姚燕來，薛智勇，王衛(wèi)平，朱鳳香，洪春來，陳曉旸

浙江省規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討

姚燕來，薛智勇，王衛(wèi)平，朱鳳香，洪春來，陳曉旸

（浙江省農業(yè)科學院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021）

總結浙江省規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖中廢棄物的污染及治理狀況，提出畜禽養(yǎng)殖固體廢物處置存在的主要問題，并提出相應的畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用新技術。

畜禽養(yǎng)殖；資源化利用；浙江

隨著我國人口數量不斷增加和經濟快速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對畜產品需求量逐年增大。2010年末，我國豬、牛、家禽存欄量已達到約4.6億頭、1.1億頭、53.5億只。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)朝著專業(yè)化、規(guī)?；该桶l(fā)展，并已成為我國養(yǎng)殖業(yè)的強勁發(fā)展趨勢。但與其形成鮮明對比的是我國畜禽養(yǎng)殖廢棄物管理和處置技術發(fā)展相對滯后，近30年來由于畜禽養(yǎng)殖造成的環(huán)境污染越來越嚴重［1］。2010年第1次全國農業(yè)污染源普查結果顯示，畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便年產生量達2.43億t，尿液年產生量達1.63億t［2］。全國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的化學需氧量、氨氮排放量分別達到1 184萬t和65萬t，占全國排放總量的比例分別為45%和25%，占農業(yè)源的95%和79%。根據 《全國畜牧業(yè)發(fā)展第十二個五年規(guī)劃》，到2015年，全國畜禽養(yǎng)殖總量將達到14億頭 （豬當量），規(guī)?；B(yǎng)殖總量將達到7億頭 （豬當量）。按照現有畜禽養(yǎng)殖污染防治水平測算，化學需氧量、氨氮的年排放量預計將分別達到1 260萬t和80萬t。畜禽養(yǎng)殖污染已經成為我國環(huán)境污染的重要來源。以畜禽養(yǎng)殖為重點控制農業(yè)污染、削減農業(yè)污染物排放總量已經列入國家“十二五” 污染物總量控制約束性指標［3］。

1 畜禽養(yǎng)殖污染及治理狀況

我國肉類年總產量已從1990年的2 857萬t增加到2013年的8 536萬t，并連續(xù)多年躍居世界第一 （圖1）。浙江省畜禽養(yǎng)殖總量較大，2012年僅生豬飼養(yǎng)量就達3 272.71萬頭，肉類總產量達180.80萬t，禽蛋產量48.14萬t，奶類 （牛奶）產量19.27萬t，而畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；潭雀亲咴谌珖傲?，全省蛋雞規(guī)模養(yǎng)殖比例已達94.07%，生豬規(guī)模養(yǎng)殖比例達81.13%，奶牛規(guī)模養(yǎng)殖比例達95.35%。全省畜牧業(yè)總產值達到549.04億元，占農業(yè)總產值的20.65%。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為浙江省農業(yè)和農村經濟發(fā)展的支柱產業(yè)之一，對保障食物安全、食品供給和增加農民收入具有重要的戰(zhàn)略作用。

畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖的快速發(fā)展，為農民收入的增加及當地經濟的發(fā)展做出了重要貢獻。但是浙江省人多地少，同時由于農業(yè)耕作方式的變更，局部地區(qū)養(yǎng)殖密度過高，畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖產生的廢棄物，嚴重超過當地土地承載能力，由此帶來的河流水源污染、農村環(huán)境惡化等問題突出，成為 “五水共治”整治重點之一。據測算浙江省每年畜禽養(yǎng)殖糞尿的排放量高達3 000萬t，其中畜禽糞年排放量超過1 300萬t，每年需處理病死豬在163.6萬～327.3萬頭。浙江省每年畜禽養(yǎng)殖廢棄物排放中氮、磷含量高達15.07萬t和9.29萬t，但這些有機廢棄物資源化利用率不到30%。2013年初上海黃浦江死豬事件又一次敲響了畜禽養(yǎng)殖污染治理的警鐘。

