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中国畜禽粪污资源化利用技术应用调研与发展分析

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农业工程学报 2022年第9期38卷 237-246页

作者：周海宾丁京涛孟海波沈玉君王健张曦程红胜宋立秋徐鹏翔张朋月王鑫宇农业农村部规划设计研究院农村能源与环保研究所北京100125 农业农村部资源循环利用技术与模式综合性重点实验室北京100125

中国畜禽粪污资源化利用技术模式的选择和应用情况底数不清,缺乏系统研究。该研究采用问卷调研与实地测量相结合的方式,对中国190个县(市区)2 589个养殖场进行调研,并从畜禽粪污收集方式、粪污处理方式、粪肥还田利用情况等方面进行统... 详细信息

中国畜禽粪污资源化利用技术模式的选择和应用情况底数不清,缺乏系统研究。该研究采用问卷调研与实地测量相结合的方式,对中国190个县(市区)2 589个养殖场进行调研,并从畜禽粪污收集方式、粪污处理方式、粪肥还田利用情况等方面进行统计分析。结果表明,畜禽规模养殖场清粪方式以干清粪为主,占养殖场总数的89.40%;固体粪便处理普遍采用堆(沤)肥处理,占养殖场总数的89.44%,液体粪污处理主要采用厌氧发酵和贮存发酵等技术,分别占41.59%和39.09%,目前大部分规模养殖场粪污处理设施建设符合规范要求,但部分养殖场设施水平不高;粪污处理后还田是主要利用方向,利用粪肥的作物以水果蔬菜等经济作物为主,占比可达61.83%。总结分析了中国畜禽粪污资源化利用存在问题,提出中国畜禽粪污资源化利用亟需提升处理设施标准化水平,提高设施装备水平,同时还需引导养殖场按照种养平衡要求配套足够消纳土地,提高粪肥还田利用机械化水平。该研究可为畜禽粪污资源化利用科技创新、技术推广提供基础支撑,对于促进畜禽粪污资源化利用和农业绿色发展具有指导意义。

关键词：粪污还田资源化利用技术路径

基于低速离心分离技术的水禽粪污预处理装置研发

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农业工程学报 2023年第10期39卷 193-200页

作者：关正军吴应涛陈科昭韩威贾兴江王秋雁王述昆西南大学工程技术学院重庆400715

针对水禽粪污和沼液类较黏稠、固形物颗粒小的污水,现有分离技术存在能耗高、分离效率低等问题,该研究提出一种绿色节能的离心分离方法。通过单因素试验,明确筛网目数、离心转速和分离时间对水禽粪污中主要污染物去除效果的影响。采用... 详细信息

针对水禽粪污和沼液类较黏稠、固形物颗粒小的污水,现有分离技术存在能耗高、分离效率低等问题,该研究提出一种绿色节能的离心分离方法。通过单因素试验,明确筛网目数、离心转速和分离时间对水禽粪污中主要污染物去除效果的影响。采用二次通用旋转设计进行优化试验,得到低速离心分离技术的优化参数组合。经过离心分离机试验验证,当分离时间为3 min、筛网目数为120目(孔径大小为0.13 mm)、离心转速为700 r/min时取得较好分离效果,此时水禽粪污总固体(total solid,TS)去除率为50.20%,挥发性固体(volatile solid,VS)去除率为57.59%,化学需氧量去除率为5.39%,氨氮去除率为4.39%,总磷去除率为5.76%。以试验结果为依据研发分离装置并实地运行,分离效果(TS去除率为53.21%,VS去除率为58.61%)与高速离心机械相当,且每吨污水处理成本相较卧式螺旋离心机降低近22%,表明低速离心分离技术可行,为去除水禽粪污中悬浮性固体提供了一种新方案,具备工程化推广意义。

关键词：粪污预处理固形物分离装置低速离心分离分离效果

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江苏省规模奶牛场粪污处理利用现状调研分析

生态与农村环境学报 2022年第4期38卷 466-471页

作者：张应鹏叶小梅杜静王莉江苏省农业科学院畜牧研究所江苏南京210014 江苏省农业科学院循环农业研究中心/农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014

