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樂山勤力農業(yè)開發(fā)有限公司
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專注有機廢棄物處理中心建設運營，大中型沼氣工程建設，農業(yè)面源污染專項治理，沼氣工程遠程智能監(jiān)控系統(tǒng)
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利用沼氣工程實現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)循環(huán)發(fā)展
來源:
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作者:樂山勤力
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發(fā)布時間: 2021-02-07
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養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展提高了人們的生活品質，同時帶動了地方農牧副業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)農民增收。但長期以來，“臭氣熏天、蚊蠅成群”一直是養(yǎng)豬場被人詬病的一個難治“污點”。規(guī)?；笮宛B(yǎng)豬場糞污污染已到非治理不可的地步。沼氣生態(tài)模式可很好的解決這一難題，該模式依靠現(xiàn)代化的設備組成比較完善的處理系統(tǒng)，將畜禽糞便經(jīng)過一系列的生物發(fā)酵處理，產生沼氣，******限度地回收能源，以能源開發(fā)(供熱、發(fā)電)為核心，以沼渣、沼液的還田利用為紐帶，以多種園藝種植利用為依托，大幅度提高畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物綜合利用效益，消除畜禽養(yǎng)殖廢棄物產生的環(huán)境污染，實現(xiàn)規(guī)模畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。
1 豬場糞污的處理
1頭體重50kg左右豬的日排泄糞尿按6kg計，年產糞尿約達2.2噸。如果采用水沖式清糞，1頭豬日污水排放量約為30kg。1個年出欄萬頭商品豬的規(guī)?；i場日排泄糞尿達1.1萬噸，年排泄糞尿達400萬噸;采用水沖清糞則日產污水達1.5萬噸，年排污水550萬多噸。這些高濃度的有機污水，若得不到有效的處理，囤積場內，必然造成糞污漫溢，臭氣熏天，蚊蠅孽生。
固體即干糞，比較容易處理?？芍苯映鍪劢o農戶作肥料或餌料，亦可進行生物發(fā)酵，生產出豬糞生物有機肥，這種肥料除了保持豬糞本身的肥效外，其中的有益菌能起到除臭、除濕、殺滅病原微生物的作用。若同時加入相應的菜粕、多種微量元素還可制成高效的生物有機肥，不僅可消除污染源，還能創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益。為此，規(guī)?；i場應采用人工清糞為主，盡可能不用水沖欄圈，實行糞水分離，以便提高豬糞有機肥的產量和質量。
液體即污水，目前的處理方法一般是首先進行固、液分離(可用沉淀法、過濾法和離心法等)將分離出的固體部分作干糞處理，液體部分再進行生物氧化、厭氧處理或用于人工濕地。在水資源缺乏的地區(qū)可將處理后經(jīng)檢驗合格的上清液回收后再用于沖洗豬圈。
2 規(guī)模化養(yǎng)豬場沼氣工程處理技術模式
我國各地養(yǎng)豬場的飼養(yǎng)規(guī)模、生產狀況、管理模式、經(jīng)濟條件千差萬別，地理位置和環(huán)境容量差別很大，廢水或固體糞便的處置與排放方式也不盡相同，因此處理技術和模式多樣。規(guī)模養(yǎng)豬場沼氣工程建設，應根據(jù)厭氧處理工藝的特點以及對厭氧殘留物處理利用方式和要求的不同，在實際工程設計中，根據(jù)現(xiàn)場條件、沼氣利用和排放等方面的要求，選擇不同的模式。