浙江省十分重視畜禽養(yǎng)殖污染治理，于2002年就啟動了畜禽養(yǎng)殖污染治理，將畜禽污染治理列入生態(tài)省建設、 “811” 行動工程等，并相繼出臺了 《浙江省人民政府辦公廳關于促進商品有機肥生產與應用的意見》《浙江省商品有機肥推廣應用實施辦法》《關于加強畜禽養(yǎng)殖污染防治促進畜牧業(yè)轉型升級的決定》《中共浙江省委浙江省人民政府關于全面實施 “河長制”進一步加強水環(huán)境治理工作的意見》 （浙委發(fā) 〔2013〕36號） 等一系列政策文件，制定了 “五水共治” 戰(zhàn)略部署，將違規(guī)養(yǎng)殖場列入 “三改一拆” 的整治范圍，各級政府對畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖廢棄物處理利用技術研究的投入逐年增加，但目前對于規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物的處置基礎設施和技術規(guī)范還遠未到位，大量的畜禽養(yǎng)殖廢棄仍未能被有效地處置和利用，不僅使得廢棄物資源白白浪費，而且還造成水源、空氣污染，導致農村生態(tài)環(huán)境污染加劇，加大了農業(yè)面源污染治理壓力，更不能適應當前新農村建設和“五水共治” 要求。

圖1 1990-2013年我國肉類產量及人均占有量的變化

2 畜禽養(yǎng)殖固體廢物處置存在的主要問題

目前好氧發(fā)酵堆肥生產商品有機肥仍是我國畜禽糞最主要的處置利用方式，其設施簡便、處理量大、周期短、生產成本相對較低，畜禽糞經無害化高溫發(fā)酵堆腐后，含水率大幅度降低、有害病原微生物基本殺滅，運輸和施用都較為方便，但有機肥產品質量需要符合NY 525-2012有機肥料標準。浙江省現有登記有機肥企業(yè)140家，累計年設計生產能力192.93萬t，2013年實際生產量為97.54萬t，消納畜禽糞306.00萬t。雖然近幾年來，在浙江省政府的大力支持下，浙江省商品有機肥生產發(fā)展迅速，產能不斷擴大，但全省有機肥生產企業(yè)設計能力一般小于2萬t，大部分企業(yè)實際生產能力僅為0.5萬t左右，部分甚至在0.1萬t上下。由于生產規(guī)模較小，雖然有機肥企業(yè)數量較多，但是與浙江省畜禽糞產生總量相比較，處理量仍然較小，只占其中的24%左右，仍有一大部分畜禽糞未經無害化處理就被直接利用或者釋放到環(huán)境中，造成了疫病傳播和生態(tài)環(huán)境污染的危害。另外采用常規(guī)堆肥技術需要耗費大量的木屑、礱糠等干輔料用來調節(jié)水分，近年來由于這些輔料的價格不斷上漲，加上勞動力資源、工人工資福利等諸多因素影響，商品有機肥生產成本不斷增加，浙江省商品有機肥企業(yè)大多數由于規(guī)模小，產品單一，裝備簡陋，生產粗放，質量不穩(wěn)，造成企業(yè)產品競爭力不強，傳統(tǒng)的堆肥發(fā)酵技術用于畜禽廢棄物生產商品有機肥使得企業(yè)獲利空間越來越小。有些企業(yè)因為追求政府招標采購項目，重投標數量，輕產品質量，為了加快生產速度，提高產量，追求利益最大化，隨意縮短發(fā)酵周期甚至未經堆肥發(fā)酵過程，將未經充分發(fā)酵腐熟的有機肥作為商品有機肥出售現象也屢見不鮮；還有部分有機肥企業(yè)為了降低生產成本，增加有機肥重量，獲取非正當收益，利用目前相關標準檢測指標不夠完善，刻意在有機肥生產過程中摻土 （河道底泥、泥砂） 和粉煤灰等，有的甚至利用污水處理廠污泥進行摻混，還能套取部分污泥處置費，然后參與低價競標。部分雜質如污泥、粉煤灰等本身可能含有大量的重金屬、有機污染物。這些廢棄物的添加不僅未能有效解決畜禽養(yǎng)殖廢棄物的污染問題，而且嚴重侵害了農民利益，同時使得有機肥中重金屬、有機污染物等嚴重超標，成為農田土壤的污染源。施用了這樣的有機肥不僅不能提升耕地質量，而且還會破壞耕地質量，進而成為農產品質量安全的重大隱患。因此在政府補貼主導的有機肥生產背景之下，推廣應用畜禽廢棄物處理新技術，降低畜禽廢棄物處理成本，提升企業(yè)獲利空間，提高企業(yè)生產的積極性，并進一步擴大產能，同時加強有機肥質量監(jiān)管，堅決杜絕摻假有機肥流入市場并進入農田，才能真正有效促進浙江省畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處置和利用，減少畜禽養(yǎng)殖廢棄物污染的排放，保護生態(tài)環(huán)境，成為我省“五水共治” 長效機制的重要組成部分。

