我国集约化畜禽养殖场粪便处理利用现状及展望

针对我国集约化畜禽养殖场固体粪便污染日益严重的现状,通过广泛调研,综合介绍和评述了目前国内采用的畜禽粪便无害化处理,资源化利用的方法技术,在此基础上提出了有关改进建议和设桢,作者还特别对畜禽粪处理发展方向的生物技术和各种综合利用技术等提出了新见解。     

我国集约化畜禽养殖场污染问题研究

分析指出我国集约化畜禽养殖场行业污染危害日益严重。由于技术经济原因,多数养殖场只在农牧一体化经营基础上实施沼气综合利用方法才能根治养殖场污染问题。但该方法在我国存在着诸多推广障碍,即环境标准和监管体系有缺陷、资金和技术门槛较高、副产品未获得应有的市场回报等。建议“十一五”期间对养殖场的污染治理采取工业污染治理的环境管理措施,从税收、土地价格和贷款等方面扶持综合利用,促进大中型集约化畜禽养殖场走农牧一体化道路等。     

发达国家畜禽废物处理技术与立法

源于集约化畜禽养殖场的大量粪便及废水导致的环境污染问题越来越受到人们的关注,发达国家十分重视畜禽废物的处理技术研究及控制由其引起污染的立法工作。该文在分析畜禽废物管理系统的构成、约束及目标基础上,对发达国家近年来处理技术的发展进行综述,包括还田利用、好氧与厌氧生物处理、存贮、收集与运输、提取新产品及优化模型与决策支持系统等方面,最后对有关畜禽废物管理方面的法规做了介绍。     

太湖流域规模畜禽养殖场污染特性的解析

通过对江苏省太湖流域水污染防治一级保护区内规模畜禽养殖场的调查 ,揭示了其污染物的存在方式、处理形式等特性。调查表明 ,规模畜禽养殖场并非是构成太湖水质下降的“污染大户” ,为正确探索太湖水质下降的成因和防止太湖水质继续恶化 ,提出了新的思路和建议。     

变废为宝 综合利用 节约能源 改善环境——关于辽宁省集约化畜禽养殖场大中型沼气工程建设情况的调查

随着我省规模化畜禽养殖业迅速发展,带来了严重的畜禽粪便污染问题,如何对粪便进行无害化处理,保护和改善农村生态环境关系到我省养殖业的可持续发展和农民的身体健康问题。本文着重论述了我省集约化畜禽养殖场大中型沼气工程建设现状和发展趋势,以沈阳、大连、丹东、阜新等地的建设和运行情况为例,阐述了大中型沼气工程所取得的显著成效,并针对目前我省发展畜禽养殖场大中型沼气工程发展中存在的问题提出了切实可行的建议。     

太湖一组保护区规模畜禽养殖场污染现状的剖析

本文通过对江苏省太湖流域水污染防治一级保护区的内规模畜禽养殖场的调查，揭示了其污染物的存在方式、处理形式等特性，明确阐述这规模畜禽养殖场的废弃物并非是构成太湖水质下降的“污染大户”，为正确探索太湖水质下降的成因和防止太湖水质继续恶化，提出了新的思路和建议。     

中国畜禽粪污资源化利用技术应用调研与发展分析

中国畜禽粪污资源化利用技术模式的选择和应用情况底数不清,缺乏系统研究。该研究采用问卷调研与实地测量相结合的方式,对中国190个县（市区）2 589个养殖场进行调研,并从畜禽粪污收集方式、粪污处理方式、粪肥还田利用情况等方面进行统计分析。结果表明,畜禽规模养殖场清粪方式以干清粪为主,占养殖场总数的89.40%;固体粪便处理普遍采用堆（沤）肥处理,占养殖场总数的89.44%,液体粪污处理主要采用厌氧发酵和贮存发酵等技术,分别占41.59%和39.09%,目前大部分规模养殖场粪污处理设施建设符合规范要求,但部分养殖场设施水平不高;粪污处理后还田是主要利用方向,利用粪肥的作物以水果蔬菜等经济作物为主,占比可达61.83%。总结分析了中国畜禽粪污资源化利用存在问题,提出中国畜禽粪污资源化利用亟需提升处理设施标准化水平,提高设施装备水平,同时还需引导养殖场按照种养平衡要求配套足够消纳土地,提高粪肥还田利用机械化水平。该研究可为畜禽粪污资源化利用科技创新、技术推广提供基础支撑,对于促进畜禽粪污资源化利用和农业绿色发展具有指导意义。     