目前，規(guī)模化豬場沼氣工程處理模式劃分為能源生態(tài)型和能源環(huán)保型兩種。
2.1 能源生態(tài)模式
該模式以厭氧消化為主體工藝，是資源綜合利用模式，主要是指畜禽糞便經(jīng)沼氣池發(fā)酵后，所產生的沼氣經(jīng)過凈化后作為燃料，沼渣、沼液按食物鏈關系作為下一級生產活動的原料、肥料、飼料等進行再利用;同時該模式結合氧化塘或土地處理等自然處理系統(tǒng)，可以使處理出水在非利用季節(jié)達到排放標準。該模式主要適用于周邊有適當規(guī)模的農田、魚塘或水生植物塘的養(yǎng)豬場，可促進農業(yè)有機肥的施用，節(jié)制性地使用無機化肥，發(fā)展綠色食品產業(yè)。該模式同時也具有一定的經(jīng)濟效益，可以實現(xiàn)規(guī)模豬場自身的良性、循環(huán)發(fā)展。
2.2 能源環(huán)保模式
該模式的關鍵是糞污水減量化，首先通過固液分離的方法將固態(tài)糞分離出來，分離出的糞渣出售或生產有機復合肥，分離后的液體進行厭氧消化處理，厭氧后的污水再通過好氧處理系統(tǒng)進一步凈化處理，達到國家和地方規(guī)定的相關排放標準后，排入相應的水體。該模式是達標排放模式，主要應用于周邊既無一定規(guī)模的農田，又無閑暇空地可供建造魚塘和水生植物塘的養(yǎng)豬場。該模式沼氣工程通常規(guī)模較大，后續(xù)達標排放處理運行費用較高。
2.3兩種模式比較
兩種模式的共同之處在于均利用沼氣技術處理豬場糞污水，利用沼氣燃料作為能源，但兩種模式在技術上和投資運行成本上有很大的差別。
能源生態(tài)模式以資源回收與綜合利用為目的，主要側重于沼氣、沼渣、沼液等資源的回收與利用，對清糞工藝無特殊要求，多采用全混式厭氧發(fā)酵裝置，對出水水質無要求，但要求周邊應有一定規(guī)模的農田消納沼渣液，以便進行土地利用，或有空閑地可供建造魚塘和水生植物塘等，通常適用于各類規(guī)模的沼氣工程。
能源環(huán)保型則以處理糞污水為目的，對沼氣和沼渣、沼液的利用為輔，對出水水質要求很高，水處理后的***終產物必須符合國家或地方排放標準，因此該模式要求進入沼氣裝置糞水的懸浮物和固體含量較低，以減輕后續(xù)處理的難度和運行費用，較適用于大型沼氣工程。在周邊無充足的農田消納有機肥料，出水必須排放的情況下采用該模式，其優(yōu)點是適應性廣，不受地理位置限制，占地少;缺點是投資大，能耗高，運行費高，機械設備多，維護管理量大，需專門的技術人員運行管理。
3 沼氣的利用
沼氣的主要的成分是CH4和 CO2，還含有少量H2、H2S、CO、N2、O2和碳氫化合物。沼氣是一種優(yōu)質的氣體燃料，熱值約為37.84 kJ/L，能產生相當于0.7kg無煙煤提供的熱量。沼氣可用于發(fā)電、作生活燃料，還可用于豬場產房和保育床的加熱等生產用能;把沼氣通入種植蔬菜的大棚或溫室內燃燒，利用沼氣燃燒產生的CO2，進行氣體施肥，不僅可增產，還能生產出綠色無公害蔬菜;利用沼氣中甲烷和二氧化碳含量高、含氧量極低、甲烷無毒的特性，來調節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體成分，控制糧食、水果的呼吸強度，減少養(yǎng)分消耗，實現(xiàn)無蟲保鮮，達到產品增值的目的。
4 沼渣液的利用
沼渣含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機物，其中有機質36%～50%，粗蛋白5%～9%，全氮0.8%～1.5%，全磷0.4%～0.6%，全鉀0.6%～1.2%，還有富含礦物質的灰分，可做基肥，也可做追肥，降低用肥成本;用沼渣作基肥可減少作物和果樹在整個生育期內病蟲害的發(fā)生;沼渣具有緩速儲備的優(yōu)點，施用后不僅當季作物增產效果明顯，而且對后續(xù)作物也有顯著的肥效;沼渣還具有改良土壤的作用，長期施用沼渣沼液肥料可使土壤疏松，增強土壤保水保肥能力，改善土壤理化性狀，使土壤有機質、總氮、總磷及有效磷等養(yǎng)分均有不同程度的提高。
