粪便处理新

畜牧场废弃物处理李蕴玉,主要内容,畜牧场主要废弃物和特点畜牧场废弃物的危害畜牧场环境污染的原因粪污处理的原则粪便的处理和利用污水的处理和利用,一、 畜牧场主要废弃物和特点（一）主要废弃物1.畜禽粪便,粪便为畜牧场主要废弃物，含有机物、矿物质、微生物、寄生虫等，如果处理得当，可以作为肥料，燃料、饲料，造福人类，如果处理不当，则会造成严重的环境污染。,2畜禽养殖废水 尿液、冲洗粪便的废水、及其他生产过程中造成的废水（舍内降温、饮水槽冲洗、挤奶设备和盛奶容器清洁等）。 污水量及水质因畜种、饲养管理工艺、气候、季节等情况的不同会有很大差别。如肉牛场污水量比奶牛场少；鸡场的污水量比猪场少；采用乳头式饮水器的鸡场比水槽自流饮水者污水量少，采用水冲或水泡粪工艺比干清粪工艺的污水量大且有机物浓度高 ；各种情况相同的养殖场，南方污水比北方污水量大，同一牧场夏季比冬季污水量大等。,生化需氧量（BOD）： 1L水中的有机物在20恒温培养箱内，培养5d所 消耗的溶解氧。 BOD20：20 日生化性氧量，可近似当作最终生化需氧量。 BOD5：五日生化需氧量。地面水34mg/L。化学耗氧量（COD） 用化学药品强制对水体有机物进行分解所消耗的 氧量。地面水COD23mg/L。,畜禽粪污的产生量通过畜禽的排泄系数间接估计。畜禽的排泄系数：单个动物每天排出粪尿的数量。畜禽的排泄系数影响因素：种类、品种、性别、生长期、饲料、天气条件等。,2009年中国畜禽养殖业粪便排放总量为3264亿t鲜重，其中BOD、COD含量分别为727395和803996万t。,（二）废弃物的特点1是一种宝贵的资源 （1）是一种肥料资源畜禽粪尿成份比,猪牛粪与化肥换算表,（2）是一种饲料资源,早在l 922年，Mclullums就提出了以动物粪便为饲料营养成分的观点。随后，Mcelroy和Goss(1940年)、Hamvond(1942年)、Botste山(1943年)就粪便饲料化问题又进行了深入细致的研究，一致认为畜禽粪便中所含有的氮素、矿物质、纤维素等能够取代饲料中的某些营养成分。1967年9月，美国食品卫生管理部门认为粪便饲料化存在安全卫生隐患，并发布了限制畜禽粪便作饲料的规定，是粪便饲料化陷入低谷。20世纪70年代，全球性粮食、能源危机出现，粪便饲料化受重视。21世纪关注食品卫生，受到限制。,（3）是一种燃料资源,将畜禽粪便同秸秆等农业废弃物进行厌氧发酵产生沼气。不仅解决了畜禽养殖粪便污染问题，同时还能够为农户提供清洁安全的能源，解决我国广大农村燃料短缺和大量焚烧秸秆的矛盾。,如果以每只鸡日排粪便中含总固体22.5g计，可产沼气9.0L，一个10万只规模的养鸡场，收集其鸡粪进行厌氧发酵，每年产的沼气作为燃料可相当于232t的标准燃煤(每头猪每天排泄的粪便可产沼气量约150200L；每头牛每天排泄的粪便可产沼气量约700-1200L)。,2污染负荷大,饲养1只鸡、1头猪、1头牛每年所产生的污染负荷(按BOD5计算)，其人口当量分别约为0.5-0.7人、10-13人、30-35人。,3污染成分复杂,4治理难度大,畜禽养殖业排水量大，废水温度低；冲洗栏舍的时间相对集中，负荷大；废水固液混杂，有机质浓度较高，黏稠度大；畜禽养殖业属微利行业，受到自然与市场的双重风险而不可能投入很多资金用于处理废水。,二、畜牧场废弃物的危害(一)大气污染1.恶臭污染 来源：动物呼吸、动物皮肤、饲料、死禽死畜、动物粪尿和污水等，其中主要是粪尿和污水在堆(存)放过程中有机物的腐败分解。 主要成分：粪尿中碳水化合物可分解成甲烷、有机酸和醇类。含氮化合物主要是蛋白质，在有氧条件下，分解为硝酸盐类；无氧条件下，分解成氨、乙烯醇、二甲基硫醚、硫化氢、三甲胺等恶臭气体。,资料表明，牛粪恶臭成分有94种，猪粪有230种，鸡粪有150种，主要是NH3和H2S等则是恶臭物质的无机成分。在畜禽场恶臭污染事件中，猪场居首位。据文献报道，英国的畜产恶臭污染中，养猪业占57，养鸡业占22，养牛业占17。,影响畜牧场恶臭产生的因素,水分： 自然堆放情况下，干燥畜粪因缺少微生物活动必要的水分而不能进行分解，故产生臭气较少。随着水分的增加，微生物活动加强，进行好氧或厌氧酵解，则NH3、H2S、VFA、酚类、吲哚等产生量增加，使恶臭增强。温度与季节： 在夏季和梅雨季节，温度、湿度水分较适宜微生物的活动，产生臭气量较多。气温低、湿度小的环境条件，产生臭气量较少。,PH值：腐败微生物活动的适宜pH值为7.08.0，与排泄物的pH大体相同，故鲜粪可迅速腐败释放臭气。如NH3在pH值为7.010.0时大量释放，pH7.0时释放量大大减少，pH4.5时，NH3几乎不释放。粪肥所处的状态：粪肥在静止状态时，无论是固态或液态，其表面释放很少有害气体。但在翻动堆肥或搅动粪水时，特别是粪水或运送粪肥开始之后或用泵抽粪时，有害气体如硫化氢等会迅速释放出来，且浓度很高，有中毒危险。,通风量畜舍臭气的浓度也受通风量的影响。