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畜禽糞（fèn）汙主要汙染物處理技術

發布時間：2025-08-06 瀏覽：39

據農業部統計分析，截至2020年（nián）末，中國畜禽糞（fèn）汙年產量達40億（yì）t左右。當前我國（guó）的畜禽養（yǎng）殖業發展仍存（cún）在一些短板，比如各地（dì）畜禽糞（fèn）汙資源化利用執行標準不一、養殖業（yè）與種植業脫節、環境監（jiān）管不到（dào）位等問題，還有（yǒu）大（dà）量畜禽糞汙不能得到（dào）及時利用（yòng），對周邊環境造成了巨大威脅。如何（hé）解決畜（chù）禽糞汙帶來的汙染問題，成為當前國家對農村社會經濟發展所關注的重點任務。

一、惡臭氣體處理（lǐ）
惡臭氣體的產生是微（wēi）生物分解畜（chù）禽糞便中的碳水化合物、蛋白質和其他成分的結果，氨（ān）氣、硫化氫和揮發性有機化合物是畜牧業生產排放的主要氣味物質，長期接觸會降低（dī）動物的生產性能。
揮發性有機化合物中的一些物質，如苯、乙醛等，也具有致癌性和危害性（xìng），可通（tōng）過呼吸道、皮膚等途（tú）徑直接進入動物體內，嚴重損害肝髒和神經係（xì）統，對喉嚨和眼睛造成刺激，上述（shù）大氣汙染物的（de）排放，不僅會造成堆肥肥料營養元素（sù）的丟（diū）失，還對環（huán）境產（chǎn）生嚴重汙（wū）染，一定程度（dù）上阻礙了堆肥技術（shù）的推廣應用（yòng）。
畜禽糞便（biàn）汙染物的產生（shēng），歸根到底在於動物對（duì）飼料的不完全利用，在不影響生產性能的前提下，通過改進飼料配方，提高動物對各類營養的利用率，可有（yǒu）效降低營養物質的排放。此處主要介紹惡臭氣體末端治（zhì）理的三種方法：物理、化學和生物方法。
（一）物理（lǐ）除臭
物理除（chú）臭技術是采用向糞便或舍內投（鋪）放吸附劑或除臭（chòu）物質以減少臭氣的散發。吸附劑宜采用沸石、鋸（jù）末、膨潤土（tǔ）以及秸稈、泥炭等（děng）含纖維（wéi）素和木質素較多的材料。除（chú）臭物質有沸石、硫（liú）酸鈣、氯化（huà）鈣和苯甲酸鈣。沸石是天然的除臭劑（jì），豬糞堆肥中添加15%沸石，氨氣減排94%。
（二）化學除臭
畜（chù）禽糞（fèn）便的化學除臭技術主要是利用化學物質（zhì）與畜禽糞便中的有機物進行化學反應，主要包括吸收法和燃燒法。吸收法為將排放的氣（qì）體汙染物溶解到液體中（zhōng），通常加入氧（yǎng）化劑（過氧化氫（qīng）、次氯酸鈉、臭氧）和適當催化劑（如二價鐵離子）來提高吸收效率，反應後，有機化合物氧化成二氧化碳，硫化氫氧化成元素硫，硫醇、硫化物氧化成磺酸或（huò）碸（fēng）類。
吸收法是去除氨氣和硫（liú）化氫的有效解決方（fāng）案，對氨的減排效率最高達到100%。但去除揮發（fā）性有機化合（hé）物（包括揮發性脂肪酸、硫醇）要困難得多。在許多情況下，化學吸收被用（yòng）作以高濃度氣味為特征的（de）排放氣體的（de）預處理方（fāng）法。有研（yán）究顯示從植物中提取（qǔ）的多酚類物質能夠和多種臭（chòu）味化合物結合形成（chéng）新的無臭化合（hé）物，為開發植物型除臭劑提供理論依據。
燃燒法通常可分為熱燃燒和催化燃燒，存在不完（wán）全燃燒（shāo）、排放有（yǒu）毒化合物和（hé）耗能大的缺點，不太推（tuī）薦。此外采用高（gāo）能光電（diàn）除（chú）臭設備使惡臭氣體轉化為低分子化合物、水和二（èr）氧化碳等，能夠降低畜禽舍中有害氣體氨（ān）氣含量，提高空氣質量。
