鸡粪的无害化处理及其应用

毕业生：杜进宗  指导老师：武  浩

摘 要：随着农村产业结构的调整和居民饮食结构的变化，养鸡业在我国迅速发展，然而在持续快速发展的同时也面临着鸡粪污染严重、加工处理技术落后的严峻挑战。因此，为了降低鸡粪对环境的污染与破坏，养鸡业必须要以生产环境综合治理为基础，以经济、社会和生产效益高度协调一致为目标，大力普及推广环境、粪便无害化处理及其资源化利用的技术。本文将对鸡粪的无害化处理方法及鸡粪的应用进行详细综述，以期为实践生产提出指导方向。

关键词：鸡粪；无害化处理；资源化利用

鸡粪的无害化处理及其应用

随着养殖业在我国的迅速发展，产生了大量的畜禽粪便。这不仅污染环境，也影响了养殖业的可持续发展。因此, 如何对畜禽粪便进行无害化处理,资源化利用,防止和消除养殖场畜禽粪便的污染,对于保护生态环境,推动农业可持续发展和增强中国农产品市场竞争力具有十分重要的意义，是当今养殖业必须妥善解决的一项重要任务。

1 鸡粪对我国环境的影响

1.1 鸡粪的主要成分和产量

1.1.1鸡粪的主要成分 

由于鸡饲料的营养浓度高，而鸡无牙咀嚼且消化道短，消化能力有限，对饲料的消化吸收率低，约有40%～70%未被吸收的营养物随鸡粪排出体外。因而在鸡粪中含有大量未被鸡消化吸收、而又可以被其它动植物所利用的营养成分，尤其是雏鸡粪含量更高。鸡粪中的粗蛋白的含量也是常规饲料的2倍多。鸡粪中各种必需氨基酸齐全，还含有钙、磷、铜、铁、锰、锌、镁等丰富的矿物质元素，含有氮、磷、钾等主要植物养分。

1.1.2 鸡粪的产量 

鸡粪由饲料中未被消化吸收的部分以及体内代谢产物、消化道黏膜脱落物和分泌物、肠道微生物及其分解产物等共同组成的。在实际生产中收集到的鸡粪中还含有在喂料及鸡采食时撒落的饲料、脱落的羽毛和破蛋等，而在采用地面垫料平养时，收集到的则是鸡粪与垫料的混合物。随着养鸡业特别是工厂化养鸡业的发展，鸡粪生产的数量十分可观。据测定，一个饲养10万只鸡的工厂化肉鸡场，日产鸡粪可达10t，年产鸡粪3600多吨。据联合国粮农组织20世纪80年代估测，全世界仅鸡粪每年总量就达460亿吨[1]。

1.2 鸡粪对环境的污染 

1.2.1污染水源 

鸡粪便中危害水质的污染物主要有4种，即氮、磷、有机物和病原体。这些物质污染水源的方式主要有粪便中的有机质的造成污染、磷的富营养化作用及生物病菌的污染等。鸡粪便不仅可以污染地表水，其有毒、有害成分还易渗入到地下水中，严重污染地下水。它可使地下水溶解氧含量减少，水质中有毒成分增多，严重时使水体发黑、变臭、失去价值。更为严重的是鸡粪便一旦污染地下水，极难治理和恢复，从而造成持久性的污染 [2]。严重影响人畜健康及畜禽养殖业的可持续性发展[3]。

1.2.2污染空气 

粪便堆放期间，在微生物的作用下。其中的有机物会被分解而产生一些气体如氨气、硫化氢、甲硫醇、乙醛、粪臭素等，空气中这些有害气体含量达到一定浓度时会对附近的人和动物产生有害影响。据估计，一个存栏3万只的蛋鸡场每天向空气中排放的氨气达1.8kg以上。在比较干燥的情况下，粪层表面的干燥物被风吹动会大量进入空气中，使空气中灰尘浓度明显增大，这对鸡群的呼吸系统会产生不良刺激，能诱发某些疾病。灰尘上面附着的微生物会随着空气的流动而四处扩散，是引起疾病的潜在因素 [4] 。

