畜（chù）禽（qín）糞汙主要汙染物處理技術
發布時間（jiān）：2025-08-06 瀏覽：64
據（jù）農業部統計分析（xī），截至2020年末，中（zhōng）國畜（chù）禽糞汙年產量達40億t左右（yòu）。當前我國的畜禽養殖業發展仍存在一些短板（bǎn），比如各地畜禽糞汙資源化利用執（zhí）行標準不一、養（yǎng）殖業與種植業脫（tuō）節、環境監管（guǎn）不到位等問題（tí），還有大量畜禽糞汙不能得到及時利用，對周邊（biān）環（huán）境造成了巨大（dà）威（wēi）脅（xié）。如何解（jiě）決畜禽（qín）糞汙帶來的汙染問題，成為（wéi）當前國（guó）家對農村社會經濟發展所（suǒ）關注的（de）重（chóng）點任務。
一、惡臭氣體處理
惡臭氣體的產生是微生物分（fèn）解畜禽糞便中的碳水化合物、蛋白質（zhì）和其他（tā）成分的結果，氨氣、硫化氫和揮發性有（yǒu）機化合物是（shì）畜牧業生產排放的主要氣味物質，長期接觸會降（jiàng）低（dī）動物的生（shēng）產性能（néng）。
揮發（fā）性有機化合物（wù）中的一些物質，如苯、乙醛等（děng），也具（jù）有致（zhì）癌（ái）性和（hé）危害性，可通過呼吸道（dào）、皮膚（fū）等途徑直接進入（rù）動物體內，嚴重損害肝髒和（hé）神經係統，對（duì）喉嚨和眼睛造成刺激，上述大氣汙染物的排放，不僅會（huì）造成堆肥肥料營養元素的丟（diū）失，還對環境產生嚴重汙染，一定程度上阻礙了堆肥技術的推廣（guǎng）應用。
畜禽糞便汙染物的產生，歸根到底在於動物對飼料（liào）的不（bú）完（wán）全利用，在不（bú）影響生產性能的前（qián）提下（xià），通過改進飼料配方，提高動物對（duì）各類營養的利用率，可有效降低營養物質的排放。此處（chù）主要介紹惡臭氣體（tǐ）末端治理的三種方法：物理、化學和（hé）生物方法。
（一）物理除臭
物理除臭技術（shù）是采（cǎi）用向糞便或舍內投（鋪）放吸（xī）附劑或除臭物質以減少臭氣的散發（fā）。吸附劑宜采用沸（fèi）石、鋸末、膨潤土以及秸稈、泥炭等含纖維素和木質素較多的材料。除臭物質有沸石、硫酸鈣（gài）、氯化鈣和苯甲酸鈣。沸石是天然的除臭劑，豬糞堆肥中添（tiān）加15%沸石，氨氣減排（pái）94%。
（二）化學除臭
畜（chù）禽糞便的化學除臭技（jì）術主要是利用化學物（wù）質與畜（chù）禽糞（fèn）便中的有機物進行化學反應，主要包括吸收法和燃燒法。吸收法（fǎ）為將排（pái）放的氣體汙染物（wù）溶解到液體中，通（tōng）常加入氧化劑（過氧化氫、次氯酸鈉、臭氧）和適當催化劑（如二價鐵離子）來提高吸（xī）收效率，反應後，有機化合物氧化成二（èr）氧化碳，硫化氫氧化成元素硫，硫醇、硫化物氧化成磺酸或碸類。
吸收法是去除氨氣和硫（liú）化氫的有效解決方案，對氨的減排效率最高達到100%。但（dàn）去除揮發性有機化合物（包括揮發性脂肪酸、硫醇）要（yào）困難得多。在許多情況（kuàng）下，化學吸收被用作以高濃度氣味為特征的排放氣體的預處理方法（fǎ）。有研究顯示從植物中提取的多酚類物質能夠和多種臭味化（huà）合物（wù）結（jié）合形成新的無臭化合物，為開發植物型除臭劑提供理論依據（jù）。
燃燒法通常可分為（wéi）熱燃燒和催（cuī）化燃燒，存在不完全燃燒（shāo）、排放有毒化合物和耗能大的缺點（diǎn），不太推薦。此外采用高能光電除臭設備使惡臭氣體轉化（huà）為低分子化合物、水和二氧化碳等，能夠降（jiàng）低畜禽舍中有害氣體（tǐ）氨氣含量，提高空氣質量。