3 畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用新技術

針對傳統(tǒng)畜禽糞堆肥化處理技術存在的缺陷和不足，浙江省農業(yè)科學院環(huán)境資源與土壤肥料研究所在多年研究的基礎上，開發(fā)了蠅蛆生物脫水和生物轉化處理畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物的資源化高值化利用新技術。該技術在新鮮畜禽糞便中適量接種人工繁殖孵化的蠅蛆，利用蠅蛆的消化和蠕動作用，對畜禽養(yǎng)殖廢棄物進行轉化和高效生物脫水，解決了新鮮畜禽糞含水量高、不能直接快速堆肥發(fā)酵的技術難題，取消了傳統(tǒng)堆肥調節(jié)水分對輔料的依賴。經蠅蛆處理的新鮮畜禽糞含水率從75%左右下降至60%左右，可直接用于高溫堆肥，避免了有機肥的養(yǎng)分稀釋，生產的有機肥比市售普通有機肥的氮、磷、鉀養(yǎng)分總量高出30%～50%，而且含有大量小分子有機物質，提高了有機肥的肥效，更有利于促進作物生長，有機肥料完全符合國家相關標準，是有機農業(yè)和綠色食品生產用肥的首選。采用該技術的堆肥周期比常規(guī)堆肥可縮短5 d以上，提高了堆肥效率。處理后的畜禽糞經蛆糞分離，可同時獲得鮮蛆，能直接用于家禽、水產等動物飼養(yǎng)，也可用來加工蠅蛆蛋白粉，用作家禽、水產等動物飼料的高蛋白添加劑。蠅蛆蛋白是一種高蛋白、高脂肪、氨基酸含量較全面的動物性蛋白資源。干蠅蛆的蛋白質含量為52%～60%，脂肪含量22%，糖類含量3.1%，氨基酸總量達到50%左右。更為重要的是它還含有殼聚糖、抗菌肽等天然活性抗菌成分，具有很好的飼用、藥用和食用價值，被譽為“動物的營養(yǎng)寶庫”。經甲魚等高檔水產養(yǎng)殖試驗示范證明，應用蠅蛆蛋白，可顯著降低甲魚的死亡率，減少病害用藥，提高甲魚的產量和品質。該技術在傳統(tǒng)有機肥生產的基礎上，通過工藝改進，降低了畜禽糞便的處理成本，在獲得高質量有機肥的同時可獲得高價值的蠅蛆蛋白，實現了傳統(tǒng)有機肥生產的轉型升級，延長了有機肥生產的產業(yè)鏈，提升了有機肥企業(yè)的市場競爭能力，促進了企業(yè)處理畜禽養(yǎng)殖廢棄物的積極性。

