畜禽养殖废弃物处理及资源化利用模式创新研究

农产品质量与安全2018年第1期畜禽养殖废弃物处理及资源化利用模式创新研究李金祥渊中国农业科学院袁北京100081冤摘要院大量畜禽养殖废弃物的有效处理和利用已成为影响农村环境治理尧畜禽产品质量安全的一大难题遥本文深入分析了推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用的重要性袁调查研究了京津冀地区畜禽废弃物处理与利用探索实践模式袁研究提出了加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用的创新方向遥关键词院畜禽养殖曰废弃物处理曰资源化曰畜禽产品曰质量安全作者简介院李金祥渊1962－冤袁研究员袁现任中国农业科学院副院长遥E－mail院[e-mail]遥近年来袁全国各地切实加大工作力度袁因地制宜袁大胆探索尧勇于实践袁把畜禽养殖废弃物处理利用摆到重要工作日程袁依靠机制模式创新袁推动工作不断上水平尧上台阶遥但当前袁我国每年畜禽养殖产生的粪污仍有40％没有得到有效处理和利用曰规模畜禽养殖化学需氧量尧氨氮排放量分别占全国总排放量的1/2和1/4袁占农业源排污总量的95％尧76％遥到野十三五冶末袁要完成基本解决大规模畜禽养殖场废弃物处理和资源化问题的目标袁还有3年的时间袁任务非常艰巨尧时间非常紧迫遥京津冀地区是我国社会经济最为发达的地区之一袁也是我国资源环境超载矛盾最为严重尧生态联防联治要求最为迫切的区域遥据测算袁京津冀地区畜禽存栏总量约占全国6.9％袁规模化养殖率明显高于全国袁但由于畜禽养殖规模化尧集约化程度不断提高袁废弃物处理压力越来越大遥由此造成的单位耕地氮尧磷负荷是全国的2.5～5.0倍袁化学需氧量尧氨氮排放量占本地区排放总量的一半以上袁是该地区农业面源污染的重要来源之一遥本文以京津冀地区为例袁调查研究了其畜禽养殖废弃物处理与利用状况袁并进行模式化分析袁以期为全国各地加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用提供参考遥一尧推进畜禽养殖废弃物处理和资源化利用的重要性大力推进畜禽养殖废弃物处理及资源化利用袁是落实党中央尧国务院战略部署的重要举措袁是加快农业供给侧结构性改革尧确保畜禽产品质量安全尧治理好农业面源污染尧优化农村居民生产生活环境的重要路径遥渊一冤落实党中央国务院战略部署的重要举措畜禽养殖废弃物处理和资源化利用袁关系到6亿多农村居民生产生活环境袁关系到农村能源革命袁关系到农业供给侧结构性改革袁关系到不断改善地力尧治理好农业面源污染等一系列问题袁党中央尧国务院一直高度重视遥2013年11月袁国务院颁发叶畜禽规模养殖污染防治条例曳遥2016年12月袁习近平总书记主持召开中央财经工作领导小组第14次会议袁专题研究部署了加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化工作袁全面阐述了该项工作的重要意义尧基本原则尧处理与利用方向尧任务目标等重要内容曰在十九大报告中又强调指出袁要强化土壤污染管控和修复袁加强农业面源污染防治遥2017年中央一号文件明确提出要大力推行高效生态循环的种养模式袁加快畜禽粪便集中处理袁推动规模化大型沼气健康发展遥2017年5月袁国务院办公厅印发叶关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见曳袁明确要求以畜牧大县和规模养殖场为重点袁以农用有机肥和农村能源为主要利用方向袁全面推进畜禽养殖废弃物资源化利用袁为全面建成小康社会提供有力支撑遥做好畜禽养殖废弃物处理与利用工作袁是贯彻落实野创新尧协调尧绿色尧开放尧共享冶发展理念的具体措施袁是一件利农产品质量与安全2018年第1期国利民利长远的大好事遥渊二冤加快农业供给侧结构性改革的重要支撑发达国家畜牧业GDP一般占农业GDP比重在50％以上袁其中美国为48％袁英国为60％袁澳大利亚为80％袁而我国2015年仅为27.8％遥当前袁我国正处在加快农业供给侧结构性改革的关键时期袁迫切需要优化农业产业