沼氣發(fā)酵液作為有機肥通常應用于果樹、花卉、蔬菜、大田作物等各類種植。利用沼液無泥育秧可節(jié)省秧田面積，提早育秧，早插秧，減少用工等。
5 小結
隨著規(guī)?；B(yǎng)豬的迅速發(fā)展，防止豬糞尿污水的污染，保持生態(tài)環(huán)境平衡，已刻不容緩。因此，要加大對豬糞尿污水處理和開發(fā)利用的研究力度。規(guī)模大的養(yǎng)豬企業(yè)，有較強的經(jīng)濟實力，有條件購置廢物的加工及處理的設備設施。可按照物質循環(huán)利用這種生態(tài)農業(yè)模式進行規(guī)劃和改造養(yǎng)豬場，對豬糞污水進行綜合處理與開發(fā)利用，確保養(yǎng)豬業(yè)長期穩(wěn)定的生存與發(fā)展。沼氣工程技術的開發(fā)應用，不但可以解決豬場經(jīng)營者治污的投資回報問題，也根治了豬場對周邊環(huán)境的嚴重污染，為人類和動物提供一個良好的生存和生活環(huán)境，將給許多大規(guī)模養(yǎng)豬場開創(chuàng)一個“綠色養(yǎng)豬”的新藍圖。
1 豬場糞污的處理
1頭體重50kg左右豬的日排泄糞尿按6kg計，年產糞尿約達2.2噸。如果采用水沖式清糞，1頭豬日污水排放量約為30kg。1個年出欄萬頭商品豬的規(guī)?；i場日排泄糞尿達1.1萬噸，年排泄糞尿達400萬噸;采用水沖清糞則日產污水達1.5萬噸，年排污水550萬多噸。這些高濃度的有機污水，若得不到有效的處理，囤積場內，必然造成糞污漫溢，臭氣熏天，蚊蠅孽生。
固體即干糞，比較容易處理?？芍苯映鍪劢o農戶作肥料或餌料，亦可進行生物發(fā)酵，生產出豬糞生物有機肥，這種肥料除了保持豬糞本身的肥效外，其中的有益菌能起到除臭、除濕、殺滅病原微生物的作用。若同時加入相應的菜粕、多種微量元素還可制成高效的生物有機肥，不僅可消除污染源，還能創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益。為此，規(guī)?；i場應采用人工清糞為主，盡可能不用水沖欄圈，實行糞水分離，以便提高豬糞有機肥的產量和質量。
液體即污水，目前的處理方法一般是首先進行固、液分離(可用沉淀法、過濾法和離心法等)將分離出的固體部分作干糞處理，液體部分再進行生物氧化、厭氧處理或用于人工濕地。在水資源缺乏的地區(qū)可將處理后經(jīng)檢驗合格的上清液回收后再用于沖洗豬圈。
2 規(guī)模化養(yǎng)豬場沼氣工程處理技術模式
我國各地養(yǎng)豬場的飼養(yǎng)規(guī)模、生產狀況、管理模式、經(jīng)濟條件千差萬別，地理位置和環(huán)境容量差別很大，廢水或固體糞便的處置與排放方式也不盡相同，因此處理技術和模式多樣。規(guī)模養(yǎng)豬場沼氣工程建設，應根據(jù)厭氧處理工藝的特點以及對厭氧殘留物處理利用方式和要求的不同，在實際工程設計中，根據(jù)現(xiàn)場條件、沼氣利用和排放等方面的要求，選擇不同的模式。
目前，規(guī)模化豬場沼氣工程處理模式劃分為能源生態(tài)型和能源環(huán)保型兩種。
2.1 能源生態(tài)模式
該模式以厭氧消化為主體工藝，是資源綜合利用模式，主要是指畜禽糞便經(jīng)沼氣池發(fā)酵后，所產生的沼氣經(jīng)過凈化后作為燃料，沼渣、沼液按食物鏈關系作為下一級生產活動的原料、肥料、飼料等進行再利用;同時該模式結合氧化塘或土地處理等自然處理系統(tǒng)，可以使處理出水在非利用季節(jié)達到排放標準。該模式主要適用于周邊有適當規(guī)模的農田、魚塘或水生植物塘的養(yǎng)豬場，可促進農業(yè)有機肥的施用，節(jié)制性地使用無機化肥，發(fā)展綠色食品產業(yè)。該模式同時也具有一定的經(jīng)濟效益，可以實現(xiàn)規(guī)模豬場自身的良性、循環(huán)發(fā)展。
2.2 能源環(huán)保模式