规模化养殖场畜禽粪污处理综合评价指标体系构建与应用

该研究针对当前规模化养殖场畜禽粪污处理技术模式区域差异大、缺乏综合效益评价等问题,以规模化畜禽养殖场为研究对象,从规划布局、粪污收储运、高效处理转化、农田利用的全链条出发,应用层次分析法构建了一套全面衡量畜禽粪污处理的综合评价指标体系,涵盖技术、经济、环境3个方面,包括3个一级指标、6个二级指标和15个三级指标,并运用该指标体系对中国3个主要奶牛养殖区6种粪污处理技术模式进行评价比较。结果表明:东北地区宜采用前分离肥料模式和前分离垫料模式,西北地区宜采用肥料模式和前分离垫料模式,华北地区宜采用厌氧发酵模式。进一步以河北某规模化奶牛养殖场为例进行应用分析表明,该养殖场的粪污处理水平达到了良好水平,与实际情况相符。该指标体系能够客观评价规模化养殖场畜禽粪污处理的综合效益,且能根据评价情况给出优化改进建议,具有实践指导性和可操作性,可为粪污处理工程建设和综合效益评价提供方法体系和理论支撑。     

我国规模化畜禽养殖粪污资源化利用分析

针对我国规模化畜禽养殖污染严重的突出问题及推动粪污资源化利用的技术需求,以"十二五"污染物总量减排认定规模化畜禽养殖场为例,统计了粪污资源化利用模式的类别及比例,并结合全国典型地区规模化畜禽养殖粪污治理现状对其进行了深入调研与分析。结果表明:不同规模、不同畜种粪污资源化利用模式存在一定差异,生猪、奶牛、肉牛养殖采用储存农用模式处理粪便的占75%以上,蛋鸡、肉鸡养殖采用粪便生产有机肥的占65%左右,粪污资源化利用模式主要与该地区的自然特征、农业生产方式、养殖场规模、经济发展水平等相关;规划不合理、养殖清洁生产严重不足、区域粪污资源化利用模式选择不当是当前我国规模化畜禽养殖粪污资源化利用中存在的主要问题。     

巴中市114家规模养殖场年底实现废弃物资源化利用

四川省巴中市巴州万绿养殖场、南江县隆兴养殖有限公司、通江县巴山生态牧业科技有限公司、平昌县富强猪业有限公司等59家规模养殖场被纳入2013年规模化畜禽养殖场主要污染物总量减排治理项目,配套建设固体废物和废水贮存处理设施,实现废弃物资源化利用,其中11家已完成设备安装,48家正在进行土建施工。目前,巴中市已有55家规模养殖场通过减排治理,实现废弃物资源化利用。至2013年年底,全市实现废弃物资源     

基于重量法的畜禽粪肥全盐量测定方法

针对农用固体粪肥（畜禽粪肥）全盐量/水溶性盐总量的检测方法缺乏标准化、测定方法和步骤不统一的问题，开展了重量法测定畜禽粪肥中全盐量的试验研究并验证了新方法的可行性，旨在为农业生产提供更准确、可靠的畜禽粪肥质量评估手段。首先通过完全随机试验开展样水比例、振荡参数、浸提方式、浸出液吸取量的参数优化研究，其次对全盐量影响较大的参数（振荡频率、离心时间和浸出液吸取量）采用正交试验设计形成9个处理进一步优化粪肥浸出液提取条件，最后开展加标回收试验考察方法精密度和准确度。结果表明，以畜禽固体粪污为主要来源直接使用或发酵后供农业使用的畜禽粪肥中全盐量/水溶性盐总量为0～3%时，其测定的最佳参数条件是样水比为1:5、振荡参数为150 r/min和3 min、离心参数为4 000 r/min和8 min、浸出液吸取量为20～50 mL；采用重量法在该参数条件下测定6种不同类型的畜禽粪肥样品中全盐量，相对标准偏差在3.7%～13.8%、加标回收率在89.0%～106.1%，能够满足实验室分析质量控制要求。该方法试剂用量少、节约成本、准确度和精密度好，可大批量用于畜禽粪肥全盐量测试提高效率。     

