大型猪场粪污综合利用研究

张浩

摘要    为有效处理畜牧集约化和规模化养殖过程中产生的粪污，减轻对周围环境造成的影响，本文以五河县兴牧生态家庭农场粪污处理为例，通过减量处理和资源化利用，实现资源利用最大化、生态系统最优化、企业投入最小化、项目效益社会化，以较好地实现粪污资源化利用和示范带动效果。

关键词    大型猪场;生态家庭农场;粪污综合利用;效益;安徽五河

中图分类号    X712        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）15-0187-02

随着畜牧养殖集约化和规模化的迅速发展，养殖过程中产生了大量的粪污，对周围环境产生一定影响，甚至造成周边环境的营养化污染[1-2]。规模化养殖是今后养猪业发展的主体方向，因而粪污的减量处理和资源化利用成为养殖业持续发展的关键。

1    材料与方法

1.1    供试生态家庭农场概况

五河县兴牧生态家庭农场是一个集种养为一体的农牧结合型生态农场，主要产业以商品猪、有机果业、蔬菜为主，采用“猪—沼—果蔬（田地、林地）—鱼”能源生态型模式，利用节水系统、雨污分流系统、五级沉淀池、沼气池及沼气发电机组等粪污资源处理设施，对粪污进行减量处理和资源化利用，实现了生产、生态、环境及经济效益的最大化[3-4]。具体过程如图1所示。

1.2    固液分离及厌氧发酵

养殖场日排放污水700～850 m3，经过0.8～1.0 mm筛孔过滤后，实现固液分离。滤液进入调节池后在调节池中停留17～18 h;将粪渣堆放至专门的堆粪场，上面用塑料薄膜覆盖，使其充分发酵后作为有机肥料使用。滤液经调节池进行固液分离后，滤液进入沼液发酵池进行厌氧发酵，40～48 h后完成水处理。

1.3    能源利用

沼液经厌氧发酵产生沼气，除少部分用于场内员工日常生活以外，其余沼气全部用于发电。沼液经过发酵以后，其中大部分有机物质被沉淀。此时，经过沉淀的沼液可直接循环利用——冲洗圈舍，另有部分沼液根据需要流入灌溉渠道作为肥料施入果园或流入鱼池用作饵料[5]。

1.4    指标检测

为检测相关环节排水口（包括生物氧化塘及鱼池出口）的水样，养殖场定期采样送五河县环境保护局环境监测站进行化验，对pH值等重要指标进行检测分析，并与国家排放标准比对。

2    结果与分析

2.1    产出情况

2.1.1    沼气。根据运转测定的沼气量，平均日产沼气约为2 400 m3。

2.1.2    粪样。过滤粪渣风干样中氮含量>20.1 kg、磷含量>3.6 kg、钾含量>11.0 kg。1万头生猪年产风干粪1 000 t，则该场可年产干粪3 000 t。

2.1.3    发电。每天所产沼气全部用于发电时，每天可发电约3 800 kW·h，养殖场可以消纳1/5，其余部分全部并入国家电网。

2.1.4    用水。一般来说，每头猪排粪量2 kg/d、排尿量3 kg/d、冲洗水用量2 kg/d，则1万头生猪日排污量则为75 t，该场每天排污量为225 t，每天产生的可循环利用水至少是日常用水量的2/3。

2.2    效益分析

污染控制费用属于一次性投资，其回收周期一般为3～5年。沼气及有机肥的收益是污水处理收入的主要来源，设备折旧、投资利息及日常运行维护费用则是主要支出部分。

沼气发酵设备、沉淀池及氧化塘等基础设施总投入为540万元，其中2016年投入70万元、2017年投入360万元、2018年投入110万元，具体如表1所示。每年沼气发电共1 383 200 kW·h，发电总收入为77.46万元;产有机肥料3 000 t，有机肥料收入为30万元，2项总收益107.46万元，具体如表2所示。

通过上述数据对比可以发现，项目运行收入与设备折旧等费用除互相抵消外，还有一部分收入。因此，粪污处理在通常情况下不会提高运行成本。

3    結论与讨论

粪污的减量处理和资源化利用在发挥资源效益、优化生态系统、减少企业投入、均衡社会收益等方面都起到了积极的作用。一是资源利用最大化。经处理后的污水，不仅解决了猪场污水排放问题，同时处理后的水可直接用于冲洗圈舍，在很大程度上缩减了冲洗时的用水量。同时，水中含有较为丰富的氮、磷、钾，有利于植物的生长，也可作为