1.2.3粪便中病原菌污染 

鸡粪中含有大量的有害微生物、致病菌、寄生虫及寄生虫卵等有害物质。鸡养殖场排放污水平均每毫升含有33万个大肠杆菌和69万个大肠球菌;每1000ml沉淀池污水中含有190 多个蛔虫卵和100多个线虫卵 [5] 。随意堆放的鸡粪不仅对养殖场内的鸡有影响，而且对周边的环境也造成很大的影响,严重的能造成灾难性的后果。有些病原菌也是人类传染病的病原菌,粪便和排泄物中的病原菌通过土壤、水体、大气及农畜产品来传染疾病。

1.2.4污染土壤

鸡粪便中含有大量的钠盐和钾盐,如果直接用于农田,过量的钠和钾通过反聚作用而造成某些土壤的微孔减少,使土壤的通透性降低,破坏土壤结构,而且过量的N,P 将会通过土壤渗入地下,污染地下水。另外,鸡粪便中大量的病原微生物和寄生虫虫卵,也将通过污染水源及粉尘等方式危害养殖场及周围人群。我国畜禽养殖业养分转化率很低, N效率为12.79% , P效率为4.9%[6] 。它不但造成了营养资源的浪费,同时造成了环境中氮磷污染,从而污染土壤。

1.3 鸡粪造成的问题

1.3.1环境污染是疾病发生的温床 

因为鸡粪所造成的环境污染是导致当前养鸡生产中疾病广泛流行而且难以控制的根本原因。据有关资料报道，我国各种类型的养鸡场每年因为鸡病而死忘的鸡只数量约有2亿只，带来的经济损失在10亿元以上，如果加上因为疾病所导致的生产性能降低、治疗鸡病的费用等项则总的损失每年可达上百亿元 [4] 。

1.3.2环境污染是鸡产品污染的根源 

由于鸡粪的无害化处理工作跟不上，鸡粪对环境造成的污染问题日益严重，在这种被微生物和化学物质污染的环境中生活的鸡群，其健康随时会受到威胁。在国内，尤其是养鸡生产比较集中地区的许多养鸡场、户的生产中，无论哪个环节疾病似乎都是难以避免的。如果有一段时期不使用药物就可能出现鸡群发病，这就成了养鸡者经常使用抗菌药物的主要原因，也是无奈的措施。随着药物经常性使用，微生物的耐药性不断增强，为了防治疾病，药物的用量逐步加大，药物在鸡体内的转化积累必将导致鸡蛋和鸡肉中药物的残留。这种不用药物就养不好鸡、有了药物就出现药物残留的情况就形成了一种恶性循环，究其根源就在于养鸡环境的污染问题没有得到有效解决。

2 鸡粪的无害化处理

2.1鸡粪加工处理的基本要求

首先，鸡粪产品应当是便于贮存和运输的商品化产品，应当经过干燥处理。其次，必须杀虫灭菌，符合卫生标准，而且没有难闻的气味。还应当尽可能保存鸡粪的营养价值。最后，在鸡粪加工处理过程中不能造成二次污染。

2.2脱水干燥处理

2.2.1高温快速干燥 

采用以回转筒烘干炉为代表的高温快速干燥设备，可在短时间（10min左右）将含水率达70%的湿鸡粪迅速干燥至含水仅10%～15%的鸡粪加工品。采用的烘干温度依机器类型不同有所区别，主要在300～900℃之间[7]。在加工干燥过程中，还可做到彻底杀灭病原体，消除臭味，鸡粪营养损失也比较小。

