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畜禽（qín）糞汙主要汙染物處理技術

發布時間：2025-08-06 瀏覽：302

據農業部統計分析，截至2020年末，中國畜（chù）禽糞汙年產（chǎn）量達40億t左（zuǒ）右。當前我國的畜禽（qín）養殖業發展仍存在一些（xiē）短板，比如各地畜（chù）禽糞汙資源化利用（yòng）執（zhí）行標準不一、養殖業與種植業脫節（jiē）、環境監管不到位等問題，還有大量畜禽糞汙不能得到及時利用，對周邊環境造成了巨大威脅。如何解決畜禽糞汙帶（dài）來的汙染問題，成為當前國家對農村社會經濟發（fā）展所關注的（de）重點任務。

一、惡臭氣體處理
惡臭氣體的產生是微生物分解畜禽（qín）糞便中的碳水化（huà）合（hé）物、蛋白質和其他成分的結果（guǒ），氨氣、硫化氫和揮發性有機化合物是畜牧業生產排放（fàng）的主要氣味物質，長（zhǎng）期接觸（chù）會降低動物的生產性能（néng）。
揮（huī）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，可（kě）通過呼吸道、皮膚等途徑直接進入動物體內，嚴重損害肝髒和神經係統，對喉嚨和眼睛造成（chéng）刺激，上述大氣汙（wū）染物的排放，不僅會造成堆肥（féi）肥料營養元（yuán）素的（de）丟失，還（hái）對（duì）環境產生嚴重汙染，一（yī）定程（chéng）度上阻礙了堆肥技術的推廣應用。
畜禽糞便汙染物的產生，歸根到（dào）底在於動物對飼料的不完全利用，在不影響生產性能的前提下，通過（guò）改進飼料配方，提高動物對各類營養的利用率，可有效降低營養物質的排（pái）放（fàng）。此處主要（yào）介（jiè）紹惡臭氣體末端治理的三種方法：物理、化學和生物方法。
（一）物理除臭（chòu）
物理除臭技術是采用向糞便或舍（shě）內投（tóu）（鋪）放吸附劑（jì）或除臭物質以減少臭氣的散發。吸附劑（jì）宜采用沸石、鋸末、膨潤土（tǔ）以及秸稈、泥（ní）炭等含纖維素（sù）和木質素較多的材料。除臭物質有沸石、硫酸鈣、氯化鈣和苯甲酸鈣。沸石是天然的除臭劑（jì），豬糞堆肥中（zhōng）添加15%沸石，氨氣減（jiǎn）排94%。
（二）化學除臭
畜禽糞便的化學除臭技術主要是利用化學物質與畜禽（qín）糞便（biàn）中的有機物（wù）進行化學反應，主（zhǔ）要包括吸（xī）收（shōu）法和燃（rán）燒法。吸收法為將排放的氣體汙染物溶解到液體中，通常加入氧化劑（過氧化氫、次氯酸鈉、臭氧）和適當催化（huà）劑（如二價鐵離子）來提高吸收效（xiào）率，反應後，有機化合物氧化成二氧（yǎng）化碳，硫（liú）化氫氧化成（chéng）元素硫，硫醇、硫（liú）化物氧化成磺酸或碸類。
吸收法（fǎ）是（shì）去除氨氣和硫化氫的有效解決方案，對氨的（de）減排效率最高達（dá）到100%。但去除揮發性有機化合物（包括揮發性脂肪酸、硫醇）要困難得多。在（zài）許多（duō）情況下，化學（xué）吸收被用作以高濃度氣味為（wéi）特征的排放氣體的預處理方（fāng）法。有研究顯示從植物中提取的多酚類（lèi）物質能夠和多種臭味化（huà）合物結合形成新的無臭化合物（wù），為開發植物型（xíng）除臭劑提供（gòng）理（lǐ）論依據。
燃燒法通常（cháng）可分為熱燃燒和催化燃燒，存在不完（wán）全燃燒、排放有毒化合物和耗能大的缺點，不（bú）太推薦。此外采用高能（néng）光電除臭設備使惡臭氣體轉化為低分子化合物、水和二氧（yǎng）化碳等（děng），能夠降（jiàng）低畜禽（qín）舍中有害氣體氨（ān）氣含量，提高空氣質（zhì）量（liàng）。
