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          新常態下畜禽廢棄物處理、資源化利用模式與設備的選擇

          2021-02-04    |    閱讀:


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          2021 3 月第38 卷第3

           

          一、養殖業廢棄物處理面臨的“新常態”

          2015年之前,養殖行業的糞污處理工作缺乏關注,養殖場一般都是簡單粗放地處置畜禽糞污。其后3~4 年,形勢發生了變化,行業明顯感覺到環境保護力度的加強,新辦養殖場需要環評,需要糞污處理要求達標,已建成的大型養殖場也要求配套建設糞污處理設施。

          處理畜禽糞污既是環境保護需要,也是為了控制溫室氣體排放,同時也為了土壤板結治理及改良。2018 年數據顯示,畜禽糞污數量達到38 億噸,如果處理不好,對環境負面影響(污染土壤、大氣、水等)相當大,而且存在生物穩定潛在風險。如果畜禽糞污處理好, 實現資源化再利用,有機肥料需求增加,那么土壤施用的化肥量就會大大減少,不但滿足了種植業對有機肥需求,同時也使得農產品品質提升。

          但是,當前畜禽糞污處理及資源化利用仍存在不少問題。環保的目標與要求很嚴格,有相當充足的政策、制度及規定,但在落實能力、執行力度上差別很大,在落實、配套上,不統一、不同步,而且缺乏足夠的監管。

          從技術層面上看,缺乏足夠成熟的、可供簡單復制的處理模式或者設備,經濟效益不明顯,根本上影響了養殖業者投資熱情和經濟效益。此外,有機肥標準不充分,政策的執行與落實缺乏有效監管,造成了下游市場無序。

          我國地域廣闊,自然環境、社會環境以及經濟發展等諸多因素不同,各地的養殖條件和模式也不一致,各地有機肥需求與價格差別巨大,因而使得政策與措施的執行并不能讓大家在一個公平的起跑線上,所以,完善一些畜禽糞污處理的激勵措施、關注執行和效果,推廣資源化利用的政策與資金配套是非常重要的。

          二、畜禽廢棄物資源化利用模式與設備的選擇

          全國畜牧總站前期在全國征集了畜禽糞污資源化利用典型技術模式239 種,經專家篩選評審,總結提煉出種養結合、清潔回用、達標排放等9 種畜禽糞污資源化利用主推技術模式。種養結合有糞污全量還田模式、糞便堆肥利用模式、糞水肥料化利用模式、糞污能源化利用模式等;清潔利用有糞便基質化利用模式、糞便墊料化利用模式、糞便飼料化利用模式、糞便燃料化利用模式等;達標排放如糞水達標排放模式。

          目前市場上比較常見的糞污處理模式(主要為肥料化利用)有好氧發酵模式、溝槽式/條垛式堆肥翻拋、異位發酵床、臥式罐(可能需要結合翻拋)、膜覆蓋式堆肥、好氧發酵罐倉、高溫好氧發酵罐、風干模式、其它模式(如沼氣發酵(無氧發酵)、昆蟲養殖(飼料化)等等。

          1、 選擇原則和注意事項

          由于各地養殖條件和模式不一,不可能一種方式通吃。在選擇養殖模式和處理模式時,不能簡單迷信, 堅決不相信“一招鮮”。切忌斷章取義、盲人摸象,應該深入調查,了解案例的環境、背景、當地配套等,獲取充足且真實的信息,充分利用“他山之石”

          結合自身實際情況綜合分析,有預見性地做出判斷,可能的話,做到分批上設備。


          20200514091804_629 (1).jpg高溫好氧發酵罐

          2 、做到知己知彼

          首先應做好準備工作,充分了解自己周邊涉及或影響糞污處理的各種因素。

          (1)考察模式/設備的環境要求、土地占用以及周邊環境人文因素等,當地能否順利安裝?是否會對周邊產生影響進而影響設備使用?

          (2)考察模式/設備的工藝(分批/集中上料)及原料、輔助材料需要等,當地能否順暢應用?

          (3)考察模式/設備控制程度和水平(如對產品質量的把控等),當地效果如何?

          (4)結合本地區實際(生產成本、產品市場情況與銷售)算算經濟賬,綜合評定,給各種模式(設備)打分。

          根據政策影響及自身條件要求以及其它影響因素綜合評定,確認不存在“一票否決”因素后做出選擇。

          3、具體影響因素分析

          具體影響因素的重要程度分析見表1。


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          表1 糞污處理模式選擇


          4、糞污處理基本成本

          糞污處理的設備投入(折舊+維保)基本是一次性的,因此,處理成本及生產成本是企業要考慮的問題。同時,還要考慮運營費用(電費、人工費、油費)、原輔料費用(如混合料、菌種等)、其它費用如包裝、倉儲、運輸、銷售等,這個區別應該不太大。而銷售收入上,不同地區有機肥銷售價格有差別,同一地區不同原料的有機肥價格可能也有差別,同一地區不同工藝的有機肥價格可能也有差別。

          綜合各方面因素考慮,根據政策影響及自身條件要求以及其它影響因素綜合評定能不能采用處理設備、能不能用好處理設備、能不能生產出高品質有機肥、能不能獲得好的收益等,然后作出選擇。

          待模式確定后,具體設備的選擇也有考究。選擇原則是將考察作為要點,做到心中有數。選定模式后,進一步考察比較不同廠家的設備,看成功案例和不成功案例,進行分析,逐一對比各種影響因素,為自己的應用提供參考。 