2.2.2太阳能自然干燥处理 

这种处理方法是采用塑料大棚中形成的“温室效应”，充分利用太阳能来对鸡粪作干燥处理。专用的塑料大棚长度可达60～90m，内有混凝土槽，两侧为导轨，在导轨上安装有搅拌装置。湿鸡粪装入混凝土槽，搅拌装置沿着导轨在大棚内反复行走，并通过搅拌板的正方向转动来捣碎、翻动和推送鸡粪。利用大棚内积蓄的太阳能使鸡粪中的水分蒸发出来，并通过强制通风排除大棚内的湿气，从而达到干燥鸡粪的目的。在夏季，只需要约1W的时间即可把鸡粪的含水量降到10%左右[7]。

2.2.3笼舍内自然干燥 

在国外最近推出的新型笼养设备中，都配置了笼内鸡粪干燥装置，适用于多层重叠式笼具。在这种饲养方式中，每层笼下面均有一条传送带承接鸡粪，并通过定时开动传送带来刮取收集鸡粪。这种鸡粪干燥处理方法的核心就是直接将气流引向传送带上的鸡粪，使鸡粪在产出后得以迅速干燥。为了实现这一目标，有几种不同的处理工艺。最常见的一种工艺是在每列笼子的侧后方装上一排小风管，风管上有许多小孔，可将空气直接吹到传送带的鸡粪上，起到自然干燥的作用。第二种工艺是将各层的传送带都升到一个水平面上，进入一个强制通风巷道，风机连续工作，对传送带上鸡粪进行自然干燥。第三种工艺是在传送带上方装上许多塑料板，通过这些板的运动形成局部气流，以干燥鸡粪。但这种方法的干燥效率比前两种方法要差一些，处理后鸡粪含水率仍有45%左右[7]。

2.3发酵处理 

现常用的是充氧动态发酵法。该方法是在适宜的温度、湿度以及供氧充足的条件下，好气菌迅速繁殖，将鸡粪中的有机物质大量分解成易消化吸收的形式，同时释放出硫化氢、氨等气体。在45～55℃下处理12h左右，可获得除臭、灭菌的优质有机肥料和再生饲料。现已开发利用的充氧动态发酵机采用“横卧式搅拌釜”结构，在处理前，要使鸡粪的含水率降至45%左右，再在鸡粪中加入少量辅料（粮食），以及发酵菌。这些配料混合后投入发酵罐，由搅拌器翻动，使发酵机内温度始终保持在45～55℃。同时向机内充入大量空气，供给好气菌活动的需要，并使发酵产出的氨、硫化氢废气和水分随气流排出。充氧动态发酵的优点是发酵效率高、速度快，可以比较彻底地杀灭鸡粪中的有害病原体。由于时间短，鸡粪中营养成分的损失少，利用率高[2]。

2.4其它处理方法

2.4.1微波处理 

微波具有热效应和非热效应。其热效应是由物料中极性分子在超高频外电场作用下产生运动而形成的，因而受作用的物料内外同时产热，不需要加热过程。因此，整个加热过程比常规加热方法要快数十倍甚至数百倍。其非热效应是指在微波作用过程中可使蛋白质变性，因而可达到杀菌灭虫的效果。

2.4.2热喷处理器 

热喷处理是将预干至含水25%～40%的鸡粪装入压力容器（特制）中，密封后由锅炉向压力容器内输送高压水蒸气，在120～140℃下保持压力10min左右，然后突然将容器内压力减至常压喷放，即得热喷鸡粪饲料。这种方法的特点是，加工后的鸡粪杀虫、灭菌、除臭的效果较好，而且鸡粪有机物的消化率可提高13.4%～20.9%。但是这一方法要求先将鸡粪作预干燥，而且在热喷处理过程中因水蒸气的作用，使鸡粪含水量不但没有降低，反而有所增加，未能解决鸡粪干燥的问题，从而使其应用带亦一定局限性[7]。