采用座谈交流、问卷调查、采样监测等方式,对江苏省主要奶牛养殖地区的26家规模奶牛场粪污处理利用情况进行调研分析,旨在摸清奶牛粪污处理利用现状,进而梳理优化提升环节,并提出建议措施。结果发现:当存栏量≥1000头时,85.7%的奶牛场... 详细信息

采用座谈交流、问卷调查、采样监测等方式,对江苏省主要奶牛养殖地区的26家规模奶牛场粪污处理利用情况进行调研分析,旨在摸清奶牛粪污处理利用现状,进而梳理优化提升环节,并提出建议措施。结果发现:当存栏量≥1000头时,85.7%的奶牛场采用机械刮板清粪工艺,92.9%的奶牛场进行粪污固液分离;当存栏量粪污固液分离;粪便堆肥利用和粪水还田利用比例分别为88.5%和76.9%,是应用最广泛的技术模式;73.1%的奶牛场将挤奶厅污水与牛舍粪污水混合处理。奶牛场粪污处理利用存在节水减排措施不足、粪水无害化程度不够、农田施用不科学等薄弱环节,建议后续加强粪污减量技术、粪水水生植物净化工艺以及粪水安全还田管理技术的研究与应用。

关键词：奶牛场粪污粪水处理利用

整合宏基因组学分析生猪养殖粪污发酵过程中耐药基因的动态变化

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西南农业学报 2023年第3期36卷 655-664页

作者：赵素君曹冶李江凌张金灵刘锐王秋实于吉锋四川省畜牧科学研究院成都610066 动物遗传育种四川省重点实验室成都610066

【目的】探究生猪养殖粪污在堆肥过程中耐药基因的消减规律。【方法】以猪粪和菌渣为发酵原料,进行有氧堆肥处理,在堆肥第1、4、8、12、16、22、29天,进行上、中、下分层多点采样,提取总DNA构建文库,经定量和检测合格后,进行宏基因组测... 详细信息

【目的】探究生猪养殖粪污在堆肥过程中耐药基因的消减规律。【方法】以猪粪和菌渣为发酵原料,进行有氧堆肥处理,在堆肥第1、4、8、12、16、22、29天,进行上、中、下分层多点采样,提取总DNA构建文库,经定量和检测合格后,进行宏基因组测序分析。通过宏基因组学方法对堆肥过程中耐药基因的动态变化进行分析。【结果】堆肥期间共发现613个耐药基因,分别对32类抗生素产生耐药。其中,丰度较高的抗生素分别为青霉烷类抗生素(Penam)、头孢菌素类抗生素(Cephalosporin)、氨基糖苷类抗生素(Aminoglycoside antibiotic)、磷霉素类抗生素(Fosfomycin)、糖肽类抗生素(Glycopeptide antibiotic)和四环素类抗生素(Tetracycline antibiotic),这与现实中常用的抗生素种类相吻合。分析发现耐药基因的消减出现2个峰值,第一个峰值出现在试验起始时,在第4天迅速下降,然后在第12天(对照组)和第8天(实验组)达到第二个峰值,随着细菌的自然凋亡,耐药基因的丰度又下降到低值,慢慢消减下去。【结论】在堆肥过程中,生猪养殖粪污中耐药基因丰度呈现波动式消减。

关键词：宏基因组学粪污发酵耐药基因

互联网使用对肉牛养殖户粪污资源化利用的影响——基于PSM模型的实证分析

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黑龙江畜牧兽医 2023年第22期 11-16,24页

作者：李颖 JUMANOV Khushnud 郎宇王桂霞吉林农业大学经济管理学院长春130118

为了解互联网使用对肉牛养殖户粪污资源化利用的影响,研究基于吉林省270个肉牛养殖户实地调研数据,使用倾向得分匹配法分析互联网使用对粪污资源化利用的影响及其作用机制。结果表明:只有28.9%的养殖户使用互联网获取粪污资源化利用的... 详细信息

