牛粪的处理方法.docx

1、牛粪的处理方法国内外牛粪生物质资源利用的现状与趋势袁立，王占哲，刘春龙近年来，随着奶牛养殖业规模化、集约化的迅速发展，奶牛场粪便集中排放造成的环境污染问题日益凸显。2007年全国奶牛存栏量1 218.9万头，牛粪日排泄量高达2030万t，尤其是规模化奶牛场，若缺乏有效处理手段，大量牛粪堆积容易造成严重的污染。牛粪在造成对土壤、水源、大气污染的同时，大量堆放占用奶牛场自身有限的生产场区，影响了奶牛场正常的生产秩序。随着对奶牛养殖小区及规模化新建奶牛场环保要求的提高，牛粪的出路及综合利用的研究迫在眉睫。一、牛粪养分情况牛粪本身是一种很好的生物质资源。同其他禽畜粪便一样，牛粪中也含有大量的矿物质元素

2、（表1）和丰富的营养物质（表2）。牛粪质地细密，含水较多，分解慢，发热量低，属迟效性肥料。从养分含量来看，牛粪中的矿质元素和营养物质大部分含量均较其他畜禽粪便低，有机质含量与鸡粪相近，只有粗纤维、粗灰分以及无氮浸出物含量相对较高。但其产量高，总量大，因此矿物质元素和营养物质总量也相对较多。通过不同的处理技术和工艺，可生产出多种无害化、资源化、高效性的增值产品，在防治环境污染的同时也能获得良好的经济效益和社会效益。二、牛粪生物质资源利用的现状牛粪作为生物质资源处理的目的是将其无害化、减量化与资源化，最大限度地满足环境的可接受性及经济上的可行性。随着经济的发展和对环保要求的提高，目前，国内外处理畜

3、禽粪便的方法很多，在生产中受到普遍欢迎的是那些投资少、运行成本低并能生产出高附加值产品的技术方法。1、牛粪生物质资源饲料化利用牛粪作饲料是将其综合利用的途径之一。由于牛粪各种养分含量丰富，经过适当处理后，可提高蛋白质的消化率和代谢能，同时还可杀死病原菌和改善适口性，可作为饲料来利用。目前将牛粪饲料化的处理方法主要有干燥法、分解法和发酵法等。 发酵法发酵法是在牛粪中加入某些微生物菌剂或酶制剂以及其他辅料，然后在适宜的温度下发酵，将所得产品用来喂猪、鸡、鱼等动物。例如将牛粪进行青贮发酵，只要有足够的水分和可溶性碳水化合物，牛粪即可同其他禽畜粪便与作物秸秆、饲草或其他粗饲料一起青贮。青贮时，粪便与饲

4、草或其他饲料搭配比例最好是1:1。此法不仅可提高适口性和吸收率，防止蛋白质的过多损失，而且可将部分非蛋白氮转化成蛋白质，并杀灭几乎所有的有害微生物。另外，牛粪混合淀粉渣、米糠和一些酶类物质等经发酵后制作的猪饲料通过饲喂试验结果表明，一般能够节省30%40%的常规饲料，而且猪喜欢食用，猪肉的质量也很好。脱水预处理后的牛粪分别在高低温两个温度下进行两次发酵，所得饲料中的粗蛋白含量较现有技术获得的提高23.9%，具有良好的营养价值。而且控制发酵温度的热源是采用发酵牛粪后剩余的牛粪经沼气池发酵获得的。实验证明，生物发酵牛粪饲料安全性。指出以15%的生物发酵牛粪饲料添加量效果最好，小鼠体重提高9.25%

5、。试验也证明了生物发酵牛粪饲料无异味，适口性好，消化率高。 分解法分解法，又称昆虫法，是利用蝇、蚯蚓和蜗牛等低等动物分解粪便，达到既提供动物蛋白质又能处理粪便的目的。例如用牛粪养蚯蚓，据测算，每平方米培养基可收获鲜蚯蚓1.52万条，约3040kg。生产的蚯蚓是优质的动物蛋白，用于钓鱼饵料，还可用于医药等行业；蚯蚓粪是高效的有机肥，可作为种植蔬菜、花卉、果树、烟草等的优质有机肥料，且对环境不产生二次污染。牛粪简单化处理后用来育蛆，然后再用蛆喂鸡，这既可提高鸡的增重，也可满足产蛋鸡所需的动物饲料蛋白。据统计，100只鸡每天可增加产蛋1kg，全年可增加产蛋量100kg，增加收入3 000元，育蛆后的