一般冬季气温低，臭气产生量减少，但由于畜舍通风量小而使其在空气中的浓度较高；夏季气温高，臭气释放量大，但因通风量大而浓度较低。,2.灰尘污染,危害：呼吸道和肺 进入部位与粒径有关，10um阻留鼻腔；510um阻留支气管； 5um阻留细支气管和肺泡；25进入肺泡。 这些微粒一部分沉积下来，另一部分随淋巴液循环流到淋巴结或进人血液循环系统，然后到达其他器官，引起尘肺病，表现为淋巴结尘埃沉着、结缔组织纤维性增生、肺泡组织坏死，导致肺功能衰退。 当微粒(粉尘)在肺组织中沉积并引起慢性炎症反应时才称为尘肺。,空气微粒质量标准 项目 单位 缓冲区 场区 禽舍 猪 舍 牛舍PM10 mg/m3 0.5 2 8 3 4说明：场区规模化畜禽场围栏或院墙以内、舍内以外的区域； 缓冲区在畜禽场外周围，沿场院向外500m范围内的畜禽保护区，该区具有保护畜禽场免受外界污染的功能。 1总悬浮颗粒物(TSP) ：粒径为0.1100um ，是评价大气质量的常用指标。2可吸入颗粒物(PM) ： 粒径10um 。这类颗粒物可以被人畜吸人呼吸道，与人畜健康的关系更为密切，更能反映出大气质量与人畜健康的关系。,沁园春霾,北京风光，千里朦胧，万里尘飘，望三环内外，浓雾莽莽，鸟巢上下，阴霾滔滔！车舞长蛇，烟锁跑 道，欲上六环把车飙，需晴日,将车身内外,尽心洗扫。空气如此糟糕，引无数美女戴口罩,惜一罩掩面，白化妆了！唯露双眼，难判风骚。一代天骄，央视裤衩，只见后座不见腰。尘入肺，有不要命者，还做早操。,3.微生物污染,病畜的附近和兽医院周围空气，有大量的病原微生物。主要是因为病畜鸣叫、打喷嚏、咳嗽时喷出含有病原体的微细泡沫飞散到空气中，或者其带有病原体的分泌物和排泄物干燥后随尘埃进入空气中，病原微生物在空气中繁衍。 病原微生物附着在灰尘、飞沫及飞沫核等介质上传播疾病。 如结核病、肺炎、流行感冒、口蹄疫、猪瘟、猪气喘病、新城疫、马立克氏病。,粪便是微生物的主要载体。有关资料表明，在1g猪场的粪污水中，含有83万个大肠杆菌，69万个肠球菌，还含有寄生虫卵、活性较强的沙门氏菌等。这些有害病菌，如果得不到妥善处理，将污染环境，这不仅会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康。 粪便中的病原微生物在较长时间内可以维持其感染性。如多杀性巴氏杆菌在室温条件下的粪便中，其传染性可维持34d，马立克氏病毒可维持100d，禽流感病毒在4可维持3035d。,如10.8万头的猪场，每小时向大气排放15亿个菌体、15.9kg NH3、14.5kgH2S、25.9kg粉尘，污染半径可达4.55.0km。一个存栏72万只鸡的规模化蛋鸡场，每小时向大气排放41.4kg尘埃、1748亿个菌体、2087m3CO2、13.3kgNH3和2148kg总有机物。,（二）水体污染,1.恶化水质 粪便中大量的含氮有机物和碳水化合物，经微生物作用分解产生大量的有害物质，这些有害物质进入水体，降低水质感官性状指标，使水产生异味而难以利用。若饮用水受人畜粪便污染，将危害人畜健康。,滇池蓝藻,松花江污染,白洋淀死鱼,发酵、腐败和表面被太阳晒干的太湖蓝藻,2.水体富营养化 有机物分解产生N、P等营养素大量进入水体，促使水体中藻类等水生植物大量繁殖，使水体溶解氧迅速下降，水生生物死亡，水中有机质在缺氧条件下厌氧腐解，使水体变黑发臭，水质感官性状恶化，这种现象称为水体富营养化作用。农作物的影响：作物陡长，倒伏；产量降低；推迟成熟等。,3.介水传染病（肠道）的流行 介水传染病：通过饮用或接触受病原体污染的水而传播的疾病，又称水性传染病。 介水传染病的病原体主要有三类：细菌，如伤寒杆菌、副伤寒杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌等。病毒，如甲型肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒和腺病毒等。原虫，如贾第氏虫、溶组织阿米巴原虫、血吸虫、隐孢子虫等。,据报道大约有40多种传染病可通过水而传播，如霍乱、痢疾、伤寒、副伤寒等肠道传染病，肝炎、脊髓灰质炎、眼结膜炎等病毒性疾病和血吸虫病、钩端螺旋体病、阿米巴痢疾等寄生虫病，洪涝灾后预防介水传染病。介水传染病一般以肠道传染病多见，最典型的例子是印度新德里在1955年11月至1956年1月间，由于集中式给水水源受生活污水污染，而暴发的传染性肝炎流行，在170万人口中出现的黄疸病例就有29300人。隐孢子虫是一种肠道寄生虫，隐孢子虫感染人体导致腹泻是目前世界上腹泻病常见的原因。1987年在美国乔治亚州某地发生该病的流行时，64900当地居民中有13000余人染病而出现以腹泻为主的临床症状，从病人粪便及水厂出厂水中均检出隐孢子虫囊。1993年，美国威斯康辛州某地也发生过一次涉及40.3万人的经自来水传播的隐孢子虫病大爆发。 据报道，80%疾病、婴儿死亡50%与水质不良有关。出厂水质合格率为83%，末端水合格率79.6%。