为了解互联网使用对肉牛养殖户粪污资源化利用的影响,研究基于吉林省270个肉牛养殖户实地调研数据,使用倾向得分匹配法分析互联网使用对粪污资源化利用的影响及其作用机制。结果表明:只有28.9%的养殖户使用互联网获取粪污资源化利用的相关信息。使用互联网获取粪污资源化相关信息的肉牛养殖户比不使用的高75.80%,使用互联网能够显著促进肉牛养殖户粪污资源化利用行为。受教育程度越高、养殖规模越大的肉牛养殖户会更加积极采纳粪污资源化利用行为。互联网使用促进肉牛养殖户采纳粪污资源化利用行为主要源于拓宽信息获取的渠道和提高环境保护意识两种方式。为此提出加强养殖户使用互联网技能、完善相关政策及法律法规、提供设备技术支持等相关政策建议。

关键词：互联网粪污肉牛资源化利用倾向得分匹配法

规模化养殖场畜禽粪污处理综合评价指标体系构建与应用

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农业工程学报 2020年第17期36卷 182-189页

作者：罗娟赵立欣姚宗路冯晶于佳动袁艳文农业农村部规划设计研究院农业农村部农业废弃物能源化利用重点实验室北京100125 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

该研究针对当前规模化养殖场畜禽粪污处理技术模式区域差异大、缺乏综合效益评价等问题,以规模化畜禽养殖场为研究对象,从规划布局、粪污收储运、高效处理转化、农田利用的全链条出发,应用层次分析法构建了一套全面衡量畜禽粪污处理的... 详细信息

该研究针对当前规模化养殖场畜禽粪污处理技术模式区域差异大、缺乏综合效益评价等问题,以规模化畜禽养殖场为研究对象,从规划布局、粪污收储运、高效处理转化、农田利用的全链条出发,应用层次分析法构建了一套全面衡量畜禽粪污处理的综合评价指标体系,涵盖技术、经济、环境3个方面,包括3个一级指标、6个二级指标和15个三级指标,并运用该指标体系对中国3个主要奶牛养殖区6种粪污处理技术模式进行评价比较。结果表明:东北地区宜采用前分离肥料模式和前分离垫料模式,西北地区宜采用肥料模式和前分离垫料模式,华北地区宜采用厌氧发酵模式。进一步以河北某规模化奶牛养殖场为例进行应用分析表明,该养殖场的粪污处理水平达到了良好水平,与实际情况相符。该指标体系能够客观评价规模化养殖场畜禽粪污处理的综合效益,且能根据评价情况给出优化改进建议,具有实践指导性和可操作性,可为粪污处理工程建设和综合效益评价提供方法体系和理论支撑。

关键词：粪污废物处理养殖场评价体系应用

整合宏基因组学分析生猪养殖粪污堆肥发酵过程中微生物群落动态变化

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动物医学进展 2023年第6期44卷 84-90页

作者：赵素君曹冶李江凌张金灵刘锐王秋实于吉锋四川省畜牧科学研究院/动物遗传育种四川省重点实验室四川成都610066

以猪粪和菌渣为发酵原料,进行有氧堆肥处理,在堆肥第1、4、8、12、16、22、29天,进行上、中、下分层多点采样,提取总DNA构建文库,经定量和检测合格后,利用宏基因组测序分析堆肥过程中微生物区系变化与致病微生物动态变化。结果表明,堆... 详细信息

以猪粪和菌渣为发酵原料,进行有氧堆肥处理,在堆肥第1、4、8、12、16、22、29天,进行上、中、下分层多点采样,提取总DNA构建文库,经定量和检测合格后,利用宏基因组测序分析堆肥过程中微生物区系变化与致病微生物动态变化。结果表明,堆肥期间微生物丰度发生明显变化,其中细菌丰度先升后降,病毒丰度变化平稳,真菌丰度稍有增长,古细菌丰度则稍有下降。在堆肥初始时,变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门等微生物群落为优势菌门;变形菌门在堆肥的第4天迅速达到高点,然后迅速下降并维持在原始水平,其中试验组的变化比对照组更为平稳;厚壁菌门在堆肥的前4 d,丰度急速下降,然后缓慢下降;拟杆菌门在堆肥期间,丰度持续上升。同时,大肠埃希氏菌、沙眼衣原体、肠道沙门氏菌、化脓性链球菌、停乳链球菌等强致病微生物,随着堆肥的进行,其丰度均逐渐下降。试验组和对照组的菌群结构和丰度变化趋势均无显著差异。