6、牛粪仍可作肥料施用，其肥效也不减。分解法比较经济，生态效益显著。但由于前期粪便灭菌、脱水处理和后期收蝇蛆、饲喂蚯蚓、蜗牛的技术难度较大，加上所需温度较苛刻，而且难以全年生产，故尚未得到大范围的推广。 干燥法干燥法分为自然干燥法和机械干燥法。自然干燥法是将新鲜牛粪单独或掺入一定比例的糠麸拌匀后，摊在水泥地面或塑料布上，随时翻动，让其自然风干、晒干，然后粉碎，掺到其他饲料中饲喂。此法成本较低，操作简便，但受天气影响大，且易造成环境污染。机械干燥法是采用相关设备进行干燥，可达到去臭、灭菌等目的，也是目前应用较广泛的干燥法。此外，新型微波处理动物粪便也是较有效的饲料化处理技术。2、牛粪生物质资源能源化

7、利用 热解化利用在草原地区，牧民们收集晾干的牛粪作燃料直接燃烧，用来取暖或者烧饭，这是粪便直接作能源的最简单方法，但是利用不够充分，且易造成二次空气污染。对于集约化养殖场产生的大量粪便，由于含水量高，干燥比较困难，必须对其进行转化，才能用作燃料。当牛粪和煤混合比小于4:6时可压缩成蜂窝煤，其含硫量明显低于原煤。这既解决了燃煤的能源短缺问题，又减轻了燃烧化石能源对环境的污染问题，而且对牛粪的生物质利用也是一种新的尝试，在实际推广应用过程中有着很重要的现实意义。牛粪经过处理后产生一种可燃气体，这种可燃气体既可直接燃烧，也可用于发电。此工艺用于处理牛粪，不仅可以将牛粪进行有效的处理，而且充分利用了能

8、源，牛粪经过此工艺处理后每吨干牛粪可产生1000m3可燃气体，废弃物极少，且均为固体物，体积小，是一种环保处理工艺。此外，还有利用牛粪添加少量木屑，烧制出活性炭，成为生产电池芯、火药的优质原料。此方法只需极少的木材，比传统方法生产活性炭节约木材97.5%，既经济又环保。 乙醇化利用牛粪含有丰富的纤维素资源，Liao等的研究表明，牛粪中纤维素含量为22%、半纤维素为12.5%。将畜禽粪便中的木质纤维素进行预处理，然后转化为糖，进一步发酵成酒精，可作为乙醇化的原料。李静等研究指出，在碱预处理条件下，牛粪的还原糖率达到17.65%，而超声波与KOH联合预处理能使牛粪的还原糖率达到21.47%，比KO

9、H单独预处理时高3.82%。牛粪的乙醇化利用可替代粮食生产酒精，进而创造巨大的经济效益，但是目前还未见投入工业化生产的相关报道。 氢气化利用Fan等首次报道了通过牛粪堆肥将麦秸废弃物有效转化为生物氢气的方法。他们利用未经处理的麦秸和经过盐酸预处理后的麦秸两个不同处理生产氢气。结果表明，预处理后的麦秸在牛粪堆肥转化为氢气的过程中起到了关键作用。处理126.5h后氢气的收益率是未经处理麦秸产氢量的136倍。Fan等还进行了初底物浓度和pH值对牛粪堆肥中产氢厌氧菌孢子萌发的最优化研究。试验结果表明，堆肥产生氢气的最佳底物浓度和pH值分别为4.00.5g蔗糖/L和5.40.2。在产氢厌氧堆肥中芽孢杆菌