,2013年3月：嘉兴养猪户随着丢弃死猪，让上海黄浦江成为嘉兴死猪“集中营”，引发众多外国媒体对上海黄浦江水质安全。3月5日上海新打捞起809具死猪，共计8354具 。,细菌总数： 1ml水在普通琼脂培养基中，于37、24h培养后，所生长的 细菌集落菌数。 水中细菌总数越多，说明水体污染越严重，同时也说明水体中存在着有利于细菌生长繁殖的条件。但是水体中细菌总数的增加，并不能直接说明全是病原菌的存在。 饮用水中细菌总数不得超过100个mI。,大肠菌群： 一群需氧及兼性厌氧的、在37生长时，能使乳糖发酵、在 24h内产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌的总称。 大肠菌群指数：1L水中所含的大肠菌群数目。 大肠菌群值：发现1个大肠菌群的最小水量。即多少ml水中发现1个大肠菌 群数。 大肠菌群指数1000/大肠菌群值 在正常情况下，肠道中主要有大肠菌群、粪链球菌(肠球菌)和厌氧芽胞菌三类，它们都可随人、畜粪便进入水体，由于大肠菌群在肠道内数量最多，在外界环境中生存条件与肠道致病菌相近，且检验技术较简单，所以水体中大肠菌群的增加，是直接反映水体受人、畜粪便污染的一项重要指标。饮用水中大肠菌群指数不应超过3个/L。,粪中仅次于大肠菌群的为链球菌，水中同时发现二者，表明水体近期受粪便污染。家畜粪便中粪链球菌大于大肠菌群，即FsFc。近年来也用Fc/Fs比值区分受人、畜粪便污染Fc/Fs1，家畜粪便； Fc/Fs=4.4 人粪便Fc/Fs4.0，人粪污染；Fc/Fs 0.7，畜粪污染；Fc/Fs4或2，混合感染，以人粪为主Fc/Fs1或 0.7，畜粪为主Fc/Fs 2或1.0，难判断污染源。,（三）土壤的污染 指土壤接受的有机废弃物过多，超出土壤的自净能力或超过土壤的卫生标准，从而在卫生学上或流行病学上产生有害影响。,1.病原微生物污染 未经处理的畜禽粪便进入农田，粪便中的病原微生物及芽孢会在农田耕作土壤中长期存活，这些病原微生物一方面会通过饲料和饮水，危害动物健康；另一方面会通过蔬菜和水果等农产品，危害人类健康。 因此，管好人、畜粪便，并进行无害化处理，合理施用，对防止土壤的生物学污染是有重要意义的。,2.矿物质元素的污染,在饲料中大量使用矿物质添加剂，使畜禽粪便中的微量元素如铜、锌、砷、铁、锰、硒含量增加。长期大量施用受矿物质元素污染的畜禽粪便，会导致这些微量元素在土壤中富集。如果土壤中微量元素富集过多，就会影响植物生长发育，导致农作物减产，例如在饲料中使用高剂量的铜（250mg/kg）、Zn（2000mg/kg）和有机砷制剂（对氨基苯砷酸，100mg/L），可加剧这些微量元素对土壤的污染。,一般认为，当土壤中铜和锌分别达100200mg/kg和100mg/kg时，就可造成植株中毒。当Cu、Zn、As、Cd、Pb共存时，它们之间存在协同作用，这增加了防治土壤污染的困难。当土壤中砷酸钠加入量为40mg/kg时，水稻减产50%；砷酸钠加入量为160mg/kg时，水稻已不能生长；灌溉水中砷浓度为20mg/kg时，水稻颗粒无收。如果这些微量元素通过农作物、饲料和食物的富集，将会对人类健康构成潜在的威胁。,（四）畜产品污染药物残留：兽药（抗菌素、抗球虫药、饲料添加剂）、农药（杀虫剂、灭鼠剂）以及其他化学物质。（1）农药残留 农药通过食物链进入畜体内，导致畜产品含量超标而产生危害。有机氯农药危害更大。 近10年调查，鸡肉和鸡蛋BHC检出率60100%，超标387%（超9倍居多）；DDT检出率0100%，超标074%（超65倍居多）.。,（2）重金属残留 汞、铅、镉等重金属不能降解降解为无害物，它们进入水体和土壤后，部分被动植物所吸收，并有逐级富集，可使人、畜中毒、死亡和患癌症。 上海畜禽地方质量标准中：在安全卫生指标方面，“铅”、“汞”等重金属在安全卫生优质禽肉和禽蛋中的最高残留含量应分别低于0.5毫克公斤、0.05毫克公斤和0.5毫克公斤、0.03毫克公斤。（3）兽药及饲料添加剂残留 包括抗生素、抗菌剂、抗原虫药、激素及防腐剂等。,附：禁止在饲料和动物饮用水中使用的药物品种目录 一、肾上腺素受体激动剂 l盐酸克仑特罗（Clenbuterol Hydrochloride）：中华人民共和国药典（以下简称药典）2000年二部P605 -2肾上腺素受体激动药。 2沙丁胺醇（Salbutamol）：药典2000年二部P316。-2肾上腺素受体激动药。 3硫酸沙丁胺醇（ Salbutamol Sulfat C）：药典2000年二部P870。 2肾上腺素受体激动药。,4莱克多巴胺（RactoPamin e）：一种兴奋剂，美国食品和药物管理局（FDA）已批准，中国未批准。 5盐酸多巴胺（oPathene Hydrochloride）：药典2000年二部P591。多巴胺受体激动药。 6西马特罗（CimateroD：美国氰胺公司开发的产品，一种兴奋剂，FDA未批准。 7硫酸特布他林（Terbutaline Sulfate）：药典对孤年二部P890o。