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畜禽粪污清洁堆肥--机遇与挑战

农业环境科学学报 2021年第11期40卷 2361-2371页

作者：焦敏娜任秀娜何熠锋王权李荣华李季张增强西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 中国农业大学资源与环境学院北京100083

好氧堆肥技术是处理畜禽粪污的有效手段,然而传统的好氧堆肥技术存在着氨气和温室气体排放量大、重金属活性高、病原微生物和抗性基因残留高、腐殖化程度低等瓶颈问题,因此开展畜禽粪污的清洁堆肥就显得非常必要。清洁堆肥是指从堆肥原... 详细信息

好氧堆肥技术是处理畜禽粪污的有效手段,然而传统的好氧堆肥技术存在着氨气和温室气体排放量大、重金属活性高、病原微生物和抗性基因残留高、腐殖化程度低等瓶颈问题,因此开展畜禽粪污的清洁堆肥就显得非常必要。清洁堆肥是指从堆肥原材料选取、堆肥过程到堆肥产品使用整个过程中,选取无害化原料、过程中严格控制污染物的排放,并使其最终产品无害化的过程。本文围绕当今我国畜禽养殖业发展特征和畜禽粪污污染现状,深度剖析了传统堆肥的优势及其所面临的挑战,展望了畜禽粪污清洁堆肥的机遇与发展趋势,以期为畜禽粪污资源的可持续利用提供理论支持。

关键词：规模化养殖场畜禽粪污清洁堆肥机遇挑战

畜禽粪污处理处置中危险生物因子赋存与控制研究进展

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农业环境科学学报 2021年第11期40卷 2342-2354页

作者：张俊亚隋倩雯魏源送中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

畜禽养殖行业是动物疫情发生的重点行业,防控动物疫情是我国生物安全法的重要内容之一。畜禽粪污是导致生物安全问题的危险生物因子(Dangerousbiologicalagents,DBAs)的重要源和汇。本文结合我国生物安全法,从畜禽粪污处理处置的角度,... 详细信息

畜禽养殖行业是动物疫情发生的重点行业,防控动物疫情是我国生物安全法的重要内容之一。畜禽粪污是导致生物安全问题的危险生物因子(Dangerousbiologicalagents,DBAs)的重要源和汇。本文结合我国生物安全法,从畜禽粪污处理处置的角度,综述典型DBAs(抗生素抗性基因和病毒)在畜禽粪污处理处置过程中的赋存特征及环境行为的研究进展,并提出目前研究存在的不足和建议的研究方向,为保障畜禽养殖行业的生物安全、防范动物疫情、防控畜禽养殖源DBAs向环境扩散提供参考。本文主要建议如下:通过DBAs的分子生物学组成,全面解析核酸(如抗生素抗性基因)→核酸+蛋白(如病毒)→细胞结构(如耐药菌)在畜禽粪污处理处置中的赋存与环境归趋特征;开发畜禽粪污中新兴DBAs的识别、鉴定和快速检测方法;结合碳达峰/碳中和需求,在强化资源化利用的前提下,加强生物处理过程中DBAs控制的靶向技术研发;加强畜禽粪污有机污染、无机污染和生物污染的协同控制技术研究。

关键词：畜禽粪污危险生物因子耐药性生物处理土地利用

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中国东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式分析

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农业工程学报 2023年第22期39卷 199-206页

作者：徐鹏翔沈玉君丁京涛周海宾宋立秋程红胜王健程琼仪张朋月农业农村部规划设计研究院/农业农村部资源循环利用技术与模式重点实验室北京100125

为摸清东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式应用现状,该研究采用问卷调研与现场评估相结合的方式,对黑龙江、吉林和辽宁3省272个规模化养殖场进行了调研,分析了养殖畜种与存栏量、粪污产生量、粪污处理技术、粪污处理设施设备以... 详细信息