结构袁尤其是种养结构的优化曰迫切需要推动农业提质增效袁增加绿色优质农产品供给尧提高农业供给体系质量和效率袁而目前农业依然是野四化同步冶的短腿袁农村仍然是全面小康的短板曰迫切需要推动绿色生产方式袁加快农业清洁生产步伐袁开展化肥农药零增长行动袁促进有机肥替代化肥施用袁增强农业可持续发展能力遥做好畜禽粪污处理与利用工作袁可以有效促进种养结合袁加快一尧二尧三产业融合袁转变农业生产方式袁实现农业生态尧安全尧健康发展遥渊三冤化解农业发展资源环境压力的重要途径我国畜禽养殖每年产生的粪污38亿t袁折合氮1423万t尧磷246万t袁而目前综合利用率不足60％袁导致了严重的农业面源污染遥据行业统计袁2014年规模畜禽养殖化学需氧量尧氨氮排放量分别为1049万t尧58万t遥畜禽养殖废弃物具有强烈的两面性袁即是矛盾对立的两个方面院一方面是野污冶袁如果无害化处理及资源化利用不当袁畜禽废弃物就是严重的环境污染源曰另一方面是野宝冶袁如果无害化处理及资源化利用得当袁畜禽废弃物就是宝贵的自然资源遥做好畜禽粪污处理与利用工作袁既可以实现零污染尧零排放袁促进农业全产业链清洁生产袁也可以实现废弃物的资源化利用袁促进有机肥对化肥的有效替代袁真正做到野变污为净冶尧野变废为宝冶和绿色生产遥渊四冤确保畜产品数量和质量安全的重要手段近年来袁我国畜牧业发展取得了长足进步袁基本保障了畜产品的数量安全和质量安全遥2016年我国肉类尧禽蛋和牛奶产量分别为8540万t尧3095万t和3602万t袁人均占有量均超过世界平均水平袁但是畜产品总供给和总需求仍然处在紧平衡状态袁而且十分脆弱遥例如袁目前生猪生产效益较好但产能下降袁主要原因是各地面对养殖污染压力袁划定生猪禁养区尧限养区尧适养区袁甚至个别地方简单采取一关了之尧一禁了之尧一拆了之方式遥2017年第1季度畜产品市场抽检合格率为99.4％袁但是动物疫病尧兽药残留以及加工过程中的二次污染问题袁仍然是畜产品质量安全的巨大隐患遥做好畜禽粪污处理与利用工作袁能够有效促进种养结合尧减轻养殖环保压力袁实现物质与能量在动植物生产过程中的循环利用袁从而保障畜产品数量安全曰能够有效控制或消灭畜禽废弃物中的病毒尧细菌尧微生物袁净化传染源袁从而保障畜产品质量安全遥二尧京津冀地区畜禽养殖废弃物处理利用模式及典型案例分析京津冀地区依托科技优势和区位优势袁在国家农业废弃物循环利用创新联盟工作框架下袁以创新畜禽粪污资源化关键技术尧探索不同规模养殖废弃物处理模式和持续运行机制为重点袁开展了野畜禽养殖废弃物利用科技联合行动冶遥该行动于2017年4月在河北省石家庄市启动袁经过近半年的关键技术创新尧集成应用和模式凝练袁探索出了一系列可配套尧可持续运行的模式袁推动示范企业养殖废弃物利用率达75％以上袁为养殖废弃物综合利用提供了良好示范袁有力推动了京津冀畜禽废弃物资源化利用和农业面源污染的防治遥野联合行动冶实施以来袁针对京津冀地区养殖业废弃物产量大尧资源化利用效率不高尧商业化运作模式不足等问题袁以畜禽养殖废弃物能源利用和肥料利用关键技术创新与集成示范为突破口袁通过科技创新袁凝练集成并成功设计出野一场一策袁精准治污冶技术路线图袁形成了种养结合就地利用尧集中处理异地利用尧能源转化循环利用尧基质转化综合利用尧深度处理达标排放和整县推进野链融体冶等6种技术模式袁打造了畜禽养殖废弃物处理技术的应用典型样板袁并且取得了良好的经济效益尧社会效益和生态效益遥渊一冤种养结合就地利用技术模式适用于分散且具有一定农田面积的家庭农场和中小型规模化养殖场袁已在天津市市郊各区示范推广1000余家遥模式特点是把粪污收集尧贮存和农田消纳有机结合袁建设野1条集污暗沟尧1个集污池尧1条硬化路尧1个堆粪棚尧1台泵或1辆运污车冶等野五个一冶工程袁使养殖粪污得到有效收集和及时就近就地消纳袁可实施水肥一体化整体设计遥重点开展源头节水工艺改造袁通过三改两分工艺袁可节水50％以上袁同时减少养殖污水产生量曰固体粪便和污水贮存分别建设防渗尧防雨的设施曰粪水就地还田等技术还较好解决了小型养殖场粪污污染与处理的问题遥环境改善效果显著袁受到养殖场及周边农户的普遍欢迎遥该模式应用的典型案例为天津市静海县中旺镇农