欧洲畜禽粪便的管理策略与技术

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0142

摘要/Abstract

摘要：

探讨了欧洲对于畜禽粪便的管理策略与主要技术。欧洲畜禽粪便管理策略的选择是从养殖业发展、环境与经济问题等多视角出发，主要考虑2种情况：一是局部地区养殖业规模适中，养殖场产生的粪便可由本地土地消纳；二是养殖场规模大，粪便产生局部过量，超出当地农田消纳能力，则要考虑粪便的输出与营养去除。主要粪便处理技术包括酸化、固液分离、堆肥、厌氧消化、好氧生物处理、真空蒸发浓缩、热干燥、氨转化利用、过滤与反渗透、植物净化等。

关键词: 畜禽养殖, 畜禽粪便, 土地消纳, 粪便处理技术, 粪便管理策略

Abstract:

This paper discussed animal manure management strategies and technologies in Europe. The strategies were determined mainly by the development of local animal husbandry and environmental and economic factors. Two situations were discussed: one was that the manure generated by local breeding farms could be applied locally when the scale of animal husbandry was moderate; the other was that the manure produced by local breeding farms exceeded local land carrying capacity. Under the second situation, how to deal with the exceeded manure and remove the nutrients should be considered. Main manure treatment technologies applied in Europe included acidification, solid-liquid separation, composting, anaerobic digestion, aerobic biological treatment, concentration by vacuum evaporation, thermal drying, ammonia stripping and absorption, filtration and reverse osmosis, plant purification, etc.

Key words: animal husbandry, animal manure, land spreading, animal manure treatment technology, animal manure management strategy

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图/表 3

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技术措施		类型与技术描述
一般管理	混合	各种原料混合
一般管理	运输	拖拉机+泥浆罐、拖拉机+固体容器、车载油罐车
方便处理	贮存	裸露、覆盖；3~9个月
	固液分离	分类：离心、沉淀、筛选、加压过滤；通过物理或物理化学过程将粪便分离为液体和固体
	干燥	通过热处理干燥粪便，便于运输
减少氨排放	酸化	添加酸以去除异味，如硫酸
获得终端产品	厌氧消化	中温(T 38~40℃)；用于生产沼气、减少CH₄排放与异味
获得终端产品	堆肥	静桩、被动堆垛、密集堆垛;通过对有机物好氧分解来生产堆肥
去除营养	好氧生物处理	硝化/反硝化(NDN)、序批式反应器(SBR)；通过将粪便中的氮转化为氮气(N₂)减少粪便氮
去除营养	植物净化	表面系统、地下系统；三级处理通过涉及水生植物生态系统本身的生物和物理化学过程减少或消除污染物
营养浓缩	剥离（氨汽提）	pH和/或T；通过回收氨氮来减少粪便中的氮
	过滤+反渗透	微滤(MF)、超滤(UF)：减少固体；纳滤(NF)、反渗透(RO)：去除氨氮和钾
	蒸发浓缩	通过蒸发过程分离粪便的液体部分
最终应用	本地土壤消纳	广撒、带状表施、注射、固体抛撒：农业增值
最终应用	输出到外地

技术措施		类型与技术描述
一般管理	混合	各种原料混合
一般管理	运输	拖拉机+泥浆罐、拖拉机+固体容器、车载油罐车
方便处理	贮存	裸露、覆盖；3~9个月
	固液分离	分类：离心、沉淀、筛选、加压过滤；通过物理或物理化学过程将粪便分离为液体和固体
	干燥	通过热处理干燥粪便，便于运输
减少氨排放	酸化	添加酸以去除异味，如硫酸
获得终端产品	厌氧消化	中温(T 38~40℃)；用于生产沼气、减少CH₄排放与异味
获得终端产品	堆肥	静桩、被动堆垛、密集堆垛;通过对有机物好氧分解来生产堆肥
去除营养	好氧生物处理	硝化/反硝化(NDN)、序批式反应器(SBR)；通过将粪便中的氮转化为氮气(N₂)减少粪便氮
去除营养	植物净化	表面系统、地下系统；三级处理通过涉及水生植物生态系统本身的生物和物理化学过程减少或消除污染物
营养浓缩	剥离（氨汽提）	pH和/或T；通过回收氨氮来减少粪便中的氮
	过滤+反渗透	微滤(MF)、超滤(UF)：减少固体；纳滤(NF)、反渗透(RO)：去除氨氮和钾
	蒸发浓缩	通过蒸发过程分离粪便的液体部分
最终应用	本地土壤消纳	广撒、带状表施、注射、固体抛撒：农业增值
最终应用	输出到外地

分离技术	影响因素			复杂性	分离指数					对环境影响
分离技术	适宜固体含量/%	适宜筛孔大小/mm	其他因素	复杂性	体积	干物质	N	NH₄+N	P	噪音	气味 (1~4级)
沉积	1~4↑		粪便类型；时间↑	低	22(4)	56(10)	33(2)	28(2)	52(21)	无
筛选	<6	猪粪：>0.5；奶牛粪：1.5~1.7	粪便类型	低	23(16)	44(27)	27(17)	23(19)	34(21)	有	3
离心分离	<10		粪便类型速度↑；保留时间↑	中等	14(7)	61(16)）	28(10)	16(8)	71(14)	有	3
加压过滤	>2	0.5~1	压力	低	11(15)	37(18)	15(17)	2.6a	17(14)	有	3

分离技术	影响因素			复杂性	分离指数					对环境影响
分离技术	适宜固体含量/%	适宜筛孔大小/mm	其他因素	复杂性	体积	干物质	N	NH₄+N	P	噪音	气味 (1~4级)
沉积	1~4↑		粪便类型；时间↑	低	22(4)	56(10)	33(2)	28(2)	52(21)	无
筛选	<6	猪粪：>0.5；奶牛粪：1.5~1.7	粪便类型	低	23(16)	44(27)	27(17)	23(19)	34(21)	有	3
离心分离	<10		粪便类型速度↑；保留时间↑	中等	14(7)	61(16)）	28(10)	16(8)	71(14)	有	3
加压过滤	>2	0.5~1	压力	低	11(15)	37(18)	15(17)	2.6a	17(14)	有	3