（三）生物除臭
生物除臭是利用某些微生物的代謝活性，使臭味有機（jī）化合物自然分（fèn）解成無（wú）味無害的最終產物，達到氣體淨化的方法。相（xiàng）對於物理、化學方法具（jù）有經濟高效、管理簡（jiǎn）單、二次汙染小的（de）顯（xiǎn）著優勢。近幾十年來發展了（le）3種用於臭氣生物淨化的技術：生物濾（lǜ）池、生（shēng）物洗（xǐ）滌塔和（hé）生物滴濾（lǜ）池，國內以生物濾池為主。
生物濾池是很早使用的方（fāng）法，可用於去除堆肥過程中產生的臭氣。其特點是不使用流動液相，由碎石（shí）或塑料製品填料構成的生物處理（lǐ）構築物，汙水（shuǐ）與填料表麵上生長的微生物膜（mó）間隙接觸（chù），使汙水得到淨化。其優點在於（yú）成（chéng）本低，但難以控（kòng）製反應（yīng）條件（溫濕度和pH等），占地麵積大，處理高濃度汙染物時效率低（dī）且顆粒物（wù）易（yì）導致堵床。
生物滴濾池相對於生物濾池主要區別在於多了流動液相，臭氣從（cóng）底部進入填料床，轉為水相後被微生物（wù）降解（jiě），處（chù）理後的氣體從上排放，其優點在於反應條件易於（yú）控製，具有去（qù）除酸性氣體的能力，整個過（guò）程（chéng）在一個罐中進行，節省（shěng）了大量的空間和總成本。
生物洗滌塔與生物滴濾池的區（qū）別在於微生物是懸浮生長的，可進行有效的生物學參數控製，能處理大量高濃度臭氣（qì），可以根據去除汙染物的不同（tóng）靈活選擇微生物，其優點在於不易堵塞、抗負荷衝擊能力強，但運行成本較高。
二、抗生素汙染處理
近（jìn）幾十年來，獸用抗生素（VAs）汙染一直被認為是（shì）一個全球性的環境和健康問（wèn）題。抗生素的過（guò）度使用和濫用（yòng）導致了多重耐藥細菌（jun1）的上升和傳播。動物糞便被認為是（shì）抗生素抗性基因（ARGs）和攜帶（dài）它們的可移動遺傳元件（jiàn）（MGE）的主要宿主之一。
由於施用糞肥作（zuò）為（wéi）土壤改良劑，容易造成抗生素耐藥性的（de）傳播，經（jīng）過調查分析發現添加含有抗生素殘留的糞肥可（kě）導致含（hán）抗性基因的細菌比例明顯提（tí）高。各種研究表明，厭氧消化可以（yǐ）降低（dī）抗生（shēng）素（sù）耐藥性傳播的風險，據報道（dào）厭氧消化可（kě）去除73%的（de）VAs，而糞肥堆肥和人（rén）工（gōng）濕地可去除84.7%和90%的VAs，ARGs和MGE的平（píng）均水平分別顯著降低了53%和74%。
目前，許多國家限製使（shǐ）用抗生素作為（wéi）生長促進劑，鼓（gǔ）勵（lì）開發抗（kàng）生素替（tì）代品。在食品動物生產中（zhōng），酸化劑、噬菌體、酶、植（zhí）物化學物質、益生菌、益生元和抗菌（jun1）肽作（zuò）為抗生素的替代品已成為研究熱（rè）點。
三、病原（yuán）菌汙染
畜禽糞便中還（hái）存在著大（dà）量的病原微生物：植物病原菌大多（duō）為真菌，如灰梨孢菌（引起水（shuǐ）稻稻瘟病）和尖孢鐮孢（bāo）黃瓜專化型（引起黃瓜枯萎病）等，少數為細菌（jun1），主要有青枯菌等；主要的人畜共患病原菌有：大腸杆菌、沙門氏菌、金（jīn）黃葡（pú）萄球菌、豬鏈球菌和誌賀氏菌等，這些病原菌（jun1）會給農業生產、人類健康帶來巨大（dà）威脅（xié）。