2肾上腺受体激动药。,二性激素 8乙烯雌醇（Diethylstibes）：药典2000年二部P42。雌激素类药。 9.雌二醇（EStradiol）：药典2000年二部P1005。雌激素类药。 10戊酸雌二醇（Estradiol Valerate）：药典2000年二部P124。雌激素类药。 11.苯甲酸雌二醇（Estradol Benzoate）：药典2000年二部P369。雌激素类药。中华人民共和国兽药典（以下简称兽药典）2000年版一部P109。雌激素类药。用于发情不明显动物的催情及胎衣滞留、死胎的排除。,12氯烯雌醚（Chlorotrianisene）药典2000年二部P919。 13快诺醇（ Ethinylestradiol）药典 2000年二部P422。 14炔诺醚（QuinestroD药典2000年二部P424。 15醋酸氯地孕酮（Chlormadinone acetate）药典2000年二部 P1037。 16左快诺孕酮（Levonorgestrel）药典2000年二部P107。 17快诺酮（Norethisterone）药典2000年二部P420。,18绒毛膜促性腺激素（绒促性素）（ ChorionicGonadotrOPhin）：药典2000年二部P534。促性腺激素药。兽药典2000年版一部P146。激素类药。用于性功能障碍、习惯性流产及卵巢囊肿等。 19促卵泡生长激素（尿促性素主要含卵泡刺激FSHT和黄体生成素LH）（Menotropin s）：药典2000年二部P321。促性腺激素类药。三蛋白同化激素 20碘化酪蛋白（Iodinated Casein）：蛋白同化激素类，为甲状腺素的前驱物质，具有类似甲状腺素的生理作用。 21苯丙酸诺龙及苯丙酸诺龙注射液（NandrolonePhenylProPlonat e）药典2000年二部P365。,四、精神药品 22（盐酸）氯丙嗪（Chlorpromazine HydrochloridC）：药典2000年二部P 676。抗精神病药。兽药典2000年版一部P177。镇静药。用于强化麻醉以及使动物安静等。 23盐酸异丙嗪（ Promethazine Hydrochloride）：药典2000年二部P602。抗组胺药。兽药典2000年版一部P164。抗组胺药。用于变态反应性疾病，如尊麻疹、血清病等。 24安定（地西洋）（DiazePam）：药典2000年二部P214。抗焦虑药、抗惊厥药。兽药典2000年版一部P61。镇静药、抗惊厥药。,25苯巴比妥（Phenobarbital）：药典2000年二部P362。镇静催眠药、抗惊厥药。兽药典2000年版一部P103巴比安类药。缓解脑炎、破伤风、土的宁中毒所致的惊厥。 26苯巴比妥钠（Phenobarbital Sodium）。兽药典2000年版一部P105。巴比要类药。缓解脑炎、破伤风、土的宁中毒所致的惊厥。 27.巴比妥（Barbital）：兽药典2000年版一部P27.中枢抑制和增强解热镇痛。 28异戊巴比妥（A：Obarbital）：药典2000年二部P252。催眠药、抗惊厥药。,29异戊巴比妥钠（Amobarb让al Sodium）：兽药典2000年版一部P82。巴比妥类药。用于小动物的镇静、抗惊厥和麻醉。 30利血平（Reserpin e）：药典2000年二部P304。抗高血压药。 31艾司唑仑（Estazolam）。 32甲丙氨脂（MeProbamate）。 33咪达唑仑（Midazolam）。 34硝西洋（NitrazPam）。 35奥沙西洋（OxazePam）。 36匹莫林（Pemoline）。 37三唑仑（Tnazolam）。 38唑吡旦（Zoghde）。 39其他国家管制的精神药品。,五、各种抗生素滤渣 40抗生素滤渣：该类物质是抗生素类产品生产过程中产生的工业三废，因含有微量抗生素成份，在饲料和饲养过程中使用后对动物有一定的促生长作用。但对养殖业的危害很大，一是容易引起耐药性，二是由于未做安全性试验，存在各种安全隐患。,奶粉、牛奶等含三聚氰胺！鸡蛋、饼干和方便粉丝也含三聚氰胺！将来不知还会发现什么也含三聚氰胺！我们还能吃些什么？,三、畜牧场环境污染的原因1.畜牧业生产经营方式的转变 以前畜牧生产的规模小，饲养家畜的数量不多，经营分散，或仅作为一种副业，这种小规模畜牧业家畜的粪尿可及时就地利用，因而较少出现污染问题。近几十年来，畜牧场的规模愈来愈大，集约化程度越来越高，单位面积土地的载畜量越来越高，产生大量的粪尿，如不加处理，排放出去，就会严重污染环境。例如，年出栏1万头育肥猪的猪场，每天产生的污水量为73t，粪尿量为1 458kg；而饲养量为1000头的奶牛场，年产鲜粪尿1.1万多吨；一个20万只的蛋鸡场，仅成年鸡每日就要产生鸡粪近20t，如果加上相应的后备鸡，则全场鸡粪日产量可达近35t。,2城郊畜牧场的增多 过去畜牧生产，多依赖于农业，就近取得农副产品或牧草作为饲料，因而畜牧场多建在农区、牧区。