3 鸡粪的应用

3.1鸡粪用作饲料

3.1.1鸡粪用作饲料 

鸡粪经加工用作饲料，在日粮中添加一定比例，可以节约饲料，降低饲料成本。鸡粪的营养价值随鸡饲料、鸡种、年龄、饲养管理、鸡粪处理等不同而发生变化。鸡粪中粗蛋白含量比较高，如用它作反刍动物饲料则其蛋白质营养成分能充分利用。目前,在北京地区广泛应用的主要是采用快速烘干法,用这种方法可以将排出的大量湿鸡粪及时进行烘干、避免了污染、减少了堆放场所,便于贮存、运输、出售, 及时烘干的鲜鸡粪也可以用于再生饲料[8]。鸡粪晒干后，可以养花、喂鱼和种蘑菇，用途很多[17]。

3.1.2用鸡粪做饲料的注意事项

用鸡粪作产蛋鸡饲料时，一定要补加磷，因为鸡粪中钙磷比例失调；干鸡粪中基本不含淀粉类物质，能量较低，在配料时加入富含淀粉和油脂的饲料；鸡粪作饲料时不宜贮存，应随喂随制，一般不能超过1W；鸡粪作饲料饲喂效果顺序为：羊>牛>鱼> 猪>免>鸡，鸡粪用作反刍动物的饲料效果较好[2]。新生动物饲喂鸡粪时，饲料中鸡粪的比例应当随动物的增长逐渐增加。

3.2鸡粪用作肥料

鸡粪便是优质的有机肥料,可以作为肥料直接施用,但是由于水分含量高,使用不方便、易造成二次污染等原因而了它的使用。高温堆肥是处理鸡粪便的有效方法,通过微生物降解鸡粪便中的有机质,从而产生高温,杀死其中的病原菌,使有机物腐殖质,提高肥效[9] 。鸡粪便发酵后就地还田施用,是减轻其环境污染、充分利用农业资源最经济的措施。从我国鸡粪便的利用情况来看,不同鸡粪便使用差异较大。鸡粪由于含有的营养成分比较高、含水量较低,大中型养鸡场、养鸡专业户的鸡粪充分供给农民作为肥料,得到充分的利用 [10] 。

随着集约化养殖业的发展,鸡粪便的日趋集中,以及种植业逐渐转向省工、省力、高效、清洁的栽培模式转变,传统的有机肥料积、制、保、用技术已不能适应现代农业的发展,于是在一些地区也兴建了一批鸡有机肥生产厂 [11] 。目前用鸡粪便制作有机肥作为资源化利用所占的比例仍较低。据对上海市有机肥生产的调查,上海市商品有机肥的产量仅占鸡粪便总量的2%～3%[10] 。而初级的及简易工程型的直接还田形式占鸡粪便处理利用量的90%[12] 。

3.3鸡粪用于培养料

3.3.1培养单细胞 

生产出的单细胞可作为蛋白质饲料。

3.3.2养藻 

可供养殖的藻类主要为微型藻，如小球藻、柵列藻、螺旋藻（丝状蓝藻）等。微型藻2～6h即可增长1倍，并且富含蛋白质（35%～75%）、必需氨基酸（仅蛋氨酸略低）、维生素（、、、）、色素（叶黄素、胡萝卜素）、矿物质和某些抗生物质，含代谢能10.46～10.88MJ/kg，含粗纤维极少（0.5%～0.6%）[7]。

3.3.3养蚯蚓 

人工养殖蚯蚓是一项新兴的事业，它的用途很广，经济价值高，可作为畜、禽、鱼类等的蛋白质饲料，可利用蚯蚓处理城市有机垃圾，化废为肥，消除有机废物对环境的污染。蚯蚓粪粒比普通土壤中的氮素多5倍，磷多7倍，钾多11倍，镁多3倍，酸碱为中性，并含有丰富的铜、锌、钾、钼、硼等植物生长的微量元素，是一种土壤改良剂，具有增加土壤肥力的作用，蚯蚓还可以作为轻工业的原料，生产美肤剂化妆品。