堆肥過程中產生（shēng）的高溫可以殺死糞便中的病菌、蟲卵和雜草（cǎo）種子，達到無害化的目的，其無害化處理（lǐ）與堆肥過程（chéng）中溫度、水分（fèn）和接種（zhǒng）劑等有關。研究發現當堆肥（féi）溫度達到50-65℃時，隻要5-6d即可將蟲卵、寄生蟲（chóng）、病原菌和孢子等殺滅。堆肥（féi）發酵反應速度的快慢受水分的影響，一般堆（duī）肥的起（qǐ）始含水（shuǐ）量以50%-60%為適宜，堆（duī）肥水分含量（liàng）過低，不利於殺死（sǐ）病原菌（jun1），會影（yǐng）響堆肥過程中有（yǒu）害生物的無害化處理。
另外，蚯蚓、黑水虻堆肥也（yě）是實現病原菌無害化處（chù）理的（de）一條有效途徑。研究表明（míng）特定的蚯（qiū）蚓（yǐn）種類堆（duī）肥後糞（fèn）大腸菌（jun1）群（qún）滅活率達到100%。用黑水虻處理含有大腸杆菌O157:H7（EC）、鼠傷寒（hán）沙門氏（shì）菌（ST）和金黃色葡萄球菌（SA）的廚餘垃圾過程中，EC在4-6d內（nèi）被（bèi）滅活，ST在3-4d內被（bèi）滅活，SA在6d內減少99.99%，且EC、ST和SA在（zài）黑水虻體內無殘留。種養結合方式為（wéi）循（xún）環生態農業提供一種新（xīn）的發展模式。
四、重金屬殘（cán）留汙染處理
高銅高鋅日糧對動物，尤其是豬具有顯著的促（cù）生長和防腹瀉等效果，由於畜禽對重金屬元素的利用率很低，隻有很小（xiǎo）部分被吸收，所以絕大部分的（de）重（chóng）金屬隨著畜禽糞便排出體外，對生態環境造成潛在的汙染。
目前主要是通過一些合適的措施和手段將（jiāng）汙泥中的有害重金屬元素去除或者最大限度降低其濃（nóng）度，如化學、電化學、微生物、植物修複等方法。針對（duì）已（yǐ）經產生的畜禽（qín）糞（fèn）便，通過堆肥和沼氣發酵，可以促進重金屬鈍化，但不會降低重金屬總量，其原理是通過調（diào）節（jiē）重金屬在不同形態下進行轉化，即由生（shēng）物可利用形態向穩定形（xíng）態轉化，達到生物有效性降低的目（mù）的。
通過好氧堆肥有效降（jiàng）低鉛的活性，鈍化率達21.09%-42.71%。但是僅依靠堆肥降低重金屬的生物有效（xiào）性是有限的，當重金屬濃度（dù）過高時（shí），堆肥效果不明顯。研究（jiū）顯示，添加劑的使（shǐ）用能有效提高重金屬的鈍化效果，重金屬的鈍化作用在一定程度上可以（yǐ）減輕（qīng）重金屬（shǔ）危害，但添加鈍化劑又會造成二次添加劑（jì）汙染，且不能從根本上降低重金屬含量，對人類健康和環境仍存在潛在風（fēng）險。
淋洗法是有效分離去除畜禽糞便中重金屬的一個途徑，采用較多的是化學淋洗和生物淋洗。化學淋洗使畜禽糞便中的重金（jīn）屬由（yóu）不（bú）可溶的化合物向（xiàng）可溶的離子（zǐ）態或絡合離子態轉化，去除機理（lǐ）主要為酸化、離（lí）子交換、溶解、表麵活性劑和絡合劑等作用，常用的試劑包括鹽酸、硫酸、硝酸和一些有機絡合劑，如（rú）EDTA、檸檬（méng）酸等（děng）。化學淋洗法對有機肥中的重金屬（shǔ）去除率很高，但淋洗過程和中（zhōng）和過程要消耗大量的化學試劑，成本較高（gāo）。相比其他方法，生（shēng）物淋洗法運行成（chéng）本低、營養元素流失少、實用性強，是一（yī）種經濟有效並具有發展潛力的重（chóng）金屬處理方法。生物淋洗法起源於微生物濕法冶金，是通過微（wēi）生物的新陳代謝來溶解重金屬，以氧化亞鐵硫杆菌和氧化硫硫杆（gǎn）菌為主，目前已應用（yòng）於處理畜禽糞（fèn）汙中的重金屬。