随着工业化的发展，城镇与工矿区人口大量集中，对畜产品的需求量显著增多，为便于购买饲料和加工、销售畜产品，城市近郊的畜牧场越来越多，离居民点也越来越近，使农牧脱节，造成的环境污染也越来越严重。3农业生产中化学肥料的增多 随着化学工业的发展，化肥的生产量越来越大，而价格越来越低，运输、贮存、使用都比较方便。家畜粪尿体积大，使用量多，装运不便，又需长途运输，既费力又费工，使其使用越来越少，结果造成积压，变为废弃物，难以处理，引起畜产公害。,4缺少必要的环境治理和综合利用设施 绝大多数的养殖场粪便处理设施属于简易晾粪、堆肥场。粪便在露天堆放下自然发酵，多数没有防渗、防淋失措施。大多数养殖场的废水处理设施仅是简单的过滤沉淀池。 国家环保总局2001年的调查显示，全国80的规模化养殖场缺乏必要的污染治理设施，60的养殖场缺少干湿分离。,5现行的相关政策法规执行难度较大 已颁布了畜禽养殖污染防治管理办法、畜禽养殖业污染物排放标准、畜禽养殖业污染防治技术规范等法规、标准，但由于畜禽养殖业污染防治涉及农业、畜牧、环保、卫生等多个部门，往往由于行政主管部门之间存在职能的交叉重复，使监督管理的力度减弱；同时，对于广大农村农户分散饲养目前尚无明确的法规和相应的标准，由此产生的环境问题实际上基本处于放任自流的状态 。,五、粪污处理的原则1.总量控制原则 以土地定养殖规模的原则，考虑养殖场周边农田对粪便的消纳容量，即采取农牧结合的方式以地定畜，减少畜禽废弃物的土壤负荷量。,德国：畜禽粪便不经过处理不得排入地上或地下水源中。在城市或公用饮水区域，每公顷土地上家畜的最大允许饲养量不得超过规定数量：牛39头、马39匹、羊18只、猪915头、鸡300900只、鸭450只。,英国：畜牧生产点畜禽饲养的限制指标为奶牛200头、肉牛1000头、种猪500头、肉猪3000头、绵羊1000只、蛋鸡70000只。 挪威：每1头牛、8头猪、67只蛋鸡应有0.4hm2的土地处理粪肥。规定在城镇附近，猪场规模不得超过50头，而且必须配备污染治理措施等。 荷兰：从1984年起，不再允许养殖户扩大经营规模。全国只有4个大型农场，整个农业、畜牧业分散在全国13.7万个家庭农场，产生的畜禽粪便在农场自身进行消化。政府制定了粪肥运输补贴计划和脱水加工成粪丸出口计划，并由国家补贴建立粪肥加工厂。规定在水源附近地区的土地上不得堆施粪肥。,产前控制污染： 合理规划、适度规模是防治畜禽废物污染的重要途径。小规模分散饲养不仅不利于提高经济效益，而且还会扩大污染面，使污染难以治理。但规模过大也会影响畜禽生产，且给环境带来极大负担，降低环境质量。所以要严格控制单位耕作面积的畜禽饲养量。,禽养殖场的选址应远离人口稠密区，尤其是城市和交通运输方便、经济相对发达的地区，实现畜牧业从城市到农村的转移。养殖场还应远离环境敏感区，如水源区、河流上游地区、上风向区、自然保护区、风景旅游区等。畜禽废物的综合利用，污水治理和养殖场设施同时设计、同时施工、同时投入使用。,2.减量化原则 是畜禽废弃物污染治理的基础。通过“清污分流”、“粪尿分离”等手段消减污染物排放总量。 从牧场规划：污水与雨水分开，封闭排放，减少污水量。 从养殖角度：提倡健康、科学的养殖模式。如开发环保饲料及添加剂，提高饲料利用率，降低畜禽粪便中的氮、磷污染；采用干清粪工艺，减少污染物的排放总量，降低污水中的污染物浓度，以降低处理难度和处理成本，同时可使固体粪污的肥效得以最大限度的保存，以便进一步的处理利用。 从养殖末端：固液分离技术,发酵床技术,发酵床养猪技术是一种无污染、零排放畜禽粪便处理技术。原理：在土壤中采集出一种生物菌落，经过特定营养剂的培养形成白色土著微生物原种，将“原种”按一定比例掺拌锯屑或稻皮和泥土，以此作为猪圈的垫料，利用猪的拱翻习性，使猪粪、尿和垫料充分混合，通过土壤微生物菌落的分解发酵，使猪粪、尿中的有机物质得到充分的分解和转化。,Pregnant sows 怀孕的母猪,Farrowing sows 生产的母猪,Growing pigs生长过程中的猪,Weaned piglets 断奶的小猪,The stages of intensive pig production集约化生猪生产的各阶段模式,In sow stalls, sows become apathetic and unresponsive在母猪隔栏里，母猪变得缺乏情感、反应迟钝。