关键词：宏基因组学微生物群落粪污堆肥发酵

畜禽粪污土地承载力系统动力学模型及情景仿真

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农业工程学报 2019年第22期35卷 170-180页

作者：韩成吉王国刚朱立志中国农业科学院农业经济与发展研究所

为实现畜禽粪污土地承载力系统评估、预判其发展态势及考察不同减排政策的实施效果,本文进行畜禽粪污土地承载力系统模型的设计、仿真与情景调控。在社会经济、畜禽养殖和种植业各子系统及其要素分析的基础上,以中国北方畜牧大市--石家... 详细信息

为实现畜禽粪污土地承载力系统评估、预判其发展态势及考察不同减排政策的实施效果,本文进行畜禽粪污土地承载力系统模型的设计、仿真与情景调控。在社会经济、畜禽养殖和种植业各子系统及其要素分析的基础上,以中国北方畜牧大市--石家庄市为例,建立畜禽粪污土地承载力系统动力学模型并进行有效性检验。系统运行结果显示,模型具有具有较好的稳定性,而且模拟值与实际值误差普遍小于10%,因此模型有效。在确定模型有效之后,应用系统动力学模拟仿真不同方案下的石家庄市2007-2025年畜禽养殖土地承载力变化情况。本文设置了4种与系统惯性发展相比较的方案--调整养殖业经济结构、调整环境保护治理投资、调整粪肥占施和协同发展模式,并针对上述5种情景进行仿真。仿真结果显示:1)惯性趋势发展条件下,畜禽养殖业和种植业的产出规模都有增长,但种植业产量增长不及畜禽养殖业的增长,致使种植业难以消纳畜禽养殖产生的氮磷排放,土地承载压力加大;2)调整养殖业经济结构情景下,氮、磷平衡承载均呈现出下降的趋势,但磷平衡承载仍存在压力;3)调整环境保护治理投资情景下,氮平衡承载处于可载状态,磷平衡承载压力下降明显,但只有后8个年度可载;4)调整粪肥占施情景下,氮平衡承载处于可载状态,磷平衡承载情况虽好于初始情景,但仍超载;5)协同发展模式下,氮、磷平衡承载压力均呈下降趋势,且氮、磷承载均处于可载的水平,通过比较分析发现,协同发展模式的效果最好。本研究一方面为开展畜禽养殖污染监测评估工作、建立畜禽养殖污染评估机制提供支撑,另一方面为畜牧大市(县)和其他资源环境超载区养殖业发展的调控提供科学依据。

关键词：粪污氮磷系统动力学土地承载力养分平衡仿真

畜禽养殖场粪污中天然雌激素现状及其消减技术研究进展

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家畜生态学报 2022年第8期43卷 1-7页

作者：金尔光崔华威陈洁周源万平民华娟吴利军胡修忠龚萍武汉市农业科学院畜牧兽医研究所湖北武汉430208 华中农业大学动物医学院湖北武汉430070

畜禽排泄物中的天然雌激素通过地表径流、土壤渗滤、还田利用等方式进入土壤和水体,污染土壤和水环境,影响动植物生长发育和人类健康。该文概述了畜禽养殖场粪污中天然雌激素留存的现状、主要危害、常用检测技术及其消减技术,简要分析... 详细信息

畜禽排泄物中的天然雌激素通过地表径流、土壤渗滤、还田利用等方式进入土壤和水体,污染土壤和水环境,影响动植物生长发育和人类健康。该文概述了畜禽养殖场粪污中天然雌激素留存的现状、主要危害、常用检测技术及其消减技术,简要分析了粪污中天然雌激素消减技术方面存在的主要问题与今后的发展方向,以期为高效去除粪污中的天然雌激素及畜禽养殖场粪污的资源化安全利用提供参考。

关键词：畜禽养殖场粪污天然雌激素检测技术消减技术