畜牧养殖废弃物资源化利用技术探讨

摘要：畜牧养殖废弃物的资源化利用是当前畜牧业可持续发展的重要课题。随着养殖规模的不断扩大，废弃物的处理与利用成为亟待解决的问题。本文深入探讨了畜牧养殖废弃物资源化利用的关键技术，分析了废弃物的特性、处理工艺以及资源化利用的潜力。通过技术优化和创新，提出了实现废弃物高效转化的有效途径，旨在为畜牧业的绿色发展提供理论支持和技术指导，推动废弃物从污染源向资源宝库的转变。

关键词：畜牧养殖废弃物；资源化利用；技术

引言

在现代畜牧业快速发展的背景下，畜牧养殖废弃物的处理与利用问题日益凸显。废弃物的不当处理不仅会对生态环境造成严重污染，还会浪费大量潜在的资源。因此，如何将这些废弃物转化为有价值的资源，实现生态效益与经济效益的双赢，成为当前研究的重要方向。本文聚焦于畜牧养殖废弃物的资源化利用技术，深入分析其现状、挑战与创新路径，以期为畜牧业的可持续发展提供有益的参考。

一、畜牧养殖废弃物的特性与资源化潜力

（一）废弃物的组成与特性

畜禽粪便作为畜牧养殖废弃物的主要组成部分，其成分复杂且具有显著的变异性。畜禽粪便主要由未消化的饲料残渣、肠道脱落细胞、微生物代谢产物以及添加的饲料添加剂组成。其中，干物质含量通常在20%～30%之间，有机质含量高达70%～80%，富含氮、磷、钾等植物生长必需的营养元素，同时还含有一定量的粗蛋白、粗纤维和矿物质。例如，猪粪中粗蛋白含量可达12%～15%，粗纤维含量为15%～20%，氮、磷、钾含量分别为0.6%、0.5%和0.3%左右。这些成分不仅决定了畜禽粪便作为有机肥料的潜在价值，还影响其在后续处理过程中的工艺选择和转化效率。

（二）废弃物的资源化潜力评估

畜禽粪便和养殖废水作为有机废弃物，具有较高的有机质含量和丰富的营养成分，是开发有机肥料的重要原料。通过适当的处理工艺，如堆肥化、厌氧发酵等，可以将这些废弃物转化为优质的有机肥料。研究表明，经过堆肥处理的畜禽粪便，其有机质含量可达30%～50%，氮、磷、钾含量分别为2%～3%、1%～2%和0.5%～1%。这种有机肥料不仅能够改善土壤结构、增加土壤肥力，还能减少对化学肥料的依赖，降低农业生产成本。此外，有机肥料的施用还能促进土壤微生物的活性，增强土壤的生态功能，从而实现废弃物的资源化与生态化利用。

二、畜牧养殖废弃物资源化利用的关键技术

（一）厌氧发酵技术

厌氧发酵是一种在无氧条件下，通过微生物代谢作用将有机物质分解为甲烷、二氧化碳等生物气体的过程。该技术的核心在于微生物群落的协同作用，其中产酸菌将复杂的有机物分解为小分子有机酸，而产甲烷菌则将这些有机酸进一步转化为甲烷。为了提高发酵效率，工艺优化成为关键环节。研究表明，适宜的发酵温度（35℃～55℃）、pH值（6.8～7.5）以及碳氮比（20～30：1）是保证厌氧发酵顺利进行的重要参数。此外，通过添加微生物菌剂或采用两相厌氧发酵工艺，可以有效缩短启动时间并提高产气效率。例如，采用两相发酵工艺时，产气量可提高15%～20%，发酵周期缩短约30%。

生物气体的高效收集与利用是厌氧发酵技术的重要组成部分。在发酵过程中，生物气体主要通过集气罩或密闭发酵罐进行收集，并通过脱硫、脱水等预处理工艺去除杂质，以提高气体质量。生物气体的主要用途包括直接燃烧用于供热、发电或作为燃料驱动内燃机。研究表明，每立方米生物气体燃烧可产生约21 MJ的热能，其发电效率可达30%～35%。此外，生物气体还可通过压缩或净化后转化为生物天然气，进一步拓宽其应用领域，如用于汽车燃料或并入天然气管网。