,Sows in stalls:母猪隔栏里的母猪：cannot urinate away from their lying area无法在躺卧区以外的地方排便cannot regulate their body temperature through behaviour无法通过行为调解体温,Health problems common in stalls 母猪栏里普遍产生的问题：weak bones 骨质脆弱leg problems 腿脚病urinary disorders 泌尿系统疾病,Bar-biting 啃咬栅栏,Sham-chewing 假咀嚼,Stereotypic behaviour刻板行为,Sows in farrowing crates cannot:分娩箱中的母猪无法：walk or turn round 行走或转身lie down comfortably 舒服地躺卧perform important behaviours such as nest building 表现重要行为，例如筑窝interact naturally with their piglets 与小猪自然交往,Frustration of the nesting instinct may:无法筑窝会导致：lead to a build-up of the stress hormone cortisol 压力荷尔蒙皮质醇的升高interfere with the birth process 干扰生产过程lead to an increase in still-births 死胎的增加,在英国和瑞典，铁隔栏的使用已属违法。芬兰、荷兰、丹麦、菲律宾和佛罗里达即将下令禁用猪栏，2013年以后，整个欧洲都将禁止使用猪栏，除了对怀孕头三周的母猪。,发酵床养猪流程,promote foraging behaviour 促进觅食行为increase comfort 增加舒适度absorb faeces and urine 吸收粪便,Straw-based system, England草垫（英国）,Peanut husks, Sao Paulo,Brazil 花生壳（巴西）,垫料系统, Colin Seddon,Wood shavings, Concordia, Brazil刨花（巴西）,巴西的深层垫料系统：更低的资金成本40-60%适合于小规模农场减少50%的氨排放量减少废物排放量产生更好的肥料减少消毒剂的使用减少同类间的伤害和残疾提供觅食机会提供舒适的环境,Deep bed systems in Brazil:(according to EMBRAPA)lower capital costs 40-60%are suitable for small-scale farmingreduce ammonia emissions 50%produce a smaller volume of wasteproduce a better fertiliserreduce disinfectant usereduce cannibalism and lamenessprovide foraging opportunitiesprovide comfort,Deep-bed system 深层系统,Experimental group on deep-bed深层系统的试验群体,感到更温暖，减少了拥挤行为减少了腹泻更加积极主动，减少了恐惧感,社交和环境的丰富减少了对新形势的恐惧减少了运输过程中的压力有利于健康、福利和食品质量,改善动物福利减少压力提高生产和肉品质量,发酵床养猪的优点：无排放、无臭气、无污染：猪粪尿可长期留存猪舍内，不向外排放，不向周围流淌，靠着土壤微生物的作用分解、转化，没有臭味。省饲料，降低成本，提高效益：由于猪粪、尿被微生物分解转化为可被猪食用的无机物和菌蛋白质，而且锯屑中的木质纤维和半纤维也可被降解转化成易发酵的糖类，猪通过翻拱食用，给猪提供了一定的蛋白质等营养，从而减少了精饲料的供应发酵床养猪中途无需人工清粪，冲洗猪床，打扫圈舍，一方面可减少饲养人员，节省人工支出，另一方面又节省了水费。提高猪群的抵抗力，减少用药，提高猪肉品质：由于猪在发酵床垫料上生长，应激减少，又采食菌体蛋白，抗病力明显增强，发病率减少；特别是呼吸道疾病和消化道疾病较传统集约饲养有大幅下降；发酵床养猪模式要求全程不添加抗生素，减轻药费负担，所生产的猪肉品质明显改善，无药物残留。,发酵床养猪的缺点发酵床内的疾病控制问题：猪舍内不能使用化学消毒药品和抗生素类药物；猪拱食垫料引起的疾病，如霉菌毒素中毒；寄生虫病和皮肤病控制难度加大。由于猪舍占地面积大，造成建设成本高100 m2的发酵床只能养5070头猪，每头猪占地面积1.5 m2。而目前规模化养猪可饲养100头。夏季猪舍内温度过高，影响猪的生长发育。,平面图,剖面图,3.无害化原则 畜禽粪便中含有大量的致病菌、重金属、激素等有毒有害物质，如不加以处理，对环境和人体造成危害。因此，在利用过程中要对粪便、污水进行消毒、杀菌等处理，消除或降低畜禽粪便中有毒有害物质的浓度。,4.资源化原则 是畜禽粪便污染治理的核心。畜禽养殖业污染物与许多工业污染物不同，它是一种宝贵的资源，具有较高的使用价值。如作为肥料资源，发酵产生沼气，成为农民生活的清洁能源。同时，鸡粪等还可以加工成饲料。5.产业化原则 在养殖场相对集中的区域，对畜禽养殖废弃物集中收集，集中处理形成产业。这种社会化服务是环保产业化发展的必然趋势。有机肥产业化、户用沼气产业化。,6.