为摸清东北地区畜禽粪污处理技术与资源化利用模式应用现状,该研究采用问卷调研与现场评估相结合的方式,对黑龙江、吉林和辽宁3省272个规模化养殖场进行了调研,分析了养殖畜种与存栏量、粪污产生量、粪污处理技术、粪污处理设施设备以及粪肥还田参数等数据,总结了东北地区畜禽粪污处理技术应用现状和资源化利用模式特点。结果表明:东北地区主要粪污收集工艺为干清粪,占比达94.35%。固体粪便以堆沤肥工艺为主,占所调研养殖场的86.93%,各畜种粪便存储设施面积符合畜禽规模化养殖场粪污资源化利用设施建设规范要求。液体粪污主要处理方式为粪水贮存,占所调研养殖场的68.18%;奶牛养殖场粪水贮存设施小于建设规范要求。东北地区粪肥还田主要种植作物为玉米,占所有种植作物的78.13%,现有配套土地面积普遍低于畜禽粪污土地承载力测算需求面积。固体粪肥主要施肥方式为人工施肥,占比达88.00%;液体粪肥主要施肥方式为漫灌和喷灌,占比分别为54.17%和37.50%。整体来看,东北地区粪污处理与资源化利用主要技术模式为“干清粪+粪便堆沤+粪水贮存”。研究结果可为东北地区粪污处理和资源化利用模式推广和政策制定提供参考。

关键词：畜禽粪污处理技术资源化利用模式分析

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京郊畜禽粪污氮磷含量特征及影响因素分析

农业工程学报 2018年第8期34卷 244-251页

作者：张帅陆鹏陈硕吴建繁任康史文清陈清农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室中国农业大学资源与环境学院北京100193 北京洁绿环境科技股份有限公司北京102200 北京市低碳农业协会北京100107 北京市畜牧总站北京100029

中国规模化养殖废弃物中养分资源数量可观,但缺乏循环利用技术,处置不当易引发环境污染问题。该文通过问卷调研和粪污样品检测,对京郊典型养殖场粪便和废水中的总氮、总磷含量特点进行分析,同时追踪典型规模化猪场废水中总氮、总磷含量... 详细信息

中国规模化养殖废弃物中养分资源数量可观,但缺乏循环利用技术,处置不当易引发环境污染问题。该文通过问卷调研和粪污样品检测,对京郊典型养殖场粪便和废水中的总氮、总磷含量特点进行分析,同时追踪典型规模化猪场废水中总氮、总磷含量变化的影响因素及其季节性变化特征。结果表明:所调研的养殖场中,猪粪、牛粪的总氮质量分数平均值分别为29.1,17.8 g/kg,总磷质量分数平均值分别为15.1,6.8 g/kg,猪粪便的总氮、总磷含量变异程度大于牛粪;猪场和牛场中废水总氮、总磷质量分数的平均值分别为892,540和82.4,53.3 mg/L,猪场废水总氮、总磷含量变异程度明显大于牛场。规模化猪场粪便总氮、总磷含量受到饲料配方的影响较大;受饲料和圈舍用水量的影响,现行饲养工艺及粪污处理方式下粪便对废水中总氮、总磷含量的影响较小;万头以上的规模化猪场废水中总氮、总磷含量存在季节性差异,且随着废水存储时间的推移其无机磷比例增加。这些变化特征可对畜禽粪便和养殖废水的资源化再利用提供了有用的参考。

关键词：粪氮磷排放控制畜禽粪污京郊

畜禽粪污资源化利用模式能值评价与比较分析——以新疆呼图壁县为例

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干旱区资源与环境 2021年第4期35卷 139-145页

作者：张晓莉夏衣热·肖开提石河子大学经济与管理学院石河子832000 石河子大学农业现代化研究中心石河子832000

基于典型案例,采用能值分析法对沼气工程模式、生物有机肥生产模式和堆积发酵还田模式进行定量的能值评价、分析及比较。结果表明:三种模式从成本、生产效率、自我支持能力、处理废弃物能力、对环境的压力等方面来看效益都较好。但在系... 详细信息

基于典型案例,采用能值分析法对沼气工程模式、生物有机肥生产模式和堆积发酵还田模式进行定量的能值评价、分析及比较。结果表明:三种模式从成本、生产效率、自我支持能力、处理废弃物能力、对环境的压力等方面来看效益都较好。但在系统自组织能力、可持续性方面,生物有机肥模式和堆积发酵还田模式效益均差、沼气工程模式效益最好。并认为应提高现有模式综合效益、探索多样化模式、沼气工程建设应考虑多种必要因素、应解决模式冬季运作问题。