基于土地消纳粪便能力的畜禽养殖承载力

为了评估北京市平谷区畜禽养殖承载潜力及其污染潜势,该文针对生态涵养区果园占农用地比例大这一特点,参考欧洲标准和相关文献设定了耕地和果园的氮(磷)限量标准,并分析平谷区及其各乡镇耕地和果园对畜禽养殖的承载潜力。结果表明:1)全区农用地平均粪便负荷为16.7 t/hm2,低于30 t/hm2的国家标准,果园对粪便的负荷占农用地总负荷量的66.42%,是最主要的消纳畜禽粪便的载体;2)全区尚有一定的畜禽承载潜力,以氮、磷计分别为6.25万头猪当量和9.48万头猪当量,但各乡镇承载潜力差异显著,兴谷等8个乡镇属于过量承载,具有很高的污染风险,而大华山等9个乡镇仍有较大的承载潜力。研究结果可为平谷区养殖业布局调整、环境污染治理和畜禽粪便资源化利用等决策提供支持。     

安徽省畜禽养殖粪污土地承载力的时空分布特征

[目的] 探明畜禽粪便资源对农田土壤和环境造成的潜在污染风险,为防治面源污染、畜禽粪污资源利用提供科学依据。[方法] 以安徽省为研究区域,依据2009—2018年畜禽养殖、作物产量等数据资料,量化分析区域作物粪污养分需求量、畜禽粪污养分供应量,并结合已有研究成果,开展畜禽粪污土地承载力时空演化特征的分析研究。[结果] 安徽省粪、尿排放量由2009年的6.19×10⁷ t上升至2015年的7.09×10⁷ t,后下降至2018年的5.00×10⁷ t,其中猪尿排放量最大,牛尿排放量最小。全省畜禽粪污排放总量与氮磷养分供给量均呈现北高南低的特点,不同畜禽粪尿在氮素的养分供给中所占比例均衡,而在磷素中差异较大。全省农田畜禽污染风险主要集中在安徽中部和南部地区的合肥、黄山和宣城等地,2018年全省土地承载力指数有所下降,农田对畜禽粪便仍具有一定的消纳空间。[结论] 安徽省农田畜禽养殖在局部地区存在着污染风险,需加强重点地区的化肥施用规划和畜禽养殖结构调整,推动农业可持续发展。     

规模化养猪场粪污全量收集及贮存工艺设计

基于全量收集的粪污贮存技术具有粪尿收集方便、运行成本低廉和养分利用率高等特点,在欧美等发达国家得到了普遍应用,是一种适合在中国华北、西北等地区和土地匹配较充足的区域进行推广的粪污处理与还田利用技术。文章以规模化养猪场尿泡粪全量贮存技术为研究对象,分析了尿泡粪收集量、贮存工艺控制参数、贮存设施设计和投资运行成本等内容,旨在为该技术的推广应用提供参考。结果表明:每头生猪整个饲养周期内尿泡粪收集量为0.70 m~3;粪污贮存设施分为舍内贮存池和舍外贮存罐2种,粪污贮存方法可采取舍内贮存、舍外贮存和舍内结合舍外贮存3种。粪污pH值酸化至5.5～6.5,氨排放量最高可减少80%;粪肥还田前一般要求存储时间为6个月。以存栏5000头规模养猪场为例,舍内贮存池所需容积为6 600 m~3,投资660万元;舍外贮存罐所需容积为4 118 m~3,投资206万元;舍内结合舍外贮存设施所需容积为8 214 m~3,投资651万元;粪污处理成本为3.83万元/a,施肥成本为10.8万元/a;全部粪肥还田可满足133 hm~2农田用肥,节省化肥6.0万元/a,该研究可为粪污贮存及利用提供参考。     