因地制宜原则 我国地域辽阔，不同地区的社会经济发展水平不一致，畜禽养殖业的集约化程度也各不相同，不能不顾各地的实际情况，在全国推行单一的污染治理模式。应当根据各地自然环境、社会经济的现实情况，因地制宜地制定适合于当地特色的污染治理方案和治理措施。 要充分利用土壤的自然净化能力，尽量采用效率高、投资少、运行费用低的自然生物处理法。把畜禽养殖生产与生态农业建设相结合，以农养牧、以牧促农，实现生态平衡。同时还要结合当地的条件，积极发展有机食品、绿色食品和无公害食品生产，提高产品质量和经济效益。,六、粪便的无害化处理和利用,（一）用作肥料 高温堆肥： 传统的生物处理技术，在微生物的作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。,在微生物分解有机质的过程中，生成速效养分（氮、磷、钾）；合成新的高分子化合物腐殖质（土壤肥力的重要活性物质）；产生热能，杀死病原微生物和寄生虫卵。,堆肥过程的影响因素:,（1）含水量：4565。（2）通气供氧：有供氧、散热和促进肥料干燥的作用。通风供氧是堆肥成功的关键因素之一。 翻堆（自然通风）、强制通风、翻堆与强制通风的结合方式。,供氧是通过翻堆促使气体交换来实现的，同时通过自然通风使料堆中的粪便有机物静置堆放35个月即可完全腐熟。此法成本低，但占地面积大、处理时间长、易受天气的影响、易对地表水及地下水造成污染。,为加快发酵和免去翻垛的劳动，可在垛底设穿孔通风管，用鼓风机在堆垛后的20d内经常强制通风，此后静置堆放24个月即可完全腐熟。,（3）C/N和C/P： 堆肥C/N比应满足微生物所需的最佳值2535，最多不能超过40。C/P比为75150。（4）温度：普遍采用快速、高温、好氧堆肥。初堆肥时，堆体温度一般与环境温度相一致，经过中温菌12d的作用，堆肥温度便能达到高温菌的理想温度5065，在这样的高温下，一般堆肥只需56d即可达到无害化。过低的温度将大大延长堆肥达到腐熟的时间，而过高的堆温（70）将对堆肥微生物产生有害影响。,（5）接种剂 微生物接种剂：从堆肥中分离出来的高温菌、中温菌、放线菌和真菌常作为堆肥接种剂，加速细胞壁和木质素、纤维素水解，促进腐殖化过程。有效的自然材料：指粪便堆肥、牛粪、耕层土壤和菜园土壤等，其中含有种类极其丰富的微生物群体。,堆肥技术：自然堆肥法 （直接农业利用的主要使用方法） 无需设备和耗能，但占地面积大、腐熟慢、效率低。现代堆肥法 （主要用于专业有机肥生产） 利用发酵罐（塔）等设备，效率高，堆制时间短 ，便于控制，自动化控制连续生产，处理量大，对周边无污染；一次性投资大。,Company Logo,发酵罐堆肥发酵 新鲜物料利用一个输送带自动输入第一层，搅拌机将新旧物料混匀，发酵一定时间(3天)后，物料进入下层。在下层物料经过一定时间(3天)发酵后，物料基本腐熟，然后用输送带将物料运走。,搅拌式发酵罐堆肥法统 1鼓风机 2进风管 3搅拌齿兼供风管 4带保温层的发酵罐罐体 5堆肥物料 6驱动及液压传动装置 7排风管通入除臭池,生物发酵塔发酵： 共分6层，每层底板由多块可反转的栅板构成，加调理剂进行预处理后的堆肥物料送入最上层，发酵24h，反转底板物料落入第二层，如此每天通过一层而完成前期腐熟，供氧由鼓风机通过管道送入各层。该设备可连续作业，每天一次入料到第一层，第六层则每天出料一次。,自落式多层堆肥塔,1.入料搅拌 2.堆肥物料 3.排出气进入除臭池 4.多组可反转槽底 5.转轴 6.出料仓 7.气动槽底反转柄 8.供风管 9.鼓风机,该工艺的特点是占地面积小、提高了劳动生产率。由于采用优化筛选菌种发酵，所以物料转化率高。同时密闭式多层塔结构对其发酵过程的自发热可以充分利用，节约 大量能源。采用自动化控制装置，操作简单、处理量大、生产环境条件大为改善、对周边无污染，便于工业化连续生产。 快速发酵装置机械化(动态)好氧堆肥工艺较先进，具有堆肥周期短(37d)、物料混合均匀、供氧效果好、机械化程度高、便于大规模连续操作运行等特点。,1.予处理间 鲜粪、调理剂、菌种混合。,塔式发酵（武汉）,2.发酵塔全景 该塔为六组，每组六层。箭头为输送予处理好的物料进入塔的第一层。,3.塔正面观 上箭头为排风机，中箭头为 液压翻板机，下箭头为由第六层落下的腐 熟好的活性有机肥。,4.塔体背面 左箭头为热风炉和鼓风机，中箭头为塔体，右箭头为进塔体风管。,5.输送带和匀布机 输送带将物料送入每组塔的第一层；匀布机将物料刮布均匀并清除杂物。,6.翻板和行程开关 多块翻板构成每层的底，双箭头表示每块翻板的宽度；单箭头为匀布机的行程开关，以使其往返运动。,有机无机复混肥,（二）产生沼气,什么是沼气？ 