（三（sān））生物（wù）除臭（chòu）
生物除臭是利用某些微生物的代（dài）謝活性，使臭味有機化合物自然分解成無味無害的最終產物，達（dá）到氣體淨化的方法。相對於物理（lǐ）、化學方（fāng）法具有經濟高（gāo）效、管理簡單、二次汙染小的顯著優勢。近幾十年（nián）來發展了3種（zhǒng）用於臭（chòu）氣（qì）生物淨化的技術（shù）：生物濾池、生物（wù）洗滌塔和生物滴濾（lǜ）池，國內（nèi）以生物（wù）濾池為主。
生（shēng）物濾池是（shì）很早使用的（de）方法，可用於去除（chú）堆肥過程中產生的臭氣。其特點是不使用流動液相，由碎石或塑料製品填料構成的（de）生物處（chù）理構築物，汙水與填料表（biǎo）麵上生長的微生物膜間隙接（jiē）觸，使汙水得到淨化。其優點（diǎn）在於成本低，但難以控製反應條件（溫濕（shī）度和pH等），占地麵積大，處理高濃度汙染物時效率低且顆粒物易導致堵床。
生物滴濾池相對於生物濾池主要區別在於多了流（liú）動液（yè）相，臭氣從（cóng）底部進入填料床（chuáng），轉為水相（xiàng）後被微生物（wù）降解（jiě），處理後的氣體從上排放，其優點（diǎn）在於反應（yīng）條件易於控製，具有去除酸性氣體的能力，整個（gè）過程在一個罐中進行，節省了大量的空間和總成（chéng）本。
生物洗滌塔與生物滴濾池的區別在於微生（shēng）物是懸（xuán）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（dù）臭氣，可以根（gēn）據去除汙染物的不（bú）同靈活選擇微生物，其優點在於不易堵塞、抗負荷衝擊能力強，但（dàn）運行成本較高。

二、抗（kàng）生素汙染處理
近幾（jǐ）十年來，獸用抗生素（VAs）汙染一直被認為是一個全球性的環（huán）境和健康問題。抗生（shēng）素的過度使（shǐ）用（yòng）和濫用導致了多重耐藥細菌的上（shàng）升和傳播。動物糞便被認為是抗生素抗性基因（ARGs）和攜帶它們的可移動遺（yí）傳元件（jiàn）（MGE）的主要宿主之一。
由於（yú）施用糞肥作為土（tǔ）壤改良劑，容易（yì）造成抗生素耐藥性的傳播，經過調查分析發現添加含有抗生素殘留的糞肥可導致含抗性基因的細菌比例明顯提高。各種研究表明，厭氧消化可以降低抗生素耐藥性傳播的風險，據報道厭氧消化可去除73%的VAs，而糞肥（féi）堆肥（féi）和人工濕（shī）地可去除84.7%和90%的VAs，ARGs和MGE的平均水平分別顯著降低了53%和74%。
目前，許多國家限製使用抗生素作（zuò）為生長（zhǎng）促進劑，鼓勵開（kāi）發抗生素替代品（pǐn）。在食品動物生產（chǎn）中，酸化劑、噬菌（jun1）體、酶、植物化學物質、益生菌、益生元和（hé）抗菌肽作為抗生素的（de）替代品已成為研（yán）究熱點。
三、病原菌汙染
畜禽糞便中還（hái）存在著大量的病原微生物：植物病原菌大多為（wéi）真菌，如灰梨（lí）孢菌（引起（qǐ）水稻稻瘟病）和尖孢鐮孢黃瓜專化型（引起（qǐ）黃瓜枯萎病）等，少數為細菌，主要有青枯菌等（děng）；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，這些病原菌會給農業生產、人（rén）類健康（kāng）帶來巨大威脅。
