文|李國(guó)良(山東省郯城縣畜牧發(fā)展促進(jìn)中心)
隨著全球畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,畜禽廢棄物的產(chǎn)生量也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。畜禽廢棄物的大規(guī)模排放不僅給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,還對(duì)公共衛(wèi)生帶來了潛在威脅。因此,畜禽廢棄物的資源化利用和無害化處理成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和關(guān)注的焦點(diǎn)。筆者旨在綜述畜禽廢棄物資源化利用及無害化處理的研究進(jìn)展,并對(duì)相關(guān)技術(shù)和方法進(jìn)行總結(jié)和評(píng)估。以期通過筆者的綜述,讓養(yǎng)殖人員全面了解畜禽廢棄物資源化利用及無害化處理領(lǐng)域的研究進(jìn)展,為進(jìn)一步推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo),以實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物的可持續(xù)管理和環(huán)境友好處理。
1.畜禽廢棄物的產(chǎn)生和組成。畜禽廢棄物是指在畜禽養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的各種廢棄物,包括糞便、剩余飼料、屠宰廢棄物等。畜禽廢棄物的產(chǎn)生量巨大,與養(yǎng)殖規(guī)模和密度密切相關(guān)。養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致了畜禽廢棄物產(chǎn)生量的快速增加。畜禽廢棄物的組成復(fù)雜,含有大量有機(jī)物質(zhì)、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素,同時(shí)也含有微生物、重金屬和有害物質(zhì)等。其主要特點(diǎn)包括高含氮、高含磷和高含水量,使得處理過程面臨著挑戰(zhàn)。
2.畜禽廢棄物對(duì)環(huán)境和公共衛(wèi)生的潛在影響。未經(jīng)處理的畜禽廢棄物對(duì)環(huán)境和公共衛(wèi)生帶來潛在的影響。首先,畜禽廢棄物中的營(yíng)養(yǎng)元素會(huì)被排放到環(huán)境中,導(dǎo)致水體和土壤的富營(yíng)養(yǎng)化,引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華等環(huán)境問題。其次,廢棄物中的微生物和病原體可能傳播疾病,對(duì)人畜健康構(gòu)成威脅。此外,廢棄物的氣味和氨氣排放也會(huì)給周邊居民帶來不適和環(huán)境污染問題。廢棄物的堆積和處理不當(dāng)還可能引發(fā)地下水和地表水的污染,破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡。
3.畜禽廢棄物處理面臨的挑戰(zhàn)和問題。畜禽廢棄物處理面臨著一系列的挑戰(zhàn)和問題。首先,處理大規(guī)模的畜禽廢棄物需要耗費(fèi)大量的資源和能源,處理成本較高。其次,廢棄物的高含水量和高濃度使得處理過程復(fù)雜,涉及廢棄物的收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和處理等環(huán)節(jié),需要綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素。此外,廢棄物的處理和利用涉及政策、法規(guī)和社會(huì)接受度等方面的問題。缺乏相關(guān)的政策支持和監(jiān)管機(jī)制可能限制了廢棄物處理技術(shù)的推廣和應(yīng)用。同時(shí),公眾對(duì)畜禽廢棄物處理廠的負(fù)面印象和顧慮也是一個(gè)重要的問題,需要加強(qiáng)宣傳和教育工作。
1.生物能源利用。
(1)沼氣發(fā)酵。沼氣發(fā)酵是將畜禽廢棄物通過微生物分解產(chǎn)生沼氣的過程。通過控制發(fā)酵條件和優(yōu)化發(fā)酵菌群,可以高效地將廢棄物轉(zhuǎn)化為沼氣,同時(shí)產(chǎn)生有機(jī)肥料作為副產(chǎn)品。沼氣可以用于發(fā)電、取暖、烹飪等,有效利用了廢棄物的能源價(jià)值。