中国区域畜禽粪便能源潜力及总量控制研究

为了评估中国畜禽粪便资源总量及其对环境的影响,以环保部、统计局和农业部发布的区域畜禽产排污系数为基础,利用2010年的统计数据,研究了中国及各省的畜禽粪便资源总量、能源潜力及农地的氮磷负荷,并以欧盟的农地氮磷施用标准对中国畜禽养殖的环境容量和污染风险进行了初步评估。结果表明,2010年,中国畜禽粪便总量达22.35亿t,可产沼气1072.75亿m3,山东等6省市粪便资源超过1.00亿t;全国单位面积农地氮磷平均负荷为43.73kg/hm2(TN)和9.16kg/hm2(TP),北京等6省市农地氮磷负荷超标;全国畜禽养殖环境容量为129.56亿头猪当量(以N为基准),159.74亿头猪当量(以P为基准),实际养殖总量约占环境容量的1/4,考虑化肥施用的影响,约有20个省超过本省50%环境容量。研究结果为区域畜禽养殖总量控制、合理布局和粪污的综合利用提供决策依据。     

基于农用地作物磷养分需求的畜禽养殖废弃物消纳区域空间划分

[目的]根据区域农用地作物养分需求,从区域空间集聚现象对北京市大兴区进行规模畜禽养殖废弃物消纳区域划分研究,以期为畜禽养殖废弃物的处理和环境污染防治、畜禽养殖场空间布局研究等提供依据。[方法]基于遥感影像获取农用地空间分布特征,利用空间关联指数法进行农用地作物磷养分需求空间聚类分析,并利用GIS空间分析技术,基于养分平衡的角度进行计算分析。[结果]北京市大兴区农用地磷养分需求的空间分布在整体上具有显著的空间正相关性,整个大兴区农用地大部分属于畜禽养殖废弃物消纳一般区域,高区域主要集中在瀛海镇、西红门镇、庞各庄镇和魏善庄镇,低区域主要集中在采育镇和北藏村镇。大兴区8 481个农用地地块被划分成83个区域,其中区域中可消纳畜禽养殖废弃物磷养分平均量、最大量和最小量分别为1.10×105 kg,9.75×105 kg和2.38×103 kg。而大兴区各镇可消纳的畜禽养殖废弃物磷养分量最多和最小分别是庞各庄镇的13.54×106 kg和亦庄镇的9.54×105 kg。[结论]提供了一种较快速的划分畜禽养殖废弃物消纳区域、计算区域畜禽养殖废弃物消纳量及结果可视化表达的方法。     

泛种养结合视角下北京市养殖业土地承载力评估

种养结合是中国未来农业绿色发展的重要方向。其中,对畜禽粪污的土地承载力的准确估算是关键。针对北京市畜禽粪污消纳的土地没有充分利用及其氮磷需求取值不够准确的问题,该研究根据畜禽养殖数据计算了2018年北京畜禽养殖粪污产生量和氮磷养分资源量,以粮地、菜地、园地、部分林地、草地及未利用土地6种地类作为畜禽粪污的消纳场所,利用统计年鉴和ArcGIS估算了6种类型的土地资源量,根据文献综合分析了各地类单位面积的氮磷养分需求量,进而计算了北京市域内畜禽养殖业的土地承载力。结果表明：2018年北京市畜禽养殖总量为453万头猪当量,畜禽粪污产生总量为380.1万t,氮磷养分资源量分别为2.61万及0.53万t。在有机肥全部替代化肥的情况下,仅以耕地（粮地、菜地）作为畜禽粪污的消纳场所,则全市种植业土地能够承载的最大养殖量为675万头猪当量;若以6种土地类型作为畜禽粪污的消纳场所,则为1 089万头猪当量,是仅以耕地作为消纳场所的1.61倍。若有机肥50%替代化肥,仅以耕地为畜禽粪污消纳场所,土地承载力为337.6万头猪当量,则2018年的养殖规模已经超过耕地承载力。若以6种土地作为消纳场所,其土地承载力为544.5万头猪当量,与现养殖规模相比还有20.1%的养殖潜力。因此,在环境保护的前提下促进养殖业的发展,一是要扩大有机肥对化肥的替代比例,二是要将更多的可作为畜禽粪污消纳的土地类型加以充分利用。     

