随着我国养猪业的快速发展,养殖规模不断扩大,粪污排放问题日益突出,已成为制约畜牧业可持续发展的重要瓶颈。根据《第二次全国污染源普查公报》数据显示,尽管畜禽粪便资源化利用率已达85%,尿液利用率达78%,但大量猪场仍依赖传统的处理方式,如厌氧堆肥和沼气发酵,难以满足现代规模化养殖场对高效、环保、可持续发展的需求。尤其在废水达标排放与固粪全量回收并行的背景下,如何构建科学、系统的粪污资源化利用体系,成为当前亟需解决的核心课题。文章系统梳理了当前主流的粪污处理模式及其技术路径,旨在为推动大型猪场实现绿色转型提供理论支持与实践指导。
  在众多处理模式中,异位发酵床技术因其独特的‘养殖-发酵分离’设计脱颖而出。该技术通过在猪舍外部设立专用发酵槽,铺设秸秆、稻壳等有机垫料,对收集的粪污进行持续高温发酵。这一过程不仅能有效降解粪污中的有机物,还能显著降低重金属和抗生素残留。研究表明,在添加60 mg/kg土霉素的猪粪中,经过两个月的异位发酵处理,其残留浓度可降至5 mg/kg,降幅达91.7%。同时,李路瑶团队发现该技术对污水和粪便的吸收系数分别达到1.96和1.24,显示出强大的消纳能力。处理后的垫料符合NY/T 525-2021《有机肥料》标准,具备还田价值。然而,目前关于抗生素抗性基因的去除机制尚不明确,且运行过程中受温湿度波动影响较大,操作缺乏精细化标准,仍需进一步完善评价体系和技术规范。
  厌氧发酵产沼气模式则是能源化利用的典型代表。在密闭厌氧环境中,微生物将粪污中的有机质转化为沼气,主要成分为甲烷,可用于发电或供热,实现能源自给。发酵后产生的沼渣富含氮磷钾,是优质的有机肥原料;沼液经处理后可用于农田灌溉,提升作物产量。研究证实,在猪粪中按2∶1比例添加玉米秸秆,可显著提升甲烷产量;加入2.5%的生物炭与粉煤灰,沼气总产量提高5%以上。额尔和花等人将发酵后的沼液施用于蔬菜田,蔬菜产量明显增长。然而,该模式面临种养脱节、重金属难以彻底去除、液体有机肥生产技术不成熟等问题,限制了其大规模推广。未来需加强种养结合布局,并推动液态肥标准化生产技术的研发。
  粪污堆积制肥模式则聚焦于固体废弃物的高效转化。该技术通过固液分离后,对固体粪污采用好氧与厌氧协同发酵的方式,在高温条件下杀灭病原菌和寄生虫卵,最终制成稳定化的有机肥料。常见的堆肥形式包括条垛式、槽式和封闭仓式。条垛式投资低但控制精度差;槽式可控性强但成本高;封闭仓式自动化程度高但普及率有限。近年来,共堆肥技术取得突破:武晋萍团队在粪污中添加中药渣,使喹诺酮类抗生素耐药基因降低率达99.89%;王砚团队利用腐熟秸秆共堆肥,有效磷含量提升至14.44 g/kg;曹云团队采用超高温堆肥,氮素损失率比常温堆肥减少33.3%。为保障效果,猪场需推行干清粪工艺,避免水冲粪导致污染物溶出增加,并实现雨水与污水分流,确保堆肥原料质量。
  在关键技术层面,发酵床养殖、沼气处理、固液分离与生物处理构成了粪污资源化利用的技术支柱。其中,发酵床分为同位与异位两种:同位发酵虽投资少、实现全量回收,但在南方潮湿气候下易因水分失控导致发酵失败,并可能滋生鼠蟑等病媒生物,增加疫病风险;相比之下,异位发酵不影响猪舍环境,安全性更高,但基建与运行成本较高。沼气处理则强调‘固液分离+分级利用’,固体堆肥、液体发酵,配套设备如PVC膜可移动沼气箱和气囊式沼气池,具有抗腐蚀、易维护、适应性强等优势,已在多地规模化猪场广泛应用。固液分离作为前端关键环节,越早实施越有利于降低后续处理难度,推荐在粪污进入集污池当日完成。不同清粪方式需匹配相应设备——干清粪配螺旋挤压机,水泡粪配斜筛分离机,并合理利用地形落差以节省能耗。生物处理则通过添加功能微生物与酶制剂,在调控温度、pH、溶氧等条件下,加速有机物分解,将其转化为植物可吸收的营养成分,广泛应用于沼液深度处理与土壤改良。
  展望未来,随着国家‘双碳’战略的推进,猪场粪污治理正从末端处理向源头减排转变。新型低蛋白饲料的研发可减少氮排放;免冲洗或微冲洗技术能大幅降低污水产生量;无水消毒剂的应用将进一步压缩水资源消耗。与此同时,智能化堆肥控制系统正在兴起,可通过传感器实时监测温度、湿度与气体成分,自动调节通风与翻堆频率,提升堆肥效率与稳定性。在污水处理领域,厌氧氨氧化、纳米微曝气等前沿技术有望突破传统工艺能耗高、占地大、运行复杂等瓶颈,实现高效低碳处理。可以预见,在新材料、新技术与新模式的共同驱动下,我国规模化猪场粪污资源化利用将迈向更加智能、精准、绿色的新阶段,不仅助力生态农业建设,也为乡村振兴注入强劲动能。


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