关键词：畜禽粪污资源化利用模式能值评价呼图壁县

湖北省秸秆和畜禽粪污还田化肥替减潜力与环境承载力分析

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农业工程学报 2022年第15期38卷 277-286页

作者：董心怡李晶巩细民张洋洋李小坤任涛陆志峰丛日环鲁剑巍华中农业大学资源与环境学院武汉430070 农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070 湖北省耕地质量与肥料工作总站武汉430070

湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该研究将湖北省分为5个种植区域(即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地... 详细信息

湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该研究将湖北省分为5个种植区域(即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地区)。基于2019年-2020年统计数据,收集不同区域主要畜禽(猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡、蛋鸡)的存栏量、出栏量以及饲养周期,主要农作物种植面积和经济产量,计算湖北省畜禽粪污的养分供给量,评估不同区域的畜禽养殖现状是否超过土地承载畜禽粪污的最大容许数量。根据不同农作物的草谷比以及秸秆养分含量,计算出湖北省农作物秸秆的养分资源量以及养分还田量。湖北省不同区域畜禽养殖量均未超出当地最大承载容纳量,其中鄂北地区的土地承载力指数最高,达到了0.35~0.78,鄂中地区的土地承载力指数仅在0.17~0.54,有较大的空间来发展畜禽养殖业。2019年湖北省畜禽粪污养分资源量分别为36.89万t N、14.03万t P_(2)O_(5)、52.06万t K_(2)O。按照畜禽粪污肥料化还田率65%计算,畜禽粪肥的养分还田总量分别为23.98万t N、9.12万t P_(2)O_(5)、33.70万t K_(2)O,理论可替减化肥比例分别为17.3%、11.9%、56.2%。湖北省主要农作物秸秆资源总量以鄂中地区秸秆资源量最高,鄂西北地区最低。当前湖北省秸秆养分资源为31.07万t N、9.98万t P_(2)O_(5)、68.30万t K_(2)O,理论可替减化肥比例分别为22.53%、13.11%、113.97%。湖北省主要农业废弃物还田理论可基本满足主要农作物的钾素需求,实现氮肥消费量减少39.8%、磷肥消费量减少25.0%。该研究通过计算湖北省主要农业废弃物(畜禽粪污、秸秆)的养分资源量,评估农业废弃物还田的化肥可替减潜力以及畜禽粪污土地承载力,为湖北省农业绿色发展提供理论依据和数据支撑。

关键词：秸秆还田畜禽粪污化肥替减湖北省养分资源量

畜禽粪污资源化处理与种养循环一体化研究与思考

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中国科学：生命科学 2024年第7期54卷 1211-1225页

作者：陈铭哲印遇龙何流琴湖南师范大学生命科学学院动物肠道功能调控湖南省重点实验室湖南省动物肠道生态与健康国际联合实验室长沙410081 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室长沙410125

随着中国养殖业的高速发展,规模化养殖导致的畜禽粪污资源化利用水平低、污染负荷大、种养脱节等问题日趋严重,阻碍了中国养殖业的健康可持续发展.为有效解决这一问题,我们应大力推动畜禽粪污资源化处理及构建种养循环一体化农业体系.... 详细信息

随着中国养殖业的高速发展,规模化养殖导致的畜禽粪污资源化利用水平低、污染负荷大、种养脱节等问题日趋严重,阻碍了中国养殖业的健康可持续发展.为有效解决这一问题,我们应大力推动畜禽粪污资源化处理及构建种养循环一体化农业体系.与传统农业相比,种养循环一体化是一种具有高产量、可持续和高效益特性的新型循环农业模式,将种植业和养殖业紧密结合,而畜禽粪污资源化处理是种养循环一体化模式实现的关键节点.因此,本文综述了畜禽粪污资源化利用方式(饲料化、能源化、基料化、肥料化)的优缺点及研究现状,解析了种养循环研究过程中所涉及的评估方法,并通过畜禽粪污资源化处理与种养循环一体化典型案例分析,提出中国畜禽粪污资源化与种养循环一体化所面临挑战及未来发展方向,以期促进畜禽粪污资源化与种养循环一体化新型农业模式的应用,为实现中国“双碳”目标和农业生态绿色升级提供理论参考和新思路.