10、属起主导作用。牛粪氢气化利用的方法在国内还未见报道。 沼气化利用厌氧消化工艺获得沼气是目前研究最多、最具发展前途的牛粪处理方式之一。牛是草食类反刍动物，其瘤胃中存在较多的沼气微生物，食物在牛体内经过反刍消化，使沼气细菌大量繁殖，在排出的粪便中菌种丰富，再经过一段时间的堆沤，产沼气细菌会更加富积。另外，由于牛粪中含纤维素较多，入池后很容易被沼气生物吸收利用，加之牛粪碳氮比为25:1，也正符合沼气发酵碳氮比的要求。所以利用牛粪能使新建沼气池快速启动使用。这种工艺已经成熟，很多地方都已建立了沼气池。如美国一热能工厂，每天以500t牛粪作原料生产沼气44 800m3，输入煤气管道，源源不断地供给城市居

11、民使用。为优化发酵条件和提高沼气产量，国内外进行了多方面相关牛粪沼气发酵的研究。汪婷等进行了牛粪沼气发酵过程中物质转化、微生物生理群变化及产甲烷菌多样性研究。指出在发酵启动初期，好氧细菌是引起有机质转化的主要类群，这个阶段的主要产甲烷菌类群为甲烷短杆菌属、甲烷螺菌属、甲烷微菌属、甲烷粒菌属以及未可培养的瘤胃甲烷菌属。在盛产期，产沼气的基质主要来自易分解的有机质，此阶段的主要产甲烷菌类群为甲烷杆菌属、甲烷八叠球菌菌属以及甲烷粒菌属。在发酵后期，产甲烷的基质一部分来自易分解的有机质，一部分来自于纤维素分解，产甲烷的主要类群为甲烷杆菌属、甲烷粒菌属、甲烷袋状菌属和鬃毛杆菌属。傅建辉指出根据牛粪的特点

12、采用中温二步发酵工艺将酸化和甲烷化阶段分别在两个不同的装置中进行。并采用折流或塞流式等污泥滞留型的地面消化池，缩短水力滞留期，延长污泥滞留时间，提高池容负荷，牛粪的产气率可明显提高。中温条件下(35)年平均产气率达l.53m3/m3牛粪d，甲烷含量达到60%以上。产气率比一步发酵提高23倍，甲烷含量提高16%左右。Rico等研究指出，在20下处理25d，沼气发酵过程中牛粪的水解和酸化阶段以连续的方式有节制地进行，但并没有观察到甲烷化现象。样品浓度为60gVS/L的上清液中的化学需氧量和挥发性脂肪酸浓度分别增加了30%和107%。而牛粪在35下处理后上清液的化学需氧量增加值与20的相近，但挥发性

13、脂肪酸的增加量却相对比较高，为154%。在35的处理过程中，对于较低浓度（40和60gVS/L）的样品产甲烷菌在2025d开始启动。王真真等研究指出，牛粪厌氧消化反应中添加7.5%的活性炭纤维载体，可显著提高反应器中的沼气产量和化学需氧量（COD）的去除率。周岭等19研究指出，用2.5%的NaOH溶液处理牛粪，反应效果相对较好，与水处理组相比，NaOH处理组产气量增加34%。厌氧发酵和鸟粪石沉降是牛粪处理回收沼气和磷素的两种有效途径。牛粪的厌氧发酵一般受纤维素的低降解率所限制，而鸟粪石沉降受磷酸盐的有效性所制约。Jin等利用微波加热的热化学预处理牛粪物料的方法，可同时提高厌氧发酵率（通过纤维素

14、降解）和鸟粪石沉降率（通过增加磷的溶解）。并指出牛粪厌氧消化产沼气的最佳温度和加热时间分别为147和 25.3min，磷酸盐释放的最佳温度和加热时间分别为135和26min。厌氧发酵工艺对畜禽粪便尤其是牛粪进行处理，不仅能提供清洁能源沼气，解决我国广大农村燃料短缺和大量焚烧秸杆的矛盾，也解决了部分畜牧养殖场的粪便污染问题。沼气不仅是一种清洁能源，而且热能高，1m3的沼气相当于1.2kg的煤、0.5kg的液化气，其价格与液化气相比低30%。沼气产生的副产品沼渣、沼液可以通过科学手段进行综合利用，发酵原料或产物可以生产优质饲料，沼气发酵液可以用作农作物生长所需的营养添加剂。从而将牛粪与种植业、养殖

