贵州六盘水市水城区畜禽粪污处理技术及可持续发展策略

摘要

为了解贵州省六盘水市水城区畜禽粪污产生及利用情况，根据水城区农业农村局畜禽养殖统计数据，分析当地养殖场畜禽粪污产生及利用情况。调查发现，水城区主要采取利用堆肥技术、厌氧发酵技术、生物处理技术和生态处理技术等几种处理方式对畜禽粪污进行处理。水城区畜禽粪污综合处理利用率较高，但仍然存在一些问题，通过推行干式清粪、控载畜禽数量、加强政策性支持等措施，可改进综合处理方案，促进可持续发展。

Graphical abstract

关键词

畜禽粪污 / 堆肥 / 厌氧发酵 / 生物处理 / 综合处理技术

在畜禽养殖业快速发展进程中，粪污处置与资源化利用问题日益凸显，对生态环境造成的压力也不断增加。畜禽粪污既含有丰富的有机质、氮磷钾等植物生长所需营养元素，同时也存在病原体、重金属离子、兽药残留等潜在污染物质。这些物质如果直接排放到环境中，会导致土壤污染、水体富营养化、空气污染等一系列环境问题^[1]。采用科学合理的处理技术和管理措施对畜禽粪污进行有效的处理和利用，可促进养殖业绿色、可持续化发展。

贵州省六盘水市地形以山地为主，气候湿润，土壤类型多样，农业种植以玉米、马铃薯、蔬菜等为主，畜禽养殖以生猪、肉牛、肉羊和家禽为主，养殖模式包括规模化养殖和散养，养殖业在当地农业经济中占重要地位。近年来，随着环保力度进一步增大，相关部门出台了一系列相关政策法规，在畜禽粪污治理和资源化利用方面取得了重大进展，如：贵州黔南等地区多数养殖场采用发酵床技术，对畜禽粪污进行资源化利用，但由于技术问题，难以获得大范围推广应用；又如福泉市则开展种养循环示范基地，推动粪肥低成本还田利用率，使畜禽粪污资源化利用率得到明显提升^[2]。水城区积极推进规模养殖场粪污处理设施配套和畜禽粪污资源化率提升工作，但目前仍存在诸多问题，如部分养殖场处理设施简陋，处理技术落后，资源利用率低且缺乏科学管理和政策的有效落实。

本文系统分析贵州省六盘水市水城区畜禽粪污处理的现状与资源化利用的潜力，综述了堆肥技术、厌氧发酵技术、生物处理技术和生态处理技术等几种常见处理方式，针对当地养殖场应用及管理现状，提出相应的发展策略，以期为当地粪污处理利用工作提供指导，促进畜禽养殖业可持续发展。

1 水城区畜禽粪污产生及利用情况

水城区畜禽养殖集约化、规模化程度水平不断提高，根据水城区农业农村局（2024年）数据，现有50头生猪当量以上养殖场户822家，其中有水城温氏畜牧有限公司、六盘水大丰农牧发展有限公司、贵州六盘水厚全生态农业有限公司、贵州山水黔农养殖有限公司、贵州大胖牛农业科技有限公司、六盘水云沃养殖有限公司等21个大型养殖场，畜禽散养户近70 000户。参考2022年6月24日农业农村部办公厅和生态环境部办公厅印发的《畜禽养殖场（户）粪污处理设施建设技术指南》，2024年，水城区畜禽饲养量达到320.82万头（只、羽），折算猪当量为64.1万头，年产生固体粪污总量为90.41万t左右，年产生液体粪污总量172.91万t左右，产生粪污总量263.32万t（表1），全区畜禽粪污综合利用率均持续保持80%以上。

近年来，水城区按照“源头减量、过程控制、末端利用”治理途径，推广畜禽粪污无害化处理的工艺、有机肥使用等各项技术，构建产业融合、种养平衡、农牧结合的循环体系，支持大中型畜禽规模养殖场和有机肥专业化、社会化服务组织加工生产有机肥，支持小型畜禽养殖场采取堆沤发酵方式就近就地还田、污水肥料化利用等方式，提升全区畜禽粪污资源化利用率。目前，水城区51家规模养殖场设施配套均已通过环保和农业部门共同验收，通过验收，规模化养殖场废弃物综合利用设施配套率达100%，规模养殖场粪污处理设施装备配套率达100%，畜禽粪污综合利用率均持续保持80%以上。