关键词：畜禽粪污资源化种养循环一体化功能农业

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典型畜禽粪污中雌激素排放特征

环境科学研究 2020年第1期33卷 227-234页

作者：胡双庆袁哲军沈根祥上海市环境科学研究院上海200233 上海纺织节能环保中心上海200082

为探究畜禽粪污中雌激素的排放水平和分布特征,采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)分析方法,对上海市典型畜禽养殖类型(猪、奶牛、鸡)排放粪污样品中雌激素含量进行测定.结果表明:猪场粪便、沼渣肥、还田土壤、尿液和... 详细信息

为探究畜禽粪污中雌激素的排放水平和分布特征,采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-HPLC-MS/MS)分析方法,对上海市典型畜禽养殖类型(猪、奶牛、鸡)排放粪污样品中雌激素含量进行测定.结果表明:猪场粪便、沼渣肥、还田土壤、尿液和沼液样品中5种雌激素(E1,雌酮;E2,雌二醇;E3,雌三醇;EE2,炔雌醇;DES,己烯雌酚)总量分别为94. 5 ng/g、35. 1 ng/g、0. 1ng/g和8 882. 2 ng/L、4 388. 6 ng/L,其中E1是排泄物中最主要的雌激素;奶牛场粪便、堆肥、还田土壤、尿液、污水进水及出水样品中雌激素总量分别为84. 6 ng/g、16. 2 ng/g、0. 1 ng/g和2 636. 7 ng/L、2 605. 6 ng/L、615. 7 ng/L,其中E1和E2含量最高;鸡场粪便和堆肥样品中雌激素总量分别为60. 9和17. 5 ng/g.研究显示,猪场、奶牛场和鸡场排泄物中均含有一定数量的天然和人工合成雌激素,雌激素含量水平总体表现为粪便高于有机肥、尿液高于污水;通过畜禽粪污向环境中排放的雌激素总量表现为猪场>奶牛场>鸡场;厌氧发酵对猪场污水中雌激素具有一定的去除效果,而污水厌氧-好氧净化处理和固体粪高温好氧堆肥对奶牛场排泄物中雌激素具有较高的去除效果.

关键词：雌激素固相萃取-高效液相色谱串联质谱法(SPE-HPLC-MS/MS) 畜禽粪污排放特征

畜禽粪污高温快速无害化处理设备加热系统优化设计

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中国农机化学报 2023年第10期44卷 58-64页

作者：于贺春赵奕翔王文博候小飞王进刘红恩中原工学院机电学院郑州市450007 河南优和益牧生物科技有限公司郑州市450040 河南农业大学资源与环境学院郑州市450002

针对当前好氧发酵设备在堆肥过程中物料升温慢、处理时间偏长、病原菌杀灭不充分等问题,对畜禽粪污高温快速无害化处理设备的加热系统进行优化设计。通过传热学理论分析和流体仿真相结合的方法,利用Fluent软件对不同油路结构内的流场进... 详细信息

针对当前好氧发酵设备在堆肥过程中物料升温慢、处理时间偏长、病原菌杀灭不充分等问题,对畜禽粪污高温快速无害化处理设备的加热系统进行优化设计。通过传热学理论分析和流体仿真相结合的方法,利用Fluent软件对不同油路结构内的流场进行模拟,分析导热油流动轨迹、温度以及油路壁面温度,优化导热油路结构,并开展堆肥试验。结果表明:在仿真模拟中,通过对导热油路添加挡板,导热油流动路程增加,分布更加均匀,传热效果更好;在堆肥试验中,导热油温度保持在100℃以上且进出口温度差在8℃左右,传热效果稳定,同时也验证仿真分析的正确性;设备内物料在两小时内快速升温至50℃,且长时间保持在60℃以上,达到杀灭病原菌等堆肥所需的温度;处理后物料有机质及养分含量达到国家有机肥料标准。

关键词：畜禽粪污无害化处理加热系统堆肥试验

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