（二）堆肥化技术

堆肥化是一种通过微生物降解有机物质，将其转化为稳定、无害的有机肥料的过程。该过程受到多种因素的调控，包括温度、湿度、通风条件、碳氮比和微生物群落结构。温度是堆肥化过程的关键指标，通常在50℃～65℃之间，高温阶段可有效杀灭病原菌和杂草种子。湿度控制在50%～60%时，有利于微生物的生长和代谢。通风则为微生物提供氧气，促进好氧发酵。研究表明，碳氮比在25～30：1时，堆肥化效率最高。此外，添加微生物菌剂可加速堆肥化进程，缩短堆肥周期约20%～30%。

有机肥产品的质量直接影响其市场竞争力和应用效果。提升有机肥质量的关键在于优化堆肥化工艺和后处理过程。通过控制堆肥化过程中的参数，可以有效降低有机肥中的重金属含量和病原菌残留。例如，采用高温堆肥化可使大肠杆菌和沙门氏菌的检出率降低至0.1%以下。此外，通过添加腐殖酸或生物炭等改良剂，可以提高有机肥的肥效和稳定性。研究表明，添加生物炭的有机肥在土壤改良方面表现出色，可提高土壤保水性和肥力，减少养分流失，其肥效可持续1～2年。

三、畜牧养殖废弃物资源化利用的创新路径

（一）技术集成与协同利用

在畜牧养殖废弃物资源化利用过程中，单一技术往往难以实现高效、经济和可持续的目标。因此，多技术耦合成为一种重要的创新方向。例如，将厌氧发酵与堆肥化技术相结合，可实现废弃物的多层次转化。厌氧发酵产生的沼渣和沼液可作为堆肥化的优质原料，进一步转化为高品质的有机肥料。这种耦合模式不仅提高了资源回收率，还减少了废弃物处理过程中的能源消耗和温室气体排放。此外，通过将热解技术与厌氧发酵结合，可将固体废弃物转化为生物炭和生物气体，实现废弃物的能源化与高值化利用。研究表明，多技术耦合模式可使废弃物的资源回收率提高20%～30%，同时降低处理成本15%～20%。

生态循环农业为畜牧养殖废弃物的资源化利用提供了广阔的应用场景。在这种模式下，废弃物不再是单纯的污染物，而是生态系统中的重要资源。例如，将畜禽粪便和养殖废水转化为有机肥料后，用于周边农田的土壤改良和作物种植，形成“养殖—废弃物处理—种植”的生态循环模式。这种模式不仅减少了废弃物对环境的压力，还提高了农业系统的整体效益。此外，通过构建“猪—沼—果”“鸡—沼—菜”等生态循环模式，实现了废弃物的就地利用和资源的高效配置。研究表明，生态循环农业模式可使土壤肥力提高10%～15%，同时减少化肥使用量30%～40%，显著改善了农业生态环境。

（二）政策支持与产业协同

畜牧养殖废弃物资源化利用需要产业链上下游企业的紧密合作。养殖场、废弃物处理企业、肥料生产企业和能源企业之间的协同合作，是实现废弃物高效转化的关键。例如，通过建立废弃物处理与能源回收的联合体，养殖场可将废弃物直接输送至处理企业，处理企业则将产生的生物气体和有机肥料销售给能源企业和农业用户，形成完整的产业链条。此外，拓展废弃物资源化产品的市场渠道，如将有机肥料推广至高端农业市场，将生物气体并入城市燃气管网，可进一步提高资源化产品的附加值。研究表明，产业合作可使废弃物资源化利用的经济效益提高20%～30%，同时促进相关产业的协同发展。

结论

畜牧养殖废弃物的资源化利用是实现畜牧业可持续发展的关键环节。通过对废弃物特性、资源化潜力以及关键处理技术的深入分析，明确了其在生态、经济和社会效益方面的巨大潜力。厌氧发酵、堆肥化以及深度处理等技术的优化与创新，为废弃物的高效转化提供了坚实的技术支撑。同时，技术集成与协同利用、生态循环农业模式的构建，以及政策支持与产业协同的推进，进一步拓展了废弃物资源化的应用路径，提升了其综合效益。

参考文献：

[1]梁军，田吉希，蒙燕婷.畜牧养殖废弃物资源化利用现状及可持续发展对策[J].农村科学实验，2024，（09）：178-180.

[2]周军涛，付宁侠.养殖废弃物资源化利用技术[J].兽医导刊，2020，（05）：66.

[3]郭瑞萍.畜禽养殖废弃物资源化利用技术发展[J].农业与技术，2018，38（08）：101+103.