一种可燃气体 主要成份：甲烷CH4 55-65% 二氧化碳CO2 30-40少量H2S，CO，H2，O2等,集约化畜禽养殖场沼气工程:沼气工程已成为治理污染、生产清洁能源和有机肥料(饲料),实施可持续发展的重要措施工业有机废水沼气工程沼气民用：集中供气-炊事沼气供热：锅炉沼气发电：,范围和内容,沼气是怎么产生的分解发酵,有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的可燃气体，主要成分是CH4和CO2发酵过程是五群细菌参与的活动发酵细菌、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌,水解阶段：产酸阶段（乙酸占80%）产甲烷阶段,生产沼气应满足条件：（1）厌氧环境,Company Logo,,（2）物料比例：氮：碳为1：2530。常用的配料为人粪：青草：猪粪为1：2：2。（3）温度：甲烷细菌繁殖的适宜温度为2030，当沼气池内温度降到8时产气量则迅速减少，超过40时，产气速度也大幅度减少。（4）料液浓度：6-10% （5）pH：以78.5为宜，发酵液过酸时，可加石灰或草木灰中和。（6）加入发酵菌种： 新建的沼气池，装料前应加人沼气发酵沉渣、屠宰场排污沟泥。加入量占总发酵料液的10%至15%。,利用粪便制取沼气的全套工程设施 ，包括原料的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个部分组成,集约化禽畜场沼气工程,万头育肥猪场，日产粪水603，设计池容500m3，产气率为0.39m3/m3d，总投资为175万元年产沼气10万立方米，固体有机肥540吨收益=沼气+有机肥+避免排污罚款+畜禽发病率减少避免的损失COD、BOD去除率分别70 %、75%以上,集约化禽畜场沼气工程,利用工业有机废水、废渣生产沼气包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等可转化为沼气的资源量约107亿立方米/年,工业有机废水沼气工程,华兴种猪繁育场年固定存栏量约3000头，年出栏种猪约7000头。粪尿输出量大，周围农田无法完全消化，严重污染了环境。此猪场的粪尿处理问题己成为限制猪场继续发展的瓶颈。产品的药物残留严重，以及采暖耗能费用大，外部景观脏、乱、差等问题。兴建一生态种植园区，进行无公害生产；实行沼气工程等接口技术，将养殖业与种植业建立有机联系起来，并且又可利用沼气加热照明，解决床体耗能问题；兴建生物肥料厂，实现资源综合利用和价值增值，保证种植园区实行无公害生产。,初始投资大，自我融资能力不够万头猪场沼气工程初始投入150-200万元工业2500池容沼气工程400-500万元市场风险大禽畜产品和食品产品不确定因素大，风险大难以吸引各方投资者治理成本和沼气产品成本高工业废水 2.50元/m3废水，发电 0.35元/kWh养殖场 7.5元/m3粪水，发电0.7元/kWh环保政策执行缺乏力度三同步排污费低于治理费能源产品缺乏法律保障和政策扶持沼气、电力市场准入和上网经济激励政策,主要障碍,规模和速度与形势发展的要求很不适应：- 德国在仅仅过去的3-5年期间，沼气工程就发展到了约2000处，并且都是商业化运行 - 德国的经验：为实施可持续发展、治理污染、减少温室气体排放制定了鼓励发电上网的法律优惠电价；优惠投资低息、贴息贷款；环保和资源利用法律保障 - 农场主的积极性：新的收入来源,与国外存在一定差距,（三）用作饲料 鸡粪用作饲料前，应先经过加工，以用来除臭、去毒、灭菌、脱水，从而提高其利用价值并便于贮存（四）低等动物处理 l 养蚯蚓 l蝇蛆 l 蜗牛,六、废水处理和利用（一）物理处理方法 方法：过滤、离心、沉淀等。 目的：前处理使废水污染物负荷降低（浮物去除率为40%65%，BOD5下降25%35%）；防止大的固体或杂物进入后续处理环节，造成设备的堵塞或破坏等。 设备：格栅、筛网、沉淀池、分离机等。,1.筛滤 筛滤是一种根据畜禽粪便的粒度分布状况进行固液分离的方法。大于筛孔尺寸的固体物质截流在筛网表面，而液体和小于筛孔尺寸的固体物质则通过筛孔流出。常用牛粪尿废水的前处理。 固体物的去除率取决于筛孔（0.171.21mm）的大小，筛孔大则去除率低，但不易堵塞，清洗次数少；筛孔小则去除率高，但易堵塞，清洗次数多。,筛网是筛滤所用的设施。 废水从筛网中的缝隙流过，而固体部分则凭机械或其本身的重量，截流下来，或推移到筛网的边缘排出。 筛网分固定筛、振动筛和转动筛。固定楔形筛多用。 筛网的质地有金属、塑料；缝隙结构有条缝、格子状、孔状等。,2.挤压式分离机,（二）生物处理法 利用污水中微生物的代谢作用分解其中的有机物，对污水进一步处理的方法。包括自然的和工厂化的生物处理法。1.自然法处理工艺 污水在自然条件下以微生物降解为主的处理方法，包括稳定塘处理和土地处理。这类方法投资省，动力消耗少，在附近有废弃的沟塘、滩涂可供利用时，应尽量考虑采用此类方法。,(1)稳定塘处理稳定塘又名氧化塘或生物塘。稳定塘对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。,按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等