15、业有机结合起来，形成一个多次利用、多层增值的生态系统。 发电利用除作为燃料之外，很多地方还利用牛粪厌氧发酵产生的沼气进行发电。如美国、以色列等国家就利用牛粪进行发电。他们先将牛粪作为厌氧菌肥料，经过处理产生甲烷气体，该气体被收集来燃烧并驱动发电机而产生电力。余下的液体废料浇灌到农田里，而固体废料仍将制成堆肥再次利用。日本岩手县2003年建起了一座牛粪发电厂，既解决了牛粪污染环境问题，又开发了新能源。据悉，1 500头奶牛的粪便所发的电，足可供应330个家庭的日常用电。我国近几年也建设了牛粪发电厂，如2007年南京川田奶牛养殖场大型沼气发电工程正式投入使用，它每天处理牛粪100t，约发电1 50

16、0kWh。同年，江苏省首个牛粪发电项目总投资1.3亿元的维维集团万头良种乳牛场沼气发电工程建成投产，其日处理牛粪，产沼气1万m3/d，产电能2.2万kWh/d，每年可新增国税收入2 100万元。3、牛粪生物质资源肥料化利用牛粪中有机质丰富，含有较高的N、P、K及微量元素，是很好的有机肥原料。牛粪直接还田或经过堆肥发酵过程制成肥料还田后，能起到化肥不可替代的作用，有利于提高土壤的有机质和肥力，改良土壤结构，改善土壤理化环境和微生物环境。 直接施用牛的粪尿是一种很好的有机肥料，可直接喷洒于田间，既可以为作物提供营养元素，又可以消除一些土壤中的病害。刘会强提出茄子巧施牛粪可治根腐病。李梓臣曾提出在苹

17、果树花蕾显红时喷洒牛粪浸泡水能防治苹果花腐病。夏立忠等23研究表明，牧草生态系统土壤长期施用牛粪量大于100m3/ha.a时，010cm表层土壤活性铝含量降低，磷的储量增加，土壤易溶态磷含量增高；土壤对磷的吸附缓冲容量及吸附亲和力降低，对磷的吸附点位数量也明显低于施用化肥，尤其是高量施用牛粪（200m3/ha.a）的土壤，地表土壤磷容易随地表径流迁移。1030cm土层也有同样趋势，30cm以下土层没有明显差异。这些直接施用的方法不需要很大的投资，操作简便，易于被农民接受和利用。但由于水分含量高, 大量施用时不方便，易造成环境的二次污染等原因而限制了它的使用。 高温好氧堆肥法高温好氧堆肥法是目前

18、研究最多、应用最广泛且最有前景的另一种牛粪处理方法之一，是一种集处理和资源循环再生利用于一体的生物方法。其基本过程是将牛粪、高效发酵微生物如有效微生物群和调理剂(如秸秆、木屑等)按一定质量比例混合，控制适当的水分、温度、pH值、C/N和氧气等条件进行好氧发酵处理，使堆肥中有益微生物大量繁殖，利用微生物的新陈代谢将动植物难以吸收和利用的纤维素、木质素等大分子物质分解转化为易于被吸收利用的小分子有机物。在这个过程中微生物通过新陈代谢产生的大量热量可使堆肥温度达到60左右，甚至更高，并能维持57d。从而能有效杀死牛粪中的病原菌和杂草种子，并使有机物达到稳定化，制成无害化的有机肥料。牛粪堆肥后的产物可

19、以根据需要进一步加工成粉状有机肥和颗粒状有机肥产品，或者掺入化肥制成各种有机无机复混肥产品，实现商品化生产。陈志宇等研究指出，堆肥过程中的主要影响因素包括：通风、温度、填充料的选择、堆料含水率、适宜的C/N和pH值。Sundberg等研究指出，当pH值低于6时，会严重降低微生物的呼吸作用，抑制堆肥反应的进行。Huang等研究指出，采用强制通风与机械翻堆相结合的通风方式有利于水溶性碳的分解和固相C/N的降低，加快堆肥腐熟。Yamada等研究指出，在牛粪堆肥处理中添加极端嗜热菌对细菌群落连续性有积极的影响，而且更有助于从堆料后处理堆肥的起初阶段到最终阶段建立一个好氧生态系统。Gong等研究表明，病