杭州天元農業(yè)開發(fā)有限公司生豬存欄量達到15萬頭，與浙江省農業(yè)科學院合作，利用 “規(guī)?；壡B(yǎng)殖處理畜禽糞技術”，將每天產生的80 t以上豬糞通過蠅蛆處理后，產出鮮蛆5 t左右、高品質有機肥20 t以上。生產出的蠅蛆作為優(yōu)質新型飼料蛋白供給家禽和高檔水產等養(yǎng)殖戶。據測算，蠅蛆工廠年新增產值500多萬元，除去設備折舊和人工等成本，能為公司新增效益50多萬元。而更重要的是，通過該技術的運用解決了公司每年近3萬t豬糞無害化處理問題。

畜禽尸體的無害化處置是畜禽養(yǎng)殖無法避免但又棘手的難題之一。目前國內外對病死動物無害化處理主要有焚燒法、化制法、掩埋法、堿解法和發(fā)酵法，還有冰凍法和鹽腌法，但這些技術或存在無害化不徹底容易造成二次污染，或者存在處置成本高，無法大面積推廣應用等問題。浙江省農科院環(huán)土所與桐鄉(xiāng)市石門鎮(zhèn)同潤現代農業(yè)科技專業(yè)合作社共建的 “養(yǎng)殖固廢資源化工程技術中心”，在病死動物經濕法化制高溫高壓無害化處理基礎上，開發(fā)了 “化制生物轉化法”，利用蠅蛆生物轉化獲得昆蟲蛋白和高品質有機肥技術，實現了病死畜禽無害化處理殘余物的資源化利用。為病死動物無害化處理和資源化高值化利用提供了新模式，既解決了病死動物對環(huán)境造成的污染問題，又將廢棄物實現資源化高值化利用。采用該技術平均每噸病死動物可生產鮮蠅蛆200 kg，按市場價3元·kg-1計，產值可達600元；同時，蠅蛆養(yǎng)殖轉化后的殘余物進一步通過高溫堆肥可生產出約1 t有機肥，按市場價550元·t-1計，價值550元，每噸病死動物無害化處理和資源化高值化利用后總產值達1 150元。工程中心年處置能力為7 000 t病死動物，全年滿負荷運行可產鮮蛆超過1 400 t，蠅蛆產值達400多萬元；同時蠅蛆養(yǎng)殖殘余物進一步堆肥可生產有機肥超過7 000 t，病死動物無害化處理試運行估算成本約每噸900元，經無害化處理后的病死畜禽殘余物，再通過蠅蛆生物轉化和堆肥技術進行資源化高值化利用可有效緩解病死動物處置的經濟壓力。與其他類似的處理方法相比，有效保證了企業(yè)對病死動物無害化處置的持續(xù)健康運行。新技術的應用能有效避免病死動物隨意丟棄造成土壤及水體生態(tài)環(huán)境污染，同時也消除了濕化制工藝中產生的烘干固態(tài)物和油脂產品直接作為飼料或食品流入市場的潛在風險，使病死動物的處置更科學合理、更安全高效，讓政府和百姓更放心，社會更安定。

［1］ 吳根義，廖新俤，賀德春，等.我國畜禽養(yǎng)殖污染防治現狀及對策 ［J］.農業(yè)環(huán)境科學學報，2014，.33（7）：1261-1264.

［2］ 中華人民共和國環(huán)境保護部.中華人民共和國國家統(tǒng)計局，中華人民共和國農業(yè)部.第1次全國污染源普查公報［R］.北京：中華人民共和國環(huán)境保護部等，2010.

［3］ 中華人民共和國環(huán)境保護部.“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制指南 ［C］.北京：中華人民共和國環(huán)境保護部，2010.

（責任編輯：）

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0528-9017（2014）12-0000-00

文獻著錄格式：姚燕來，薛智勇，王衛(wèi)平，等.浙江省規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖固體廢棄物資源化利用途徑的探討 ［J］.浙江農業(yè)科學，2015，56（1）：0-0.

2014-11-12

公益性行業(yè) （農業(yè)）科研專項 （201203050）；國家科技支撐計劃 （2012BAC17B02-2-1）

姚燕來 （1981-），男，副研究員，博士，主要從事廢棄物資源化利用研究工作。