快速无公害处理人畜粪便对环境的意义

成旭　孟祥栋　郑里华　陆梦瑶　韩瑞泽　张泽　张立颖　凌克首　吕国才

摘 要：文章分析了目前养殖场、农业用肥、城郊及乡村的卫生状况，提出使用家庭粪便快速生成有机肥的技术（获得国家专利：ZL 201220109642.1），不用水冲、不通过排水管网、下水道及污水处理厂，快速无公害处理公共厕所、养殖场粪便及农村有机垃圾，进而减少抗生素的使用及排放量，减少农药、化肥的使用，不仅能促进绿色有机产品发展，而且可以彻底改善环境卫生状况，投入很少，运营成本低，造福人类环境。

关键词：人禽畜粪便 抗生素 化肥 除臭剂 农药 零污染排放 动物福利 餐厨垃圾 垃圾收费

中图分类号：X713.031 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）06（b）-0121-03

1 人禽畜粪便现状

1980年以来，我国陆续建造了许多禽畜养殖场，养殖规模越来越大，逐步发展成为一个独立的行业，禽畜粪便的数量急剧增加，成为一些城市郊区最严重、最重要的类似工厂污染的大型污染源[1]。

全国禽畜粪便年排放量已达18.84亿吨，相当于工业废弃物年排放量的3.4 倍，大量的禽畜粪便，已与工业废水、生活污水并列，成为水环境污染的三大源头之一并成为阻碍禽畜养殖业可持续发展的重要因素[2]。

高密度畜禽养殖场，大多数采用水冲洗清理粪尿，水泥地面每天几次的冲洗，稀释了粪肥，制作成肥料或产业化前，还须固、液分离，这样会有相当部分被直接排放到周边环境，造成大范围的污染。

禽畜粪便含有大量的病原体及其他污染物，影响土壤水体、饮用水源危及人民健康，养殖业与种植业的日益分离，也使禽畜粪便未作妥善处理和有效利用。采用传统方法直接还田、由于量大往往难以消化，必须借助于新技术，对禽畜粪便进行无公害处理、转化成有用的资源，是畜禽产业与环境持续发展的必需。

我国目前畜禽粪尿的利用率不高，大中型养殖场，一般不到 20%，如北京市的畜禽粪便加工处理能力仅有22万吨，处理率仅为3%[3]。

2010年《全国第一次污染源普查公报》显示，畜禽养殖业的污染排放已经成为我国最重要的农业面源污染源之一，到2020年我国畜禽污染排放将会比2007年增加37%[4]。我国目前农村的面源污染中，35%～40 %来源于畜禽粪便，10%～15%来源于化肥，而50%来源于村镇的生活垃圾与生活污水。

由于农业生产长期使用化肥，造成土壤板结、沙化、地力下降， 我国土壤平均有机质含量已接近联合国公布的最贫瘠的土壤水平，土壤改良迫在眉睫，最直接最根本的途径是多使用有机肥和农家肥，少用化肥[5]。

我国模仿西方工业国家经历160多年、才逐步发展起来的水冲厕 所的污水、粪便合并处理系统，导致城市粪便质量变差，城市粪便已逐渐失去传统的土地处置途径，相当数量的污水粪便向城郊区域随意倾倒，给环境和健康带来严重的影响，已成为许多城市急需解决的重大问题。

根据国外经验和我国财力状况，排水管网污水处理系统，要达到欧美城市较高普及率与配套的水平，至少还需几十年时间。即使在下水道普及地区，化粪池粪渣仍有类似旱厕粪便的无害处理问题。

禽畜粪便不作无害处理，不仅对周围环境的水源、土壤、空气、农作物造成严重污染，成为公害，甚至成为人、禽畜共（互）患病的污染源。

对养殖场不全面进行防疫，仅靠消毒等治标措施，不发生疫情只是侥幸偶然。

在20世纪上半叶，血吸虫病泛滥于长江流域，文献表明粪水污染在引发和加剧这一泛滥中起着重要作用。粪便是约30种传染病和寄生虫病的源头，这一地区河流密布，降雨量充沛，疫病传播快。

2004年发布的《与健康相关的水、环境卫生和个人卫生事实与数据》中，世界卫生组织进一步强调，“血吸虫病与不卫生的粪便处理和缺乏安全水源密切相关；改善基本的环境卫生可使该疾病感染率降低77%以上，人畜粪便无害处理是最基本的和理论上最有效的血吸虫病控制方法”[6]。