20、原细菌如大肠杆菌和沙门氏菌起初浓度都达到106cfu/g，而当牛粪温度上升到50时这些细菌就会迅速死亡，在5468热处理624h后就全部被杀死。而且也不会对具有发酵能力的堆肥微生物和分解有机物的细菌产生影响。在热处理过程嗜中温性细菌迅速减少，而嗜热性细菌保持稳定或增加。试验也证明芽孢杆菌是堆肥过程中起主要作用的堆肥微生物。刘伟等利用牛粪生产颗粒化有机肥，解决了新鲜牛粪堆肥和沼渣含水量高、体积大，贮藏、运输和使用都不方便的问题。孙长征等根据牛粪物料特性和工程实践经验提出适合我国国情的牛粪商品有机肥加工工艺系统，其中主要包括槽式好氧堆肥工艺系统和商品有机肥制肥工艺系统。提出牛粪商品有机肥将是我国牛

21、粪变废为宝，实现环保与效益并举的一种有效的资源化利用途径。高温好氧堆肥集有机物和无机物、微生物及微量元素于一体，处理时间短，营养丰富，肥效持久，并且处理设备占地面积小，管理方便，生产成本低，生产过程不会对环境造成二次污染，有利于改良土壤等优点。但需要更进一步优化堆肥过程中的各种影响因素，因地制宜，因时调控，使堆肥效果达到最佳，进而提高堆肥的生产效率和产品质量。 蠕虫堆肥法目前，利用蚯蚓等蠕虫堆腐畜禽粪便的研究较多。蠕虫堆肥法主要是将蚯蚓养殖与堆肥相结合，生产蚯蚓复合饲料，利用堆肥进行无公害蔬菜栽培等。虽然蚯蚓的品种繁多，但应用于有机废弃物堆肥处理的主要集中在正蚓科和巨蚓科的几个属种。其中赤子爱

22、胜蚯蚓（Eisenia foetida）是应用最广的一种蚯蚓。Tripathi等用表居型Eisenia foetida和深居型Lampito mauritii分别通过堆肥处理牛粪和厨房垃圾混合物，Eisenia foetida的性成熟周期短、产茧率高，无论在降低C/N还是矿化作用上都表现出一定的优越性。Kaushik等研究表明，如果添加适量的牛粪，蠕虫堆肥法将成为纺织厂污泥处理的一项替代技术。蚯蚓最理想的生长率和繁殖力配方为80%牛粪+20%纺织厂污泥或70%牛粪+30%纺织厂污泥。Sangwan等报道了利用爱胜蚯蚓通过蠕虫堆肥技术将制糖工业废弃物滤泥（PM）与牛粪(CD)的混合物转变为蚯蚓堆

23、肥的可行性研究。结果显示，在100%的牛粪中蚯蚓的生长率最大，但是有利于爱胜蚯蚓生长和繁殖的堆肥为PM:CD=1:1。然而在不同反应器中较大量的PM对蚯蚓的生长和繁殖力有很大的影响。蚯蚓堆肥导致堆肥中C含量的降低和N、P、Ca的含量升高。研究表明如果最多混合50%的牛粪，蚯蚓堆肥可以作为一种将滤泥转变为土壤肥料的处理技术。王志凤等研究指出，施用蚯蚓堆肥处理与不施用对照比较，土壤中速效N、P、K分别增加15.68mg/kg、10.71mg/kg、24.30mg/kg。李辉信等38研究指出，接种蚯蚓处理未腐熟牛粪比不接种蚯蚓的未腐熟牛粪或自然堆制的腐熟牛粪，显著增加了未腐熟牛粪中矿质N和速效P的含

