“畜禽粪污生态循环工程”项目的技术创新
一、项目简介
畜禽粪便中含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌，并产生恶臭，污染物量大而集中。2002年我国畜禽粪便的资源总量达到37亿t，已成为与工业废水、生活污水相并列的三大污染源之一。随着中国养殖业的进一步发展，畜禽粪便排放量还会进一步增大，由此造成的环境污染将会更加严重。据调查，我国90%以上的规模化养殖场缺乏必要的污染治理措施，大量的畜禽粪便不经处理就排放到环境中。大量的畜禽粪便污水直接排入水体，造成了严重的环境污染和养分的流失。从 2002 年的数据来看,中国大部分省区的单位面积畜禽粪便的氮素承载量已经超出了全国的平均值，甚至高出欧盟制订的农田有机肥氮的限制标准170kg/hm2。看见，在我国部分地区，畜禽饲养的密度过密，畜禽粪便已经对环境造成了威胁。
河南省是农业大省，也是我国重要的养殖基地。目前全省牛出栏、牛存栏、牛肉产量、羊出栏均居全国第一位。随着经济的快速发展，人们生活水平的提高，饮食结构发生了较大的变化，对肉、禽、蛋、奶的需求快速增长，推动了畜禽养殖业的快速发展，也带来了大量的畜禽粪便、粪水等废弃物物污染环境的突出问题。
河南省科学院生态环境工程技术研究中心与郑州天园农业生态循环有限公司(目前公司肉牛存栏量维持在1000头，年出栏3000头左右，每年可消化秸杆4000吨，分离粪污14600吨，产生牛粪约10000吨，污水约4600吨)密切合作，投资1000余万元，以循环经济为理念，以节能减排为途径，采用以沼气和蚯蚓养殖为纽带的复合生态工程模式，在技术上利用三条生态链实现粪污无害化处理：（1）以沼气为纽带的生态链。建立UASB高效沼气反应器4座，容积为2000m3，年处理牛粪和污水各4000多吨，回收沼气用于生活用能（烧水、煮饭等），沼气发电用于照明和生产用能，沼液用于果树和蔬菜种植、鸭鸭鱼养殖，沼渣作为泥鳅和小龙虾的饲料；（2）以蚯蚓养殖为纽带的生态链。蚯蚓养殖20亩，利用牛粪6000吨，年产蚯蚓40吨，蚯蚓粪800吨，利用鲜活蚯蚓养殖黄鳝、小龙虾和土鸡，蚯蚓深加工后代替鱼粉，蚯蚓粪作为果树和蔬菜种植的有机肥，将蚯蚓粪制作除臭剂消除养殖场臭味；（3）以食用菌为纽带的生态链。根据适当比例添加秸秆等农副下脚料，利用500吨牛粪可栽培双孢蘑菇3亩（温棚7～8层），生产鲜蘑菇100t左右，蘑菇渣（含水率60％）300t，蘑菇渣用于养殖蚯蚓和黄粉虫以及作为特种水产幼苗培育的最佳培养基。因此，通过污染物的循环利用和资源化利用，变害为利，变废为宝，完全实现了污染的“零排放”。
二、生态循环工程的技术创新
在工程实践中，充分发挥河南省科学院生态环境工程技术中心多学科的交叉优势，将环境工程、生态工程、生物技术与农业工程技术有机融合，其技术创新主要体现在如下几个方面：
1、肉牛绿色生态养殖技术。在饲料中添加大麦芽、酵母和中草药等，降低饲料成本，提高肉牛品质，有效防治各种病虫害。天园公司的肉牛不仅出肉率高（1.8斤毛牛可率出1斤鲜牛肉，其他牛场为2.2斤毛牛出1斤鲜牛肉），而且脂肪含量低（公司肉牛脂肪量为4％，其他牛场的脂肪含量为11％）。
2、废水厌氧生物处理技术。建立多种类型的沼气池，通过添加特定的菌株和添加剂，提高不同季节的沼气产出效率；利用沼气发电，提供生活和生产用能。
3、蚯蚓生物分解处理技术。公司通过生物反应器和高效微生物菌株，采用具有自主知识产权的蚓、粪自动分离技术，提高蚯蚓处理牛粪的效率。实践证明，每天30头牛所产的粪可养蚯蚓667平方米，每667平方米可年产蚯蚓3吨，蚯蚓粪60吨。
4、独具特色的生态养殖技术。在国内外首次利用蚯蚓粪和沼渣作为泥鳅和小龙虾规模养殖的饲料，将蘑菇渣用于养殖蚯蚓和黄粉虫以及作为特种水产幼苗培育的最佳培养基，极大地降低了养殖成本，提高了产品质量。
5、功能食品的绿色生产技术。采用食物链操纵技术，对“脑黄金”（DHA）、硒、钙、铁、锌等有效富集，生产适合特定消费者的功能食品，如珍稀蔬菜（如朝鲜蓟，象牙菜，菊花脑，罗勒，藿香等）、水果、柴鸡蛋、鱼虾、食用菌等。
6、首创“三黄（即黄牛、黄鳝和黄瓜）经济模式”。通过“黄牛—牛粪—蚯蚓—黄鳝—黄瓜”循环种养模式，采用具有自主知识产权的黄鳝静水无土生态养殖技术和网箱养殖，生产高品质的黄鳝，利用塘泥和蚯蚓粪四季生产黄瓜。
7、将植物操纵技术与生物质能利用有机结合。在水生生物养殖池中建立生物浮岛，利用特定水生植物净化水质，为动物高密度养殖提供空间，节省土地面积，同时将水生植物与牛粪合理搭配，提高沼气产出效率；将蚯蚓生态滤池技术创造性地引入水产养殖中，建立微生物-植物-动物联合修复的生物修复新模式，实现饵料培养和水质净化一体化的高效目标。
8、环境除臭技术。采用特殊工艺，将蚯蚓粪制作高效除臭剂，有效吸附养殖场异味。
三、社会、环境和经济效益
本项目通过沼气建设和生态养殖，既对污水进行了无害化处理，又可提供清洁能源，减轻了养殖场周围异味的产生和对周围环境产生的压力，同时借助产业链条的拉长，实现经济效益的最大化，不失为一项解决畜禽养殖企业污染问题，实现企业可持续发展的切实可行的方案。目前在黄河滩地共建的肉牛场已成为郑州市示范生态养殖园，农村养殖循环经济发展试点，其运作模式，技术可靠，易于操作，便于推广，对周边农户的发展具有较强的辐射性和示范性。
因此，本项目的开展，能保护生态环境，改善农业人居条件，促进农牧渔业增效、农民增收和农村经济可持续发展，带动新能源的开发利用与绿色生态农业的发展壮大，必将给我国畜禽养殖行业的进一步发展起到决定性的推动作用，为我国新农村建设和生态文明的发展作出重要的贡献。
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