（三（sān））生物除臭（chòu）
生物除臭是利用某些微生物的代謝活性，使臭味有機化合物自然分解成無味無害的最終（zhōng）產物，達到氣體淨化的方法。相對於物理、化學方法具有經濟（jì）高效、管理簡單、二次汙染小的顯著優勢。近幾十年來發展了3種（zhǒng）用於臭氣生物淨化的技（jì）術：生物濾池、生物洗滌塔和生物滴濾（lǜ）池，國內以生物濾池為主。
生（shēng）物濾池是很早使用的方法，可用於去除堆肥過程中產生的臭氣。其特點是不使（shǐ）用流動液相，由碎石或塑料製品填料構成的生物處理構築物，汙水與填料表麵上生長的微生物膜（mó）間隙接觸，使汙水得到淨化。其優點在於成（chéng）本低，但難以控製反應條件（溫濕度和pH等），占地麵積大，處理（lǐ）高濃（nóng）度汙染物時效（xiào）率低且顆粒物易（yì）導致堵床。
生物滴濾池相對於生物濾池主要區別在（zài）於多了流動液相，臭氣（qì）從底部進入填料床，轉為水（shuǐ）相後被微生物降解（jiě），處理後的氣體從上排放，其優點在於反應條件易於控製，具有去除酸性氣體的能力，整個過程在一個罐中進行，節省了大量的空間和總（zǒng）成（chéng）本。
生物洗滌塔與生物滴濾池的區（qū）別在於微生物（wù）是懸（xuán）浮生長（zhǎng）的，可進行有效的生物學參數控製（zhì），能處理大量高濃度臭氣，可以根據（jù）去除汙染物的不同靈活選擇微生物，其優點在於不易堵塞、抗負（fù）荷衝擊能力強，但運行成（chéng）本較高（gāo）。

二、抗生素汙染處理
近幾十（shí）年來，獸用抗生（shēng）素（sù）（VAs）汙染一直被認為是一個（gè）全球性的環境和健康問題。抗生素的過度使用和濫用導致了多重耐藥細菌的上升和（hé）傳播。動物糞（fèn）便被認為是抗生素抗性基因（ARGs）和攜帶它們的可移動遺傳（chuán）元（yuán）件（MGE）的主要宿主（zhǔ）之一（yī）。
由於施用（yòng）糞肥作為（wéi）土壤改良（liáng）劑，容易造成抗生素耐藥性的傳播，經過調查分（fèn）析發現添加含有抗生素殘留的（de）糞肥可導致含（hán）抗性基因的細菌比例明（míng）顯提高。各種研究表明，厭氧消化可以降低抗生素（sù）耐藥性傳播的風險，據報道厭氧消（xiāo）化可去除73%的VAs，而（ér）糞肥堆肥和人（rén）工濕地可去除（chú）84.7%和90%的VAs，ARGs和MGE的平均水平分別顯著（zhe）降（jiàng）低了（le）53%和（hé）74%。
目前，許（xǔ）多（duō）國家限製使用抗生素（sù）作為生長促進劑，鼓勵開發抗生素替代品。在食（shí）品動物生產中，酸（suān）化劑、噬菌體、酶、植物（wù）化學物質（zhì）、益生菌、益生元和抗菌肽作為抗生素的替代品已成為研究熱點。
三、病原（yuán）菌汙染（rǎn）
畜禽糞便中（zhōng）還存在著大量的病（bìng）原微（wēi）生物：植物病原菌大多為真菌，如灰梨孢（bāo）菌（引（yǐn）起水稻稻瘟病（bìng））和尖孢鐮孢黃瓜專化（huà）型（引起黃瓜枯萎病）等，少數為細菌，主要有青枯（kū）菌等；主要的人畜共患病原菌有：大腸杆菌、沙門氏菌、金黃葡（pú）萄球菌、豬鏈球菌（jun1）和誌賀氏菌（jun1）等，這些病原菌會給（gěi）農業生產、人（rén）類健康帶來巨大威脅。