典型粪污处理模式下规模养猪场农牧结合规模配置研究Ⅰ.固液分离 液体厌氧发酵模式

不同粪污处理模式下畜禽粪便的养分损失存在较大差异,从而影响其后续地农田利用。固液分离-液体厌氧发酵模式是当前我国畜禽粪污处理的主要模式之一。研究粪污固液分离-液体厌氧发酵处理模式下规模养猪场农牧结合适宜规模配置对于减少畜禽粪便污染、促进畜牧业可持续发展具有重要意义。本研究根据猪群体结构比例、废弃物产生量及氮磷含量、废弃物处理利用过程中养分损失率以及作物氮磷钾需求量等资料,以存栏万头猪场为例,采用分步逐级计算的方法估算了典型粪便处理模式——固液分离-液体厌氧发酵下,规模养猪场废弃物完全消纳的不同种植模式农田匹配面积,并研究了基于作物养分需求的不同种植模式农田畜禽粪便承载量。结果表明:固液分离-液体厌氧发酵粪便处理模式,以沼液安全消纳为目标,万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地12.4~13.7 hm2,或茄果类蔬菜地14.2~17.9 hm2,或果树苗木地16.4~51.3 hm2。以有机肥和沼液全部在农田安全消纳为目标,万头猪场需要配置的最少农田面积分别为粮油作物地299.3~312.9 hm2,或茄果类蔬菜地145.1~179.0 hm2,或果树苗木地553.1~1 343.8 hm2。因此,规模养猪场应根据猪养殖数量及其周边农田面积,选择适宜的有机肥利用方式及种植作物类型,因地制宜,合理调控。     

重庆市规模化畜禽养殖氨排放特征及减排策略研究

随着空气质量和畜禽养殖污染问题日益严峻,快速发展的规模化畜禽养殖面临的环境压力不断增大,明确规模化畜禽养殖的氨排放量及其排放特征,可为大气环境管理和畜禽养殖污染防治提供科学依据及对策。本文根据重庆市规模化畜禽养殖业氨排放系数和活动水平数据,估算了重庆市2013年规模化畜禽养殖业氨排放量,分析氨排放特征,并探讨了相应的氨减排措施。结果表明,2013年重庆市规模化畜禽养殖氨排放总量为17 102.92 t,排放强度为0.21 t·km~(-2);合川、丰都和潼南依次是规模化畜禽养殖业氨排放量最大的3个区县,排放份额共占总排放量的30.19%;从空间分布特征来看,璧山区为氨排放强度最大的区县,其排放强度为1.17 t·km~(-2),氨排放强度最小的是城口县,为0.01 t·km~(-2);在全局空间区域上,重庆市规模化畜禽养殖氨排放空间分布存在显著的空间正相关;局部空间区域上有4个区县呈现"高-高"类型区,5个区县呈现"低-低"类型区,没有出现"高-低"或"低-高"类型区。规模化生猪养殖是重庆市畜禽养殖业最大的氨排放贡献源,排放量达9 538.63 t,贡献率为55.80%;其次是蛋鸡,其贡献率为15.87%。畜禽在圈舍、储存管理和后续利用(施肥)3个阶段的氨排放量不同,家禽在圈舍阶段的氨排放贡献率均超过60%,其次是后续利用(施肥)阶段,尿粪储存阶段氨排放量最小;家畜氨排放贡献率最高的是后续利用(施肥)阶段,其次是圈舍内的排放,储存阶段释放的氨量很少。奶牛养殖是减排的重点控制源,规模化畜禽养殖主要减排措施包括低氮饲料喂养、畜舍改造、粪便加盖或密封以及粪肥注施等。