禽畜粪便含有大量的有机污染物、抗生素、重金属,并携带大量病原菌及寄生虫,伴有 NH3、H2S等恶臭气体产生,若露天堆放或受雨水淋溶,将对水体、土壤及大气环境等造成严重污染。同时,禽畜粪便含有丰富的有机质和无机元素,是一种回收利用潜力巨大的生物质资源。对其进行加工处理,生产生物能源、有机肥或是营养成分回收,不但可以变废为宝,而且还可以减少环境污染,防止病虫害传播,促进当地经济发展。
一、禽畜粪便资源化利用现状
近十年来,我国猪、牛、羊养殖量相对稳定,因此禽畜粪便的资源潜力相对稳定。每年粪便的排放量大约为18.73亿吨,干物质总量约为3.08亿吨。若折算为有机肥,全国禽畜粪便养分总量为4710万吨,其中氮肥1130万吨,磷肥1150万吨,钾肥2430万吨。但是目前我国禽畜粪便能源化或肥料化的消费很少,只有少量被用作堆肥、沼气发酵原料或者风干后燃烧。
二、禽畜粪便资源化利用技术
1、焚烧产热
焚烧可在短期内获得大量热能,以供发电或热源利用,这对寒冷的地区有较大吸引力。焚烧所获得的灰渣性质稳定,可回收磷、钾等无机养分,还能彻底灭活禽畜粪便中的病原体,并使有毒有害物质无害化,避免了禽畜粪便对周边环境的影响。
2、气化
气化是利用空气中的氧气或含氧物作为气化剂,在高温条件下使得有机高分子碳氢化合物发生连裂解,并与气化剂发生热化学反应,生成可燃性合成气的过程。合成气热值和能量密度高,经过提质净化后可替代化石燃料,也可以通过其他工艺进一步加工成甲醇、二甲醚等化学产品。但这种技术设备投资大,运营成本高,不适合大规模推广应用。
3、厌氧消化
厌氧消化是多种功能微生物在厌氧条件下分解代谢有机物产生沼气的过程。粪便的厌氧消化通常在中温(30-40℃)和高温(50-60℃)条件下运行。高温对病原体灭活能力高,但高温消化需要更高的能耗运营成本,系统稳定性也比中温发酵差。
4、好氧堆肥
好氧堆肥是在通气条件下没利用微生物将有机物降解为水蒸气、CO2、热量和其他气体并产生热量的过程。堆肥的最终产品为富含腐殖质和营养物质的有机肥料,可替代无机肥料使用。堆肥可使有机废弃物的体积减少月50%,能有效节约期初粪便处理的土地使用量。堆肥还可以有效钝化重金属,降低抗生素含量,并最大限度减少杂草种子和病原体的传播风险,基本上使禽畜粪便达到无害化处理。
四、结束语
做好禽畜粪便处理与利用工作,既可以实现零污染、零排放,促进农业全产业链清洁生产,又可以实现废弃物的资源化,促进可再生能源对化石燃料、有机肥对化肥的有效替代,真正做到“变污为净”、“变废为宝”。
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