2 现有的解决办法

我国对禽畜粪便的处理有3种方法：（1）通过高温灭菌消毒处理制作饲料、肥料等；（2）通过堆肥发酵做成肥料；（3）随意排放、堆放，不作什么处理。

高温干燥机处理粪便，利用煤、电或燃气等升温至几百度使之干燥，此法灭菌、干燥一次完成，生产率高，可实现工业化生产，主要问题是设施初期投资大、能耗高、运行成本高，干燥处理过程中会产生臭气，污染周边的空气环境，对粪便含水率有一定要求。

大中型畜禽养殖场远离居民区，使沼气的利用、沼液和沼渣的处理遇到困难，还需要投资，沼气池发酵方法，生成的大量污水又会造成严重的环境污染。而且夏天雨季和冬天封冻期不能利用，畜禽粪便的污染更为严重，有些已建的沼气处理池基本陷入困境、甚至被闲置，如北京苇沟猪场沼气池。

目前还没有适合全国各地的新型高效处理技术。畜禽粪便的资源化、无害化处理和综合利用是我国今后的发展方向。

畜禽粪便，是当今世界各国的饲养业所面临的共同难题。美国、日本、荷兰等发达国家，从1960年代中期就开始解决养殖场的粪便处理问题，开发了各种处理技术和设备，但由于经营成本和环境保护等原因，粪便处理问题至今尚未得到彻底解决[7]。

日本采用高温焚烧处理粪便（约800 ℃～850 ℃），运营成本大。

当前，世界许多国家日益采用厌氧（甲烷）发酵方法处理畜禽粪便，至今仍缺少简单、可靠、准确和持久的粪便收集和转运系统，来保证粪便处理成本低，持续时间长。

传统发酵处理粪便方式不仅占场地、时间长、费用高，操作环境恶劣且有污染，肥料含水量高，仍有恶臭，商品性差，经济效益也不高。

良好干净的卫生饲养环境有利于禽畜的生长性能达到最佳。

3 粪便和垃圾的危害

几十年来，兽药抗生素被禽畜养殖业广泛用于防病、治病、促进动物生长和提高产量，它们的使用给人们带来了巨大经济效益，但近年研究表明，獸药抗生素的过度使用可能对人类生存环境造成极大威胁，在动物体内只有大约12%～20%被吸收，其余均以原药或代谢物的形式随畜禽粪便排出。这些残留抗生素进入农田土壤环境，也将污染土壤。如果栏舍卫生搞干净，就可以大幅度降低动物患病，从而大量减少抗生素的使用。

不作无害处理的禽畜粪便，有可能成为人、畜禽共（互）患病的污染源。高致病性禽流感病毒 H5N1、猪丹毒、猪瘟、副伤寒、布氏杆菌、钩端螺旋体、炭疽等大量的病原微生物、寄生虫及虫卵，人畜共患疾病的传播，主要载体，这些疾病如在大中型畜禽养殖场暴发， 后果不堪设想。这些病菌可在土壤中保持致病力数年、甚至数十年之久。

很多养殖场疫病产生的原因基本都是细菌和病毒感染，从疫病的角度来考虑，粪便无害化处理必不可少。而且，从动物福利方面，粪便的堆积会产生恶臭的有毒气体物质，达到一定程度，势必影响禽畜的生长健康，引起一系列疾病。有些地区由于没有专门处理粪便的技术和场所，再加之粪便不适合长途运输集中处理， 通常就地处理。

目前已发现可引起感冒的病毒有12种200余型，人在一种病毒感染治愈后不久，有可能被另一种病毒所感染，可能会反复患感冒，前次感冒未愈，下次感冒又起，整天咽痒喉痛等。动物也有类似情况。

2005年12月31日颁布了《中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若干意见》，将 “建设社会主义新农村的重大历史任务”具体化，重点推广废物综合利用技术，“加强村庄规划和人居环境治理。带动农村改圈、改厕、改厨”。

有机生活垃圾是指能降解、发酵、分解的所有生活垃圾中有机质物料的废弃物，它包含剩菜剩饭、瓜皮果壳、菜皮、茶叶渣、鱼虾、过期食品、养殖业排泄物等。这些常用来养猪等，在市区存放到夜里运到郊区养殖场，冬天气温低可能不会变质，夏天尤其南方温度高，很多还没外送就已经变质，动物福利方面，禽畜吃了变质食物，肯定患病，因此，对喂养禽畜的有机生活废弃物也应作灭菌消毒处理。一是大量减少抗生素的使用，对吃肉的人群、环境也有益。