          考察與比較分析選擇的要點工作內容是看成功案例各因素與自己養殖場的吻合程度,做出初步應用情況預估。對不成功案例,分析其失敗原因,收集、分析方方面面的信息,同時注意信息的“含水率”,了解顯性“含水率”(有心理預期的)和隱性“含水率”(未設防的)。一般原則是因地制宜、揚長避短,進一步評估假如在我這里采用,會是什么情況?之后做出取舍與選擇。要記住,別人適合的,未必適合你。

          帶著目標去考察,出發之前做功課,做好初步準備,充分“預習”,除了直接觀察不容易看到的東西,還應向別的使用者盡可能多地了解。

          充分考察工藝、設計、流程,評估不同原料、季節、不同環境下,對處理結果的把握程度,例如:處理后的結果(產物)的理化標準及生物穩定及其它因素等等。確認(模式和設備及后續系列工作)能不能在當地復制?效果會如何?綜合經濟效益雖然不是目標,但卻非常重要!對未來可能出現的變化,要有必要的預見性。

          在進行廣泛、深入了解基礎上,聽相關人員介紹的同時,多走訪實際應用現場?,F場觀摩切忌走馬觀花, 仔細準備需要了解的問題,到現場時逐一了解,做好記錄,進行貼近現實的比較,不要人云亦云,被表象迷惑, 要自己分析,得出明確的認識。發酵罐的生產與制作安裝目前尚沒有達到很成熟,在確認采用發酵罐形式后,仍然需要考察、比較,在心中有數后做出取舍。

          三、高溫好氧發酵罐

          在密閉容器內為好氧微生物提供穩定、均衡好的繁殖環境,使它們以快的速度繁殖。高溫發酵罐特點是糞污發酵高速進行,發酵完全,減少環境對發酵的影響。相比原始自然環境下的“堆肥”,由于采取了密閉可控空間,為微生物提供了一個不受外界環境影響的穩定繁殖空間,微生物的繁殖速度大大加快,糞污的處理不受環境的影響而一年四季高速、均衡進行,從而大幅度提高了糞污等廢棄物的發酵速度。

          由于強調了發酵速度、發酵過程變得快速、需要人工控制發酵環境,所以單位數量糞污處理的能耗相應比自然發酵會增加,甚至可能增加比較多。但同時,發酵速度的增加使得處理單位糞污所需要的土地面積相應減少,養殖場可以根據自己的實際情況,綜合做出取舍。在土地過于局促、但是糞污處理無法長途運輸、需就近進行處理的養殖場,可能具有更強的適用性。 高溫發酵罐的運行工藝及一般原理見圖1。


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          高溫發酵罐的運行工藝及一般原理 


          高溫好氧發酵罐特點是占地少(設備工作),運行基本不受環境影響,可以連續投料,發酵過程中排放少,操作使用簡單,出料基本理化指標及發酵程度可控,恒定高溫期長,病原微生物等滅活完全,抗生素降解好,重金屬鈍化程度較為完全。

          對入料要求,因原料不同或者含水不同或設備設計不同,輔料一次性投資較大。腐熟料運行成本一般是生產成本中電費(常規農電)占百分之50-百分之70 ,設備折舊(15 年)約百分之20-百分之30,其它成本占百分之10-百分之20。 

          四、我國高溫好氧發酵罐行業狀況

          對于罐式高溫好氧發酵技術,我國多數從業者一直在關注。上世紀九十年代后期,一些高校等科研機構及企業開始了具體的嘗試,開展試驗工作并試圖開發設備,但是由于缺乏規模應用的基礎和環境,受限于資金、技術及應用落實等多方面因素,沒有取得足夠的實質性進展。

          隨著養殖業規模、技術升級及近幾年環保要求和執行力度的逐漸嚴格與規范,養殖業糞污處理工作越來越受到重視;另一方面,結合土壤改良和種植業質量提升等需要,糞污轉化為合格的有機肥也越來越變得重要和迫切。在這種情況下,作為好氧發酵進行肥料化利用模式之一的高溫好氧發酵罐,也引起了行業內的重視,進入了快速發展階段。在引進國外設備的同時,國內設備生產企業從無到有,雨后春筍一般出現。據不完全統計發現,截至2019 年年底,國內各種規模、號稱能進行發酵罐生產制造的企業超過了百家,其中百分之八十以上出現在2018-2019 期間(見圖2)。


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          2 2014-2019 年發酵罐設備生產情況


          當然,由于技術沉淀和準備不夠充分,突然的、巨大的市場需求催生了生產企業大量出現,短時間產能的暴發,在一定程度上有助于充分競爭,促進行業的發展,但由于廠家的基礎不同、實力及水平有很大差異, 高溫好氧發酵罐又是個新設備,沒有標準和足夠的成熟經驗,導致在實際的產品制造、應用及推廣中,出現并不利于效率和效益提升的情況。主要體現為:(1)設備缺乏權威標準,各廠家都號稱技術取得了進步,但實際上不同廠家的產品性能差別很大;(2)信息不對稱,使用方難以獲得真實數據和資料,在選擇時難以做到有的放矢;(3)出于迅速推銷的目的,廠家(業務員)誘導宣傳甚至虛假宣傳,誤導用戶;(4)盡管大家都深知實地考察的重要性,但是實際中應用方能做到有效、深入的考察遠遠不夠,未能充分掌握情況,難以選擇到良好性價比的設備;(5)個別應用項目“大躍進”式的推進,忽視整體配套,造成浪費。

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