該模式的關鍵是糞污水減量化，首先通過固液分離的方法將固態(tài)糞分離出來，分離出的糞渣出售或生產有機復合肥，分離后的液體進行厭氧消化處理，厭氧后的污水再通過好氧處理系統(tǒng)進一步凈化處理，達到國家和地方規(guī)定的相關排放標準后，排入相應的水體。該模式是達標排放模式，主要應用于周邊既無一定規(guī)模的農田，又無閑暇空地可供建造魚塘和水生植物塘的養(yǎng)豬場。該模式沼氣工程通常規(guī)模較大，后續(xù)達標排放處理運行費用較高。
2.3兩種模式比較
兩種模式的共同之處在于均利用沼氣技術處理豬場糞污水，利用沼氣燃料作為能源，但兩種模式在技術上和投資運行成本上有很大的差別。
能源生態(tài)模式以資源回收與綜合利用為目的，主要側重于沼氣、沼渣、沼液等資源的回收與利用，對清糞工藝無特殊要求，多采用全混式厭氧發(fā)酵裝置，對出水水質無要求，但要求周邊應有一定規(guī)模的農田消納沼渣液，以便進行土地利用，或有空閑地可供建造魚塘和水生植物塘等，通常適用于各類規(guī)模的沼氣工程。
能源環(huán)保型則以處理糞污水為目的，對沼氣和沼渣、沼液的利用為輔，對出水水質要求很高，水處理后的***終產物必須符合國家或地方排放標準，因此該模式要求進入沼氣裝置糞水的懸浮物和固體含量較低，以減輕后續(xù)處理的難度和運行費用，較適用于大型沼氣工程。在周邊無充足的農田消納有機肥料，出水必須排放的情況下采用該模式，其優(yōu)點是適應性廣，不受地理位置限制，占地少;缺點是投資大，能耗高，運行費高，機械設備多，維護管理量大，需專門的技術人員運行管理。
3 沼氣的利用
沼氣的主要的成分是CH4和 CO2，還含有少量H2、H2S、CO、N2、O2和碳氫化合物。沼氣是一種優(yōu)質的氣體燃料，熱值約為37.84 kJ/L，能產生相當于0.7kg無煙煤提供的熱量。沼氣可用于發(fā)電、作生活燃料，還可用于豬場產房和保育床的加熱等生產用能;把沼氣通入種植蔬菜的大棚或溫室內燃燒，利用沼氣燃燒產生的CO2，進行氣體施肥，不僅可增產，還能生產出綠色無公害蔬菜;利用沼氣中甲烷和二氧化碳含量高、含氧量極低、甲烷無毒的特性，來調節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體成分，控制糧食、水果的呼吸強度，減少養(yǎng)分消耗，實現(xiàn)無蟲保鮮，達到產品增值的目的。
4 沼渣液的利用
沼渣含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機物，其中有機質36%～50%，粗蛋白5%～9%，全氮0.8%～1.5%，全磷0.4%～0.6%，全鉀0.6%～1.2%，還有富含礦物質的灰分，可做基肥，也可做追肥，降低用肥成本;用沼渣作基肥可減少作物和果樹在整個生育期內病蟲害的發(fā)生;沼渣具有緩速儲備的優(yōu)點，施用后不僅當季作物增產效果明顯，而且對后續(xù)作物也有顯著的肥效;沼渣還具有改良土壤的作用，長期施用沼渣沼液肥料可使土壤疏松，增強土壤保水保肥能力，改善土壤理化性狀，使土壤有機質、總氮、總磷及有效磷等養(yǎng)分均有不同程度的提高。
沼氣發(fā)酵液作為有機肥通常應用于果樹、花卉、蔬菜、大田作物等各類種植。利用沼液無泥育秧可節(jié)省秧田面積，提早育秧，早插秧，減少用工等。
5 小結
隨著規(guī)?；B(yǎng)豬的迅速發(fā)展，防止豬糞尿污水的污染，保持生態(tài)環(huán)境平衡，已刻不容緩。因此，要加大對豬糞尿污水處理和開發(fā)利用的研究力度。規(guī)模大的養(yǎng)豬企業(yè)，有較強的經(jīng)濟實力，有條件購置廢物的加工及處理的設備設施。可按照物質循環(huán)利用這種生態(tài)農業(yè)模式進行規(guī)劃和改造養(yǎng)豬場，對豬糞污水進行綜合處理與開發(fā)利用，確保養(yǎng)豬業(yè)長期穩(wěn)定的生存與發(fā)展。沼氣工程技術的開發(fā)應用，不但可以解決豬場經(jīng)營者治污的投資回報問題，也根治了豬場對周邊環(huán)境的嚴重污染，為人類和動物提供一個良好的生存和生活環(huán)境，將給許多大規(guī)模養(yǎng)豬場開創(chuàng)一個“綠色養(yǎng)豬”的新藍圖。
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