养殖场中的有害气体主要有氨气、硫化氢、二氧化碳、一氧化碳和甲烷等，这些气体对禽畜的健康都有严重的影响。

4 可行的解决办法

堆肥温度达到50 ℃～70 ℃，能有效清灭病原微生物、寄生蟲等等，实现无公害化利用的目的。

工厂化养殖场采用漏缝地板，粪便通过地板下面的漏斗漏到容器里，辅以绿色制品除臭剂，既可抑制细菌，又能除臭，可减少臭气浓度50%～80%，合理尽可能少地用水清扫栏舍，采用粪便快速生成有机肥的专利技术（获得国家专利：ZL 201220109642.1），定时（如2 h）对收集的粪便（含液体）进行热处理，达到100 ℃可充分杀灭病菌、虫卵等，可将处理后的液体粪便通过液体泵或装运车直接用于土地施肥，脱水后的固体粪便，避免病原微生物再次繁殖，可继续热处理制成颗粒状肥料或饲料，包装存放。保持养殖场卫生、空气清洁。

在一些城郊养殖比较集中的地区，用该专利技术处理畜禽粪便，可以制成饲料或肥料，在市场上出售，促使养殖业可持续发展。

采用该技术减少栏舍及周围环境难闻气体含量，减少了通风设备的使用时间，减少舍内禽畜粪便的滞留时间，养殖场的清洁卫生能防止疾病传播，减少了禽畜接触粪便的机会，大量减少抗生素等医药费用，也减少了抗生素等向环境的排放量。

采用该专利技术快速无害化处理人畜粪便，制成高效有机肥， 处理时间短（不用水冲，一次排泄量不到1 h）、效率高，除臭、灭菌彻底，无“三废”排放，肥料中的有机质和养分不受损失，可以大量减少化肥用量。设施简单、投资少、运行成本低，而且可杀灭虫卵，达到卫生防疫和生产商品饲料的要求。CCTV-7曾经报道，云南等多个地方，农田用有机肥、不用化肥，田里农作物不起虫，不用打农药[8]。

我国农村有着几千年的“零排放”传统，寻求一种与城市根本不同的垃圾处置模式。传统农业，垃圾几乎可以全量循环，有机物，用这项专利技术，将有机物垃圾（如农作物残留和厨余等）和粪便等以直接还田的形式进入自然循环系统，虽然不存在绝对“零污染”垃圾处理方式，但这种有机垃圾循环模式可以大大减少环境污染，有利于可持续性农业的发展。这些农业附产物可以用做肥料、燃料、饲料等，形成一种良好的循环经济模式。

有机生活垃圾处理时，必须控制餐饮企业和食堂的餐厨垃圾总量，以控制有机肥料的含盐量。

5 展望

实行收取垃圾处理费制度，按照国际惯例，垃圾处理项目由国家投入建成后，将靠收取垃圾处理费以保证营运。垃圾回收奖励制度、污染者负担制度、循环经济法、垃圾回收法等，用经济、技术、政策鼓励与支持减少生活垃圾的产生量和综合回收利用[9]。

人禽畜粪便资源化利用的好处：一是增加土壤中的有机质含量，有利于土壤的保护；二是减少污染物的排放及处理成本，有利于环境保护，提高经济效益；三是养殖企业可以变废为宝，增加收入；四是国家推行人禽畜粪便资源化利用政策，可以发展一个新的产业，培育一个新的经济增长点。

这项专利技术同样适用于厕所粪便无公害处理。不通过下水道、不用水冲，能够取代厕所，使污染不出各户。厕所是衡量人类社会文明的重要标志，改善厕所卫生状况直接关系到人民的健康和环境状况。这项专利技术将为人类文明进步、环境健康及发展绿色农业作出贡献。

参考文献

[1] 杨朝飞.加强禽畜粪便污染防治迫在眉睫[J].生态与自然保护，2001（2）：32-35.

[2] 肖永庆.现代化养猪的粪便处理与资源化途径[J].农业环境保护，1998，17（6）：281-283.

[3] 黄鸿翔，李书田，李向林，等.我国有机肥的现状与发展前景分析[J].土壤肥料，2006（1）：3-8.

[4] 莫海霞，仇焕广，王金霞，等.我国畜禽排泄物处理方式及其影响因素[J].农业环境与发展，2011（6）：59-64.

[5] 孙明湖，何洪，闪红光，等.禽畜粪便处理设备与有机肥生产[J].农业环境与发展，2002（5）：33-35.

[6] 李建.粪便处理和农业利用与血吸虫病在长江流域的流行：1905～1949[J].长沙电力学院学报：自然科学版，2006（4）：140-143.

[7] 封俊，沈雪民，刘春和.我国畜禽粪便处理设备的研究现状及其发展趋势[J].农业工程学报，1993（S1）：134-138.

[8] 成旭，徐浚洋，韩瑞泽.家庭生产有机肥—传统厕所的革命[J].科技风，2016（15）：189.

[9] 刘永锋，王兆礼.广州市生活垃圾处理问题初探[J].云南地理环境研究，2003（4）：72-77.