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畜禽粪污处理和产业循环利用模式

针对我国畜禽养殖污染严重的实际，托普云农小编在充分调查和查阅相关资料的基础上，总结提炼了畜禽粪污处理利用模式11种、产业循环利用模式4种，并对各种模式的核心工艺内容和主要适用范围进行了简要说明。
1畜禽粪污处理利用模式
畜禽粪污无害化处理和资源化利用模式（简称粪污处理利用模式）根据固体和液体是否分离，分为固液混合处理利用模式和固液分相处理利用模式。固液分相处理利用模式又根据粪污的性质分为固体粪便（简称粪便）处理利用模式和污水/尿液（简称废水）处理利用模式。主要的粪污处理利用模式共有11种，其中固液混合处理利用模式3种、粪便处理利用模式5种、废水处理利用模式3种（见表1）。

1.1固液混合处理利用模式常见的主要有畜禽粪污原位降解（发酵床养殖）、垫料还田，畜禽粪污厌氧发酵、渣液还田和畜禽“软床”养殖、垫草垫料还田这3种模式。
1.1.1粪污原位降解、垫料还田模式畜禽长期生活在将发酵菌种与秸秆、锯末、稻壳以及辅助材料等混合、发酵形成有机垫料上，其排泄物能够与有机垫料充分混合，并被好氧微生物迅速降解、消化、吸氨固氮而形成有机肥料。该模式主要适用于中、小型规模化生猪肉鸡肉鸭等养殖场户。工艺流程见图1（以养猪为例）。

1.1.2畜禽粪污厌氧发酵、渣液还田模式以厌氧发酵为核心，畜禽粪便和废水一起经过格栅、沉砂池、集水池等预处理后进入厌氧反应器，经厌氧发酵产生沼气、沼渣和沼液。沼气净化处理后用于生产生活或发电；沼渣还田或进行有机肥生产；沼液直接还田或经过深度处理循环利用。这种模式适合各类大中型畜禽养殖场。基本工艺流程见图2。

1.1.3畜禽“软床”养殖、垫料还田模式在圈舍地面上铺垫5～10cm厚的垫料（简称“软床”），可加入生物制剂以降低臭味，畜禽生活在“软床”上，粪便也排泻其上，定期用新鲜的垫料覆盖在原有垫料上，一定时间后统一清理，垫料和粪便堆腐还田或制作有机肥。该模式适合各种规模的肉牛养殖场和中小型规模肉鸡养殖场户。基本工艺流程见图3。

1.2粪便处理利用模式
粪便处理利用模式，常见的主要有粪便自然发酵、直接还田，粪便好氧堆肥、有机肥生产，粪便厌氧发酵、渣液还田，粪便再生饲料、生物养殖和粪便烘干压块、燃料利用等5种模式。
1.2.1粪便自然发酵、直接还田模式畜禽粪便在具备防渗、防雨、防溢流条件的堆肥场和贮粪池，通过自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物对其有机物进行氧化分解，最终形成稳定的腐殖质。该模式主要适合于各类小型规模化养殖场和养殖户。其原理主要是好氧和厌氧发酵。
好氧发酵是好氧微生物在与空气充分接触的条件下，使堆肥原料中的有机物经过分解代谢和合成代谢、同化作用和异化作用，最终使有机物转化为简单而稳定的水、二氧化碳、氨和腐殖质的过程。好氧发酵过程见图4。

好氧堆肥过程中有机物氧化分解总的关系可用下式表示：
CsHtNuOv·aH2O+bO2→CwHxNyOz·cH2O(堆肥)+dH2O(气)+eH2O（液）+fCO2+gNH3能量。
厌氧发酵是在无氧条件下，借厌氧微生物的作用，将有机物转化为细胞物、甲烷、二氧化碳等。有机物的厌氧发酵分解过程见图5。

厌氧堆肥的分解总反应式为：(C6H12O6)n—→微生物3nCO2+3nCH4+能量。
1.2.2粪便好氧堆肥、有机肥生产模式通过干清粪工艺或干湿分离设备将粪便从废水中分离出来，在有氧条件下，微生物通过自身的生物代谢活动，对一部分有机物进行分解代谢，即氧化分解以获得生物生长、活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。同时，好氧反应释放的热量可以（>55℃）杀死病原微生物，从而实现畜禽粪便的减量化、稳定化和无害化。
畜禽粪便堆肥通常包括前处理、好氧发酵、后处理和贮存等过程。发酵前需与发酵菌剂、秸秆混合，同时调节水分、碳氮比等指标。发酵过程中应不断进行翻堆，从而促使其腐熟。该模式适合各类大中型规模化养殖场。好氧堆肥生产工艺流程见图6。
1.2.3固体粪便厌氧发酵、渣液还田模式采用干清粪工艺清理出来的畜禽粪便，采用干发酵技术或经过水力破碎和预处理再进行厌氧发酵，生产的沼气用于生产生活或发电，沼渣沼液作为肥料还田利用。这种模式主要用于各类大中型规模化养殖场或粪污集中处理机构。基本工艺流程见图7。

1.2.4粪便生物链转化、多级利用模式用处理或未处理的畜禽粪便作为饲料原料进行畜禽、蚯蚓、蝇蛆、蘑菇等生物养殖，生产畜产品、生物蛋白、食用菌系统和消毒等深度处理工艺，出水可达标排放或用于农田灌溉。属于“能源环保型”处理利用工艺。该模式主要适用于周围没有消纳粪污的土地或处于生态敏感区，污水必须达标排放或回用的各类大中型规模养殖场。基本工艺流程见图12。

2产业循