3.3.4发酵产沼气 

微生物发酵沼气是由多种产甲烷菌和非产甲烷共同产生的，大致可分三个阶段，第一阶段是液化阶段，由于各种固体有机物不能进入微生物体内被微生物利用，因此必须在好氧和厌氧微生物分泌的胞外酶和表面酶（纤维素酶、蛋白质酶和脂肪酶）的作用下，将固体有机质分解为分质量较大的单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸，这些分质量较小的可溶性物质就可以进入微生物细胞内被进一步分解利用，第二个阶段是产酸阶段，由产氢产乙酸细菌群利用，第一个阶段产生的各种可溶性物质，氧化分解成乙酸，二氧化碳和分子氢等，这一阶段主要产物是乙酸，约占70%以上，第三个阶段是产甲烷阶段，由严格厌氧的产甲烷群完成，这个发酵体系庞大而又复杂，一方面产甲烷菌解除了非产甲烷菌生化反应的仰制，另一方面非产甲烷菌提供产甲烷菌生长及产甲烷所需基质，并且创造适宜的氧化还原条件产甲烷菌群与非产甲烷菌群间通过互营联合来保证甲烷的形成[13,14,15]。

3.4无害化绿色有机肥生产

以鸡粪和农作物秸秆为主原料，应用复合酶菌进行发酵可以生产无公害绿色生态有机肥，复合酶菌是由能产生多种酶的耐热性芽孢杆菌群、乳酸菌群、双歧杆菌群、酵母菌群等106种有益微生物组成的微生态发酵制剂，对人畜无毒、无污染，使用安全，能固氮、解磷、解钾。同时，还能分解化学农药及化肥的残留物质，对种植业和养殖业有增产、抗病的作用 [1]。

3.5用作其他能源

3.5.1直接燃烧 

本法比生产沼气简单易行，只要有专门燃烧畜类的锅炉就行，又基本上不存在残渣处理问题。缺点是：燃烧时产生的烟尘对大气有污染物；粪便须事先干燥，在烘干、晒干过程中产生的恶臭也会污染大气压；冬季需贮备足够的干燥粪便；经济效益低于用作饲料或用作肥料。

3.5.2发电 

用鸡粪发电。世界上第一座以鸡粪为燃料的发电站——英国的艾伊电站早在1993年10月就投入运转。有关专家认为，尽管鸡粪电站的发电能力比火力电站要小的多，但对发展中国家有吸引力，只要1400万只鸡的鸡粪做燃料，所发的电力就可供1.2万人用上1年[16]。

4.总结

随着养鸡业的大力发展，在给人们带来利益的同时也带来了烦恼，它就像一把棱角分明的双刃剑。鸡粪中含有大量的有机物质，含有大量的植物生长所所需要的氮、磷、钾等元素，可作有机肥料；但其中也含有多种有害成分,如重金属、病原菌、有机物及各种激素、抗生素等。为了保护生态环境扩大饲料资源，实现家禽养殖业的可持续发展，我们必须通过各种努力改革创新，对禽粪便进行无害化处理、资源化利用，变废为宝，提高养殖业的经济效益。

参考文献

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[16] 鸡专家咨询系统网，http://jc.tjagri.ac.cn/chick/15.2yongyuqitanengyuan.htm

[17] 王小华.“精装”鸡粪变为宝［J］.党的建设，2008（11）：55.

致 谢

通过这段时间的整理书籍和参考资料，翻文献，特别是在武老师的指导下今天终于完成了我毕业论文的设计，在此我要特别感谢武老师。是您认真细致的修改于提议，才有了今天相对完善的论文，同是还要感谢编著《养禽与禽病防治》的李云甫老师和郭欣怡老师，还要感谢我所参考过的所有书籍和杂志的专家们，是你们的知识汇聚完成了我的论文。在此，我真诚的谢谢所有授业与指导我的老师，谢谢你们，你们辛苦了！