堆肥過程中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（féi）過程中溫度、水分（fèn）和接種（zhǒng）劑等有關。研究發現當堆肥溫度達到50-65℃時，隻要5-6d即可將蟲卵、寄生蟲、病原菌和孢子（zǐ）等殺滅。堆肥發（fā）酵（jiào）反應速度的快慢受水分的影響，一般堆肥的起（qǐ）始含水量以（yǐ）50%-60%為適宜，堆肥水分含量過低，不利於殺死病（bìng）原菌，會影響堆肥（féi）過程中有害生物的無害化處理。
另外（wài），蚯蚓、黑水虻堆（duī）肥也是實現病原菌無害化處理的一條有效途徑。研究表明特定的蚯蚓（yǐn）種類堆肥後糞大腸菌群滅活率達到100%。用黑水虻處理含有大腸杆菌O157:H7（EC）、鼠傷寒沙門氏菌（ST）和金（jīn）黃色葡萄球（qiú）菌（SA）的廚餘垃圾過程中，EC在4-6d內被滅活，ST在3-4d內被滅活，SA在6d內減少99.99%，且EC、ST和（hé）SA在黑（hēi）水虻體內無殘留。種養結合方式為循環生態農業提供（gòng）一種新的發展模式。
四、重金屬殘留（liú）汙染處理
高銅高鋅日（rì）糧對動物，尤其是豬具有顯著的促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，隻有很小部分被吸收（shōu），所以絕大（dà）部分的重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（shì）通過一些合適的措施和手段將汙泥中的有害重金（jīn）屬元素去除或者最大限度降低其濃度，如化學、電（diàn）化學、微生（shēng）物、植（zhí）物修複等方法。針（zhēn）對已經產（chǎn）生的畜禽糞便，通過堆肥和沼氣發酵（jiào），可以促進重金屬鈍（dùn）化（huà），但不會降低重金（jīn）屬總量，其原理是通過調節（jiē）重金屬在不同形（xíng）態下進行轉化，即由生物可（kě）利（lì）用形態向（xiàng）穩定（dìng）形態轉化，達到（dào）生物有效性降低的目（mù）的。
通（tōng）過好氧堆肥有效降低鉛的活性，鈍化率達21.09%-42.71%。但（dàn）是僅依靠堆肥降低重金屬的生物有效性（xìng）是有限（xiàn）的，當重金屬濃度過高時，堆（duī）肥效（xiào）果不明顯。研究顯示，添加（jiā）劑（jì）的（de）使用能有效提高重金屬的鈍化效（xiào）果，重金屬的鈍化（huà）作用在一定程度上可以減輕重金屬（shǔ）危害，但添加（jiā）鈍化劑又會造成二次添加劑汙染，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險。
淋洗法是有效分離去除畜禽糞便中重金屬的一個途徑（jìng），采用較多的是化學淋洗和生物淋（lín）洗。化學淋洗使（shǐ）畜禽糞便中的重金屬由不可溶的（de）化合物向可溶（róng）的離子態或絡合離子態轉化，去除（chú）機理主要為酸化、離（lí）子交換（huàn）、溶解、表麵活性劑和絡合劑等作用，常用的試劑包括（kuò）鹽酸、硫酸、硝酸和一些有機絡合（hé）劑，如EDTA、檸（níng）檬酸等。化學淋洗法對有機肥中的重金屬去除率很高，但淋洗過程和中和過程要消耗（hào）大量的（de）化學試劑，成本較高。相比其他方法，生物淋洗法運行成本低、營養（yǎng）元素流失少、實用性強，是（shì）一種（zhǒng）經濟有效並具有發（fā）展潛力的（de）重（chóng）金屬處理方法。生物淋洗（xǐ）法起源於微生物濕法冶金，是通過微生物的新（xīn）陳代謝來溶（róng）解重金屬，以氧化亞鐵硫（liú）杆菌（jun1）和氧化硫硫杆菌為主，目前已應用於處（chù）理畜禽糞汙中的（de）重金屬。