2 畜禽粪污处理技术及其资源化应用

2.1 堆肥技术

粪污堆肥先将粪污与秸秆、锯末等调理剂按比例混合，调节碳氮比至（25∶1）~（30∶1）、含水率60%左右；然后建堆（高1.2~1.5 m），通过翻抛控制温度在55~65 ℃并维持5~7 d杀菌；最后在后期降温腐熟30~45 d，检测达标后即得有机肥。水城区的畜禽养殖产生的粪便量较大，堆肥技术能够将粪便转化为有机肥料，实现资源化利用。当地农业种植对有机肥料的需求也较大，堆肥产品有一定的市场前景^[3]。以5 000头育肥猪场为例，有机肥年产量可达6 000余t，产值可达200多万元。然而，堆肥过程需要占用较大的场地，且发酵时间较长，受气候条件影响较大。在水城区的山地地形条件下，寻找合适的堆肥场地和销售渠道存在一定困难。此外，堆肥过程中产生的臭气也可能对周边环境造成影响，需要采取有效的除臭措施。堆肥技术适用于土地资源相对丰富、气候条件适宜的地区，特别是周边有大量农田需要有机肥的养殖场。对于水城区的小规模养殖场和散养户，若能解决场地和销售渠道问题，堆肥技术具有较好的应用前景^[4]。

2.2 厌氧发酵技术

厌氧发酵技术可以将畜禽粪污转化为沼气和沼肥，实现能源化和肥料化利用。水城区气候湿润，有利于厌氧发酵微生物的生长和繁殖。同时，当地农村地区对清洁能源的需求较大，沼气可以作为燃料供农户使用^[5-6]。水城区某养殖场已利用厌氧发酵技术成功扩大粪污利用效益，并达到了节能减排的目的，其沼气日产量达到260 m³，年产沼液量达到4万t，以稻田化肥用量计，其消纳量达到了800 hm^2[7]。但是，厌氧发酵技术对设备和管理要求较高，投资成本较大。对于小规模养殖场和散养户来说，可能难以承担建设和运营成本。此外，沼液的处理和利用也是一个问题，需要配套相应的储存和输送设施，以确保沼液能够合理还田，避免对土壤和水体造成污染。为提高发酵处理畜禽粪污的应用效率，林飞^[8]利用半渗透静态膜式发酵处理技术（结合了纳米发酵膜、智能控制系统和鼓风系统等多项新技术），在确保堆肥产量的同时，解决了运行成本高，投入过大，二次污染严重等一系列问题。厌氧发酵技术适用于规模较大、资金雄厚的养殖场，特别是周边有清洁能源需求的地区。对于水城区的小规模养殖场和散养户，若能通过政策引导和资金支持降低投资成本，厌氧发酵技术具有广阔的应用前景^[4]。

2.3 生物处理技术

生物处理加工技术是利用微生物或生物作用转化粪污，当前利用黄粉虫和黑水虻等昆虫将畜禽粪污转化为可利用资源受到广泛关注^[9]，这些昆虫能够有效降解畜禽粪污中的有机物和有害物质，具有处理效果好、无二次污染等优点。研究显示，黑水虻对新鲜猪粪的转化率可达到28%，对家禽粪便同样具有明显转化率，可将家禽粪便转化为含35%~44%粗蛋白的有机养料^[10]。黄粉虫通过自身消化酶和微生物作用，可高效分解粪污中可利用营养物质，将粪污降解为自身可利用的有机质，从而降低对环境的污染^[9]。水城区的畜禽养殖环境较为复杂，生物处理技术可以适应不同的养殖条件。然而，生物处理技术的处理成本相对较高，且昆虫和生物制剂的选择和使用需要专业知识，对养殖场（户）的技术水平要求较高。此外，生物处理技术的应用还需要进一步加强研究和推广，以提高其处理效率和稳定性。同时，针对生物处理技术的政策支持较少，缺乏资金补贴和技术指导^[11]。对于水城区的小规模养殖场和散养户，若能通过技术培训和市场推广降低技术门槛和市场风险，生物处理技术具有较好的应用潜力。

2.4 生态处理技术

粪污生态处理技术依托生态系统自净能力，如构建人工湿地，利用水生植物、微生物和基质协同吸附降解污染物。生态处理技术中的人工湿地和氧化塘能够利用自然生态系统的净化能力处理畜禽粪污，具有成本低、环境友好等优点^[12]。水城区拥有丰富的自然资源，可以为生态处理技术的应用提供有利条件。但是，生态处理技术的占地面积较大，处理效果受季节和气候条件影响较大，目前尚处于推广阶段。并且在水城区的山地地形条件下，建设大规模的人工湿地和氧化塘可能存在一定困难。生态处理技术适用于土地资源相对丰富、气候条件适宜的地区，特别是周边有水体需要保护的养殖场。对于水城区的小规模养殖场和散养户，若能结合当地自然条件合理规划人工湿地，生态处理技术具有较好的应用前景^[13]。