产品质量与安全2018年第1期张高庄村东张凤发养猪场遥该养猪场是集育肥猪饲养尧小麦尧枣树与蔬菜种植为一体的家庭牧场袁占地1.33hm2袁采用传统圈养方式袁年出栏生猪2200头遥利用该模式处理的废水和粪便施用大田袁每年可节约肥料渊以氮肥计冤尧水资源8万元以上曰经沼液尧农家肥施用的果尧菜尧茶品质上升袁亦可增收2万元遥渊二冤集中处理异地利用技术模式适用于周边农田无法有效消纳畜禽粪便的养殖密集区或大型养殖场遥模式特点是对周边多个养殖场的固体粪便进行收集尧运输和集中处理袁采用条垛式尧槽式或微生物发酵反应器方式生产有机肥或生物有机肥袁实现一定半径异地利用遥该模式应用的典型案例为天津福盈农业科技有限公司遥该公司位于天津市武清区袁是一家专业从事有机肥料研发尧生产尧销售的新型高科技企业遥该公司年生产有机肥1万t袁主要产品包括有机肥尧生物有机肥尧牛粪有机肥尧发酵有机肥尧腐植酸有机肥尧黄腐酸钾有机肥尧精致有机肥尧绿色有机肥尧干牛粪尧纯牛粪尧牛粪颗粒等遥公司利用该模式生产有机肥袁省时尧省工尧省空间尧无味尧无二次公害尧高效安全环保袁有机肥施用于农作物种植袁又推动了种养结合遥天津市武清区是重要的畜禽养殖基地袁该公司有效解决了周边地区养殖场粪便处理的难题遥渊三冤能源转化循环利用技术模式适用于能够辐射大量农田尧温室大棚尧果树林地的大中型规模化养殖场遥模式特点是把养殖过程中产生的粪便尧粪水尧屠宰废水及其他畜产品初加工废水等作为主要原料袁通过厌氧发酵方式分解有机质制备沼气袁沼液沼渣用于农业生产遥该模式应用的典型案例为天津市玉祥牧业有限公司遥该公司位于天津市宁河县廉庄乡袁是一家集生猪饲养尧水产养殖尧水稻种植尧牛羊屠宰加工尧水产品加工冷藏库和冷链派送尧产品销售等多位一体的重点龙头企业遥该公司生猪存栏量6000余头袁妊娠猪1000余头袁年出栏种猪13000头遥该模式通过废水处理回灌尧生产沼渣沼肥沼气等措施袁再加上稻蟹混养尧环境改善出栏增加等综合举措袁每年可节支增效达140多万元遥渊四冤基质转化综合利用技术模式适用于无能源需求尧自有大量农田进行特色种养的大中型规模化奶牛养殖场遥模式特点是将粪便转化为其他农产品的原料基料袁例如猪场肥水作为藻类培养基袁牛粪作为蚯蚓养殖培养基尧开展食用菌种植或回床垫料转化基料等综合利用方式袁是规模化养殖场的自循环模式遥该模式应用的典型案例为天津神驰牧业有限公司遥该公司位于天津市滨海新区大港中塘镇甜水井村袁养殖占地24.67hm2袁青饲种植733.33hm2袁奶牛存栏2880头遥该模式年处理养殖废水5.07万m3袁节省水肥16万元曰种植苜蓿尧燕麦尧玉米等青贮饲料增产3％～5％袁增收44万元曰年产优质牛床垫料1.4万t袁减少沙子尧稻壳的直接投入80万元以上袁减少病害的间接效益达100万元遥改善养殖场整体环境袁减少天气极端变化时奶牛乳房炎发病率5％以上遥渊五冤深度处理达标排放技术模式适用于没有或少量自有农田的大中型规模化养殖场遥模式特点是把养殖场的粪便直接售卖或处理后循环利用袁废水经厌氧或好氧等一般处理后袁再进行脱氮除磷尧除臭抑菌等深度处理袁达到排放标准要求遥该模式应用的典型案例为天津市今日健康乳业有限公司遥该公司位于天津市北辰区双口镇袁从事奶牛养殖袁存栏奶牛3127头遥利用该模式袁粪污可生产沼气沼渣沼液肥尧回床垫料尧干清牛粪袁污水经过深度处理控制COD在400mg/L以下后纳入市政污水处理管网袁每年节支增效可达120万元遥渊六冤整县推进野链融体冶技术模式该模式是整县制推进的专业化肥料与能源利用模式遥适用于具有一定产业链条基础尧粪污治理存在短板的大型养殖龙头企业袁且当地政府积极扶持遥模式特点是立足畜禽养殖基础袁着眼于养殖废弃物处理与资源化袁不断向上游和下游延伸产业链条袁推动多产业链条的相互融合尧相互促进和共同发展袁形成种植尧饲料尧养殖尧屠宰尧能源环保五大产业相互融合的有机体即野链融体冶模式袁实现养殖粪污的外部效应内部化和充分有效资源化遥该模式应用的典型案例为裕丰京安集团遥该集团位于河北省衡水市安平县袁从年出栏3000头养猪场起步袁发展成为以养殖为主尧多业融合的农业产业化国家重点龙头企业袁员工2000余人袁总资产16亿元遥该