3%；處理C的鮮重分別 為處理B的142.1

13、%。實驗結果3.2.2飼料化技術 畜禽糞便含有大量的營養成分，如粗蛋白質、脂肪、鈣、磷、維生素B12等;同時又是一種有害物的潛在來源，有害物質包括病原微生物、化學物質、殺蟲劑、有毒金屬、藥物和激素等。所以，畜禽糞便需經過無害化處理后才可用作飼料。 飼料化技術主要的處理方法有微波法、高溫干燥法、青貯法、化學法(用福爾馬林、乙烯、氫氧化鈉)等，將畜禽糞便經過高溫高壓、熱化、滅菌、脫臭等過程制成飼料添加劑。 料飼料化技術方法技術青貯法：糞便中碳水化合物的含量低，不宜單獨青貯，常和一些禾本科青飼料一起青貯，調整好青飼料與糞便的比例，并掌握好適宜含水量，就可保證青貯質量。青貯法不僅可防止糞便中粗蛋白損失

14、過多，而且可將部分非蛋白氮轉化為蛋白質，殺滅幾乎所有有害微生物。 干燥法：處理雞糞常用的方法。干燥法處理糞便的效率最高，而且設備簡單，投資小，糞便經干燥后可制成高蛋白飼料。這種方法既除臭又能徹底殺滅蟲卵，達到衛生防疫和生產商品飼料的要求。干燥法中自然干燥成本較低，節省能源，但缺點是效率低，濕營養成分損失較為嚴重，而且對環境的污染較為嚴重。人工干燥可以達到消毒、殺滅細菌、消除臭味的效果，但是養分損失較大，成本較高。分解法：利用優良品種的蠅、蝸牛等低等動物分解畜禽糞便，達到既提供動物蛋白質又能處理畜禽糞便的目的。這種方法比較經濟實用，生態效益顯著。但是一次投人成本過大，周期過長，不適合中小型養殖場

15、?，F以雞糞為例，介紹幾種技術處理制作過程。(1)自然干燥法。將收集到的雞糞剔除雜質，攤放在平坦干凈的水泥地面或塑料布上，翻動，曬至含水率13以下時，收集存放，備用。此法除冬季之外，其他季節都可進行。(2)簡單發酵法。雞糞干燥至78成干，粉碎過篩，摻入10糠麩，加水至含水量60，拌勻后裝入塑料袋、池、缸中發酵。發酵時間：氣溫20C以上1-2天，低于20C 23天。(3)青貯發酵法：35雞糞、35糠麩或秸稈粉、30青綠飼料混勻，含水量調至60%。按青貯飼料法操作裝缸、袋、窖。3050天后開窖飼用。 (4)氧化處理法：將鮮雞糞曬至含水量60，按干重的05加硫酸或1磷酸，繼續風干，使混合物水分降到35

16、，加入甲醛(3740)水溶液05 ，攪拌后風干。當水分降至30時，再按雞糞干重添加2尿素，攪拌使尿素充分溶解，自然干燥到含水量13后，裝袋備用。(5)機械加工處理法：主要有熱噴、膨化、充氧發酵法3種，具有省時、省力、無二次污染的優點，值得推廣。22 目前，國內外的畜禽糞便燃料化途徑主要有沼氣處理法和直接焚燒法。其中直接焚燒法，除在牧區有少量的直接燃燒外，其他用的較少。3.2.3.1 生產沼氣生產沼氣 沼氣法處理畜禽糞便的原理沼氣法處理畜禽糞便的原理是利用受控制的厭氧細菌的分解作用，將有機物(碳水化合物、蛋白質和脂肪)經過厭氧消化作用轉化為沼氣和二氧化碳。 集約化養殖場畜禽糞便轉化成能源，主要是