24、量，提高了碱性磷酸酶的活性，降低了微生物中C、N的含量和脲酶的活性。试验表明，畜禽粪便经蚯蚓、蝇蛆处理后再施用，能提高粪便的肥效，改良土壤结构，增加土壤透水性，防止土壤表面板结，提高土壤的保肥性。蚯蚓堆肥技术被认为是一种“生态环境友好”型技术。它不仅能处理大量的有机废弃物，减少对周围环境的影响，而且可获得高效、稳定的有机肥料；同时蚯蚓富含蛋白质、氨基酸、脂肪酸等营养物质，可用于动物饲养；另外，蚯蚓具有积累重金属的作用，通过蚯蚓活动改变重金属形态、减少堆肥产物对环境的影响。但新鲜的有机废弃物来源广泛，成分复杂，常含有对蚯蚓生长不利的因素。因此，一般加入蚯蚓前必须对其进行预堆肥，以杀死大量病原菌和

25、其他有害的微生物。同时堆肥过程中如果发生厌氧发酵时产生甲烷、CO等气体，对蚯蚓的存活率造成极大的威胁。如Deepanjan Majumdar等用蚯蚓堆肥处理制药厂污泥和菌渣，蚯蚓只能存活几十分钟，最长也只有200min左右。4 牛粪生物质资源利用的其他方法 栽培食用菌牛粪含有丰富的有机质和N、P、K等元素，加入一定的辅料堆制发酵后，可以栽培食用菌。在牛粪中加入含碳量较高的稻草或者秸秆调节C/N，再添加适当的无机肥料、石膏等，堆制后可作培养基栽培食用菌。食用菌不仅味道鲜美，而且富含麦角甾醇、维生素、甾体、多糖体等有机化合物，其中有些可以制成保健品、抗肿瘤药物。利用牛粪和秸秆栽培食用菌不仅使牛粪、

26、玉米秸秆等废弃物无害化和资源化，还生产出具有较高营养价值和经济价值的食用菌，栽培后的培养料还可还田或者作饲料，从而使资源得到了多层次循环利用。目前应用最广泛的是利用牛粪和农作物秸秆发酵料栽培双孢蘑菇。孙海清利用牛粪稻草按1:1混合进行堆肥发酵后生产双孢菇，每平方米可产菇12.515.0kg，纯利在100元/m2以上。梁枝荣等利用牛粪和玉米秸秆混合发酵栽培双孢蘑菇，堆肥发酵效果好，蘑菇产量高。李延彬等利用干牛粪和麦秸栽培双孢蘑菇，实践证明，栽培1m2的双孢蘑菇，可收入75元/m2左右。一亩双孢蘑菇大棚的收入是大田收入的10倍以上。且栽培方法比较简单，群众容易掌握。凌霞芬等利用经增温剂发酵熟化的牛

27、粪与土的混合物作为双孢蘑菇的覆土材料，结果显示，熟化牛粪中的粪草粉部分与土以1:1.5的比例混合，能比对照细泥垄糠土增产5%左右。除了双孢蘑菇之外，牛粪还应用在平菇，草菇等其他食用菌的栽培上，且均获得了良好效果。 制作纸浆刘永钊等发明了一种以牛粪为原料制纸浆的方法。主要是以牛粪或牛粪与废纸混合为原料，充分利用牛粪中含有的大量纤维素，在不添加任何化学制剂的条件下就能够得到符合一定技术要求的纸浆，而且基本上不产生环境污染，水还可以循环利用，同时解决了牛粪的处理问题。 制作去污剂Singh等研究指出在生物反应器中可以利用牛粪微生物对苯进行生物降解。在牛粪微生物的作用下起初浓度为100mg/L和250

28、mg/L的苯分别处理72h和168h后，苯的降解率达到100%和67.5%。但当浓度更高时(500mg/L)，苯的降解被抑制。因此他们设计了两区制生物反应器(TPPB)，能够实现降解更高浓度的苯。两区制生物反应器能在168h内将5 000mg/L苯的降解率提高到50.17%。Das等研究了利用牛粪制作的活性炭清除水介质中的六价铬。牛粪经过浓硫酸120热处理24h后被碳化和活化。用牛粪制成的活性炭在较低pH（3.5）下，能够清除铬浓度为5ppm的水溶液中约90%的铬。三、牛粪生物质资源利用的趋势目前，牛粪的利用方式主要是饲料化、能源化和肥料化。牛粪作为饲料现在主要是通过机械干燥法获得，但易损失部