3 堆肥发酵处理应用效果分析

以水城区某中型生猪养殖场为例，场内具备干清粪设备、好氧堆肥车间、沼气池、沼气净化装置、沼液储存池和灌溉设备等，处理流程图见图1。

收集的畜禽粪污进行固液分离，液肥放入专用收集池发酵，禽畜粪便则通过好氧堆肥的方式进行生态处理。充分利用农作物秸秆,切碎,混入畜禽粪便,使其搅拌、发酵。工艺控制中根据堆肥物料的温度、水分、氧含量等参数的变化，添加生石灰、草木灰、好氧菌等物质,调整微生物发酵环境，调整pH值至6~8，增加生物肥中微量元素，促进其发酵速度。

通过综合处理，基本实现了畜禽粪污的有效处理和资源化利用，该养殖场的污染物去除率显著提高。在好氧堆肥过程中，有机物分解转化为腐殖质，有效降低了粪便中的有机物含量，化学需氧量（COD）去除率达到70%以上，总氮（TN）去除率达到60%左右，总磷（TP）去除率达到50%以上。厌氧发酵过程中，沼气池对污水中的COD去除率高达85%以上，氨氮（NH₃-N）去除率达到75%左右，有效减少了污染物的排放。在资源利用率方面，该养殖场产生的沼气满足了自身部分能源需求，减少了对外部能源的依赖，实现了能源的自给自足。经过生态处理后的畜禽粪尿中仍保留了大量的N、P、K等营养元素,能为作物提供营养物质，沼液和沼渣结合农业时令安排,一部分直接还土还田，多余的进一步加工制成生物有机肥还田，不仅减少了化肥的使用量，降低了农业生产成本，还提高了土壤肥力，改善了土壤结构，农作物产量相比使用化肥提高了10%~15%。

4 畜禽粪污治理与可持续发展策略

4.1 全面推行干式清粪

畜禽粪污治理中，要推行粪污减量化生产配套技术体系：完善饲养管理工艺和操作规程，配备必要设施，将水冲清粪改为干式清粪，控制用水，明沟排污改暗道排污，实施雨污分流，以规范养殖场（户）粪污排放管理。散养及小规模养殖户（存栏生猪100头以下）粪污处理以就近还田为原则，可利用原有粪池或新建适配畜粪池收集存储粪污，施肥季施用于农田。

中型规模养殖场（存栏生猪100~500头）要实施标准化治理，建设干粪堆积池、粪污池及三格沉淀池降解粪污，处理后粪污或污水可直接还田作有机肥。大型规模养殖场（存栏生猪500头以上）应构建循环利用模式，配套建设干粪棚、污水处理池等设施，发酵粪污后供场区内外农业种植、林业经营主体还田利用。鼓励通过土地流转等，推动养殖场与种植大户、林业经营户及家庭农场建立衔接机制，实现畜禽粪污就近高效转化^[14]。

4.2 合理控制畜禽数量

畜禽粪污治理要以粪污产生量与土地消纳能力平衡为基准，严格管控禁养区、限养区内畜禽养殖场所的新建、扩建和改建。有序推进禁养区内规模养殖场关停或转迁。对养殖密度高的镇域或村域，要根据畜禽养殖空间分布，遵循适度规模养殖、配套建设排泄物治理设施、种养结合的原则，确保建设符合区域规划，依法办理用地、环保审批手续，落实环保“三同时”制度和排污许可证管理制度。

4.3 加强政策性支持

相关部门明确属地管理与落实环评与监管制度，建立直联直报系统；中央与地方财政通过“以奖代补”、专项补贴等支持设施建设，鼓励公私合营（PPP模式）撬动社会资本；同时，发布指南与标准，推广种养结合、差异化处理等模式，支持第三方机构发展循环产业链；制定有限空间作业规范，明确还田标准与台账管理；利用新媒体、入户指导普及政策技术，组织培训提升基层能力。多措并举促进畜禽粪污综合利用率显著提升。

5 结 语

随着畜牧业规模的不断扩大，粪污产生量日益增加。积极探索并应用科学有效的综合处理技术，是推动当地畜牧业绿色转型、实现农业可持续发展的关键举措。未来，六盘水市水城区将持续深化技术研发推广、强化政策支撑、优化产业协同，不断提升六盘水市水城区畜禽粪污处理与综合利用水平，为构建“种养结合、循环发展”的农业生态系统提供有力保障。

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