17、通過厭氧消化工藝轉化而獲得沼氣。采用以厭氧發酵為核心的能源環保工程，是目前畜禽糞便無害化處理、綜合利用最有效的方法。集約化養殖場，大多是水沖式清除畜禽糞便的，糞便含水量高。對這種高濃度的有機廢水，采用厭氧消化法具有低成本、低能耗、占地少、負荷高等優點，是一種有效處理糞便和資源回收利用的技術。 這種方法不但提供清潔能源(沼氣)，解決我國廣大農村燃料短缺和大量焚燒秸稈的矛盾，還能消除臭氣，殺死致病菌和致病蟲卵，解決了大型畜牧養殖場的畜禽糞便污染問題。沼氣法不但適于家禽的工廠化大規模生產，而且對于家庭的小規模養殖也非常有效。 以養雞為主導產業的福建省光澤縣興建了一座雞糞發電廠，并于2008年11月開

18、始投用，每年可供電3億多KWh。這是亞洲第一個利用家禽糞便發電的項目。 3.2.3能源化技術能源化技術233.2.3.2 發展燃料乙醇技術發展燃料乙醇技術 畜禽糞便中同樣也含有豐富的纖維素資源，而人們卻忽略把它作為乙醇化的原料。畜禽糞便纖維素的乙醇化研究在國外已開始有初步報道，而我國在這方面的研究還是一個空白。 Wen, Lisoetal. (2004)研究顯示，牛糞中纖維素含量為26.6%、半纖維素為11.3% 。Liao, Liuetal. ( 2006 )研究顯示，牛糞中纖維素含量為22%、半纖維素為12.5% 。豬糞中纖維素含量為32%、半纖維素為23%。從數量上來看，是相當可觀的，將

19、其作為制取乙醇的新型原料，具有良好的發展前景。 因而，如果能把這部分廢棄物充分利用起來，將其中的木質纖維素轉化為糖，進一步發酵成酒精，這不僅可以減少畜禽糞便類廢棄物帶來的環境污染問題，消除公害，保護環境，也是解決未來能源和資源短缺問題的重要途徑，以進一步代替糧食生產酒精，這必將成為解決畜禽糞便污染的新途徑。四四 我國糞污處理基本工藝模式我國糞污處理基本工藝模式 我國糞污處理基本工藝模式可分為三種，其中模式、適應范圍是：養殖規模在存欄2000頭以下，養殖場應位于非敏感區，周圍環境容量大，周邊有足夠土地能夠消納全部沼液、沼渣（干清糞工藝的養殖場不宜采用模式）。模式 適于能源需求不大且沼氣沼渣無法消

20、耗，廢水必須處理后達標排放或回用，養殖規模在存欄10000頭以上的情況。模式 糞尿連同廢水一起進入厭氧反應器、以能源利用和綜合利用為主要目的。 工藝適宜條件：養殖場規模為年出欄5000頭以下的豬場，日處理污水量50t以下。養殖場周圍應有較大規模的魚塘、農田、果園和蔬菜地，可供沼液、沼渣的綜合利用。沼氣用戶與養殖場距離較近。養殖場周圍環境容量大，環境不太敏感和排水要求不高的地區。模式 廢水進入厭氧反應器前先固液（干濕）分離、然后固液分別處理適于能源需求不大，主要以污染物減排為目的。 沼氣池中每天產生的大量沼液能否100%還田消納是實現畜禽養殖廢棄物資源化目標的關鍵。在我國，剩余沼液的排放是造成江河、湖泊富營養化的原因之一。沼液營養豐富、肥效高，是一種高效的有機肥。目前，將沼液還田實現種養平衡是沼液消納的主要方式。剩余的沼液可以儲存起來分季還田，也可發展剩余沼液與植物秸稈等干生物質混合的厭氧消化技術，還可以采用某些低成本好氧生物處理技術（例如：氧化塘，氧化溝等）處理剩余沼液，再作為回用水沖洗豬舍等。模式 適于能源需求不大且沼氣沼渣無法消耗，廢