29、分养分，且一次性投资大、能耗大，易造成环境二次污染；生物发酵牛粪饲料虽无异味、适口性好、消化率高，但由于畜禽生产过程中大量使用添加剂，其大部分残留在粪便中，粪便再作为饲料时，可能会出现超标甚至中毒的问题，所以目前发达国家已不主张使用畜禽粪便作饲料；利用牛粪养蚯蚓和蛆等蠕虫类动物，然后再用其作为家禽类饲料，其剩余物料还可用于沼气发酵或直接作为肥料还田，从而使资源得到综合利用。因此，就饲料化利用而言，牛粪的蠕虫处理方式将是其未来发展趋势。牛粪能源化主要是厌氧发酵产生沼气。牛粪的沼气化利用可在多方面代替煤、石油、天然气等不可再生资源，还可用来发电等，既节约资源、保护环境，又能提供大量清洁能源。沼液和

30、沼渣可进一步进行堆肥等好氧发酵或直接还田，农田生产的作物又可作为牛的饲料，从而形成有效循环体系，一举多得，具有广泛的前景。但如何提高沼气产出率是制约其发展的关键问题，同时沼气工程的造价一般比较高，投资大，并且运行效果受气温、季节的影响较大使其在部分地区，尤其是北方冬季较寒冷地区的推广受到限制。随着技术的不断改进，牛粪的沼气化利用会进一步得到推广和应用，且可衍生出更多能源化产业链，将作为牛粪能源化利用的主要方向。牛粪作为肥料是世界各国传统上常用的方法。这一利用方式不仅可以有效地利用牛粪中的有机质、氮、磷及一些微量元素，而且还具有费用低、处理数量大、效果好等优点，同时还可以通过好氧高温发酵消化掉大

31、量农作物秸秆等废弃物，既可作肥料，又可用来生产食用菌等。作为肥料还田，不仅可以给土壤提供大量营养元素，还对土壤结构的改良和土壤透水性以及保肥性等有很大的促进作用，对防治环境污染和资源的循环再利用起到了很重要的作用。此外，牛粪与农作物秸秆按一定比例进行堆肥发酵后可用来生产具有很高的营养价值和经济价值的食用菌，栽培食用菌后的物料还可经处理作为饲料或直接还田。这不仅利用了农业和畜牧业的废弃物，保护了环境，还可生产出高营养食品食用菌，充分发挥了生物质资源循环、高效的利用模式。值得关注的是粪便中含有多种有害成分，如重金属、病原菌及各种激素、抗生素等，至今还没有一套特别有效的方法可以将重金属从粪便中完全除

32、去。今后对牛粪肥料化处理的研究应集中在高效性和无害化方面，同时应关注向工厂化和规模化发展。总体而言，牛粪生物质资源利用的多层次、无害化、高效性的综合循环利用模式将会越来越被人们所应用和推广（图2），其不仅可有效地解决养殖业的环境污染问题，还综合利用了其他农业废弃物，并将其转化为商品，形成产业链条，在取得良好环境效益的同时，也取得了很好的经济效益和社会效益。图2 牛粪综合利用示意图以下内容仅供参考随着养牛业的快速发展，粪便污染已成为难题。据报道，在某些地方，牛粪对环境的污染已超过了工业污染的总量，有的甚至高达2 倍以上。1 头奶牛每年产生的粪便在7 吨以上。由于各地对牛粪的处理普遍重视不够，某些规模中等以下的养殖场基本上都没有牛粪处理设施。没有牛粪处理设施的小区、牧场牛粪处理方式主要是乱堆乱放，少部分用于发酵有机肥或直接上地，牛粪到处乱堆乱放后，每到夏季，臭气冲天，严重污染环境，下雨后经雨水稀释流入河流，既对周边居民的正常生活、生产造成不良影响，同时牛粪又是多种细菌病原体孳生繁殖的源头，对养殖群体有着严重的影响。另外，用生牛粪做肥料上地，产生热量，消耗土壤氧气