(2)生物質(zhì)能源生產(chǎn)。生物質(zhì)能源生產(chǎn)是利用畜禽廢棄物作為原料生產(chǎn)生物質(zhì)能源的過程。通過生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù),如生物乙醇和生物柴油的生產(chǎn),可以將廢棄物轉(zhuǎn)化為可再生能源。這種方法可以減少對(duì)化石能源的依賴,并減少溫室氣體排放。
2.有機(jī)肥料制備。
(1)堆肥技術(shù)。堆肥技術(shù)是將畜禽廢棄物與其他有機(jī)廢棄物混合堆積,并通過微生物分解、發(fā)酵和轉(zhuǎn)化過程,制備有機(jī)肥料的方法。在適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度和通氣條件下,廢棄物中的有機(jī)物質(zhì)逐漸分解,產(chǎn)生穩(wěn)定的有機(jī)肥料,具有良好的肥效和土壤改良作用。
(2)有機(jī)肥料加工技術(shù)。有機(jī)肥料加工技術(shù)包括對(duì)畜禽廢棄物進(jìn)行干燥、粉碎、壓制等處理,制備成顆粒狀有機(jī)肥料或復(fù)合有機(jī)肥料。通過加工處理,可以提高有機(jī)肥料的質(zhì)量穩(wěn)定性和使用便利性,滿足市場(chǎng)需求。
3.基于廢棄物的其他產(chǎn)品開發(fā)。
(1)蛋白質(zhì)提取和利用。畜禽廢棄物中富含蛋白質(zhì),通過適當(dāng)?shù)牡鞍踪|(zhì)提取技術(shù),可以從廢棄物中提取出高質(zhì)量的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)可以應(yīng)用于食品加工、飼料制備和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄物中蛋白質(zhì)資源的高值利用。
(2)畜禽廢棄物中的微量元素回收。畜禽廢棄物中含有一定量的微量元素,如鋅、銅、鎂等。通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理,可以從廢棄物中回收這些微量元素,用于農(nóng)業(yè)肥料的制備或其他工業(yè)用途,減少對(duì)原始礦物資源的依賴。
1.畜禽廢棄物的物理處理方法。
(1)熱處理技術(shù)。熱處理技術(shù)是通過高溫處理畜禽廢棄物,以達(dá)到殺滅微生物和分解有機(jī)物的目的。常見的熱處理方法包括高溫燃燒、高溫干燥和高溫蒸汽處理等。這些方法可以有效地降低廢棄物的體積和重量,并消除潛在的臭味和病原體。
(2)壓縮和包裝技術(shù)。壓縮和包裝技術(shù)是將畜禽廢棄物進(jìn)行物理壓縮和包裝,以減少體積和便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。通過使用專用的壓縮設(shè)備和包裝材料,可以將廢棄物壓縮成塊狀或固體狀,減少?gòu)U棄物的占地面積,并防止異味和病原體的散發(fā)。
2.畜禽廢棄物的化學(xué)處理方法。
(1)消毒和滅菌技術(shù)。消毒和滅菌技術(shù)是通過使用化學(xué)物質(zhì)來殺滅或抑制廢棄物中的微生物和病原體。常用的消毒劑包括氯化物、過氧化物和臭氧等,這些化學(xué)物質(zhì)可以有效地消除廢棄物中的病原體,減少對(duì)環(huán)境和公共衛(wèi)生的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
(2)化學(xué)中和與固化技術(shù)?;瘜W(xué)中和與固化技術(shù)是將廢棄物中的有害物質(zhì)與化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物,以降低其毒性和危害性。通過添加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑,如固化劑或中和劑,可以將廢棄物中的有害物質(zhì)固定在廢棄物基質(zhì)中,從而實(shí)現(xiàn)無害化處理的目的。
3.畜禽廢棄物的生物處理方法。
(1)好氧和厭氧處理技術(shù)。好氧處理技術(shù)利用氧氣來分解和降解廢棄物中的有機(jī)物質(zhì),通過微生物的活動(dòng)將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無害物質(zhì)。厭氧處理技術(shù)則是在缺氧條件下,利用厭氧微生物將廢棄物中的有機(jī)物質(zhì)分解為甲烷和二氧化碳等產(chǎn)物。這些生物處理技術(shù)能夠有效地降解廢棄物中的有機(jī)物質(zhì),減少環(huán)境污染和氣體排放。