堆肥（féi）過（guò）程中（zhōng）產生的高溫可以殺死糞便中的病菌、蟲卵和雜草種子，達到無害化的目的，其無害化處理與堆肥過（guò）程中溫度、水分和接種劑等有關。研究發現當堆肥溫度達到（dào）50-65℃時，隻（zhī）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（bān）堆肥的起始含（hán）水量以50%-60%為適宜，堆肥水分含量過低，不利於殺死（sǐ）病原菌，會（huì）影（yǐng）響堆肥過程中有害生物的無害化處理。
另外，蚯蚓、黑水虻堆肥也是實現病原菌無害化（huà）處理的一條有效途徑。研（yán）究表明特定的蚯蚓種類堆肥後糞大腸菌群滅活（huó）率達到100%。用黑水虻處理含有大腸杆菌O157:H7（EC）、鼠傷（shāng）寒沙門氏菌（ST）和金（jīn）黃色葡萄球菌（SA）的廚餘垃圾過程中，EC在4-6d內被（bèi）滅活，ST在（zài）3-4d內被（bèi）滅活，SA在6d內減少（shǎo）99.99%，且EC、ST和SA在黑水虻體內無殘（cán）留。種養結合方式為循環生態農業提供一（yī）種（zhǒng）新的發展模（mó）式。
四、重金屬（shǔ）殘留汙染（rǎn）處理
高銅高鋅（xīn）日糧對動物，尤其是豬具有顯著的促生長和（hé）防腹瀉等效果，由於畜禽（qín）對重金屬元（yuán）素的利用率很低，隻有（yǒu）很小部分被吸收，所以絕大部分的（de）重金屬隨著畜（chù）禽糞（fèn）便排出體外，對生態環境造成潛在的汙染。
目（mù）前主要是通過一些合適（shì）的措施和手段將汙泥中的有（yǒu）害（hài）重（chóng）金屬元素去除或者最大限度（dù）降低其（qí）濃度，如（rú）化學、電化學、微生物、植物修複等方法。針對已經產生的畜禽糞便，通過堆（duī）肥和沼氣發酵，可以促進重（chóng）金屬鈍化，但不會降低重金屬總量，其原理是通過調節重金屬在不同形態下進行轉（zhuǎn）化，即由生物（wù）可利用形態向穩定形態轉化，達到生物有效性降低的（de）目的。
通過好氧堆肥有效降低（dī）鉛的活性，鈍化率達21.09%-42.71%。但是僅依靠堆肥降（jiàng）低重（chóng）金屬的生（shēng）物有效性是（shì）有限（xiàn）的，當重金屬濃度過高（gāo）時，堆肥效果不明顯。研究顯示，添加劑的使用能有效提高重金屬的（de）鈍化效果，重金屬的鈍化作用在一定程度上可以減輕重金屬危害，但添加鈍化劑又會造成二次添加劑汙染，且不能（néng）從根本上降低重金屬含（hán）量，對人類健康和環境仍存在潛在風險。
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（shēng）物淋洗（xǐ）。化學淋洗使畜（chù）禽糞便中的（de）重金屬由不（bú）可溶的化合（hé）物向可溶的離子態或絡合離子態轉化，去除機理（lǐ）主要為酸化、離子交換、溶解、表麵活性劑和絡合劑等作用，常用的試劑包括鹽（yán）酸、硫酸（suān）、硝酸和一些有機絡合劑（jì），如EDTA、檸檬酸等。化學淋洗法對有機肥（féi）中的重金屬去除率很高，但淋洗過程和中和過程要消耗大量的化學試劑，成本較高。相比其他（tā）方法，生物淋洗法（fǎ）運（yùn）行成本低、營養元素流失少、實用性強，是一（yī）種經濟（jì）有效並具有（yǒu）發展潛力（lì）的重金屬處理方法。生物淋洗法起源於微生物濕（shī）法冶金，是通過微（wēi）生物的新陳代謝來溶解（jiě）重金屬，以氧化亞鐵硫杆菌和氧化（huà）硫硫杆菌為主，目前已應用於處理畜（chù）禽糞汙中的重金（jīn）屬。