(2)微生物降解和分解技術(shù)。微生物降解和分解技術(shù)是利用特定的微生物菌種來降解和分解廢棄物中的有機(jī)物質(zhì)。通過選用適宜的微生物菌種和優(yōu)化處理?xiàng)l件,可以高效地將廢棄物中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。這種技術(shù)具有較高的環(huán)境友好性和處理效果。
1.技術(shù)挑戰(zhàn)和瓶頸。畜禽廢棄物資源化利用和無害化處理面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)和瓶頸。首先,廢棄物的復(fù)雜組成和高含水量使得處理過程更加復(fù)雜和困難,需要開發(fā)和應(yīng)用適合的技術(shù)和工藝。其次,廢棄物的大規(guī)模處理和高處理能力的要求對(duì)設(shè)備和工程的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn),需要解決設(shè)備成本高、運(yùn)行穩(wěn)定性和能耗等問題。另外,廢棄物中的微生物和致病菌的抑制和殺滅也是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題,需要研發(fā)高效的消毒和滅菌方法。
2.政策和法規(guī)的影響。政策和法規(guī)對(duì)畜禽廢棄物處理的影響至關(guān)重要。制定和實(shí)施相關(guān)的政策和法規(guī)能夠推動(dòng)廢棄物資源化利用和無害化處理的發(fā)展,建立規(guī)范的管理機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)。然而,政策的缺乏或不完善、監(jiān)管機(jī)構(gòu)的不配套以及政策執(zhí)行的問題等都可能對(duì)廢棄物處理的實(shí)施產(chǎn)生負(fù)面影響。因此,需要加強(qiáng)政策的制定和調(diào)整,提高監(jiān)管的力度和有效性,為廢棄物處理提供良好的政策環(huán)境和法規(guī)支持。
3.可持續(xù)發(fā)展的前景。畜禽廢棄物資源化利用和無害化處理的可持續(xù)發(fā)展前景是積極的。隨著環(huán)保意識(shí)的提高和可持續(xù)發(fā)展理念的普及,對(duì)廢棄物處理的要求越來越高。資源化利用和無害化處理正成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。未來的發(fā)展趨勢(shì)是將廢棄物處理與能源利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)保相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)廢棄物的高效利用和資源化循環(huán)。同時(shí),技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步將為廢棄物處理帶來更多機(jī)遇和可能性,如新型生物處理技術(shù)、高效能源回收技術(shù)等的應(yīng)用。此外,畜禽廢棄物處理的可持續(xù)發(fā)展還需要加強(qiáng)公眾參與和社會(huì)共識(shí)。公眾對(duì)廢棄物處理的認(rèn)知和接受度對(duì)于推動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用和政策的實(shí)施至關(guān)重要。加強(qiáng)宣傳教育,提高公眾對(duì)廢棄物處理的認(rèn)知和理解,加強(qiáng)與社會(huì)大眾的溝通和合作,形成共建共享的社會(huì)氛圍,將有助于推動(dòng)廢棄物處理的可持續(xù)發(fā)展。
畜禽廢棄物資源化利用及無害化處理是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重要課題。通過綜述研究進(jìn)展,我們了解到廢棄物的特點(diǎn)和問題,以及各種處理方法的應(yīng)用。資源化利用方面,生物能源利用、有機(jī)肥料制備和其他產(chǎn)品開發(fā)展示了廢棄物的潛在價(jià)值。無害化處理方面,物理、化學(xué)和生物處理技術(shù)提供了處理廢棄物的有效途徑。然而,技術(shù)挑戰(zhàn)、政策支持和可持續(xù)發(fā)展的問題仍需解決。為實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物的可持續(xù)管理,需要不斷創(chuàng)新技術(shù)、加強(qiáng)政策引導(dǎo),并提高公眾的意識(shí)和參與。通過共同努力,我們可以推動(dòng)廢棄物處理的可持續(xù)發(fā)展,減少環(huán)境污染,促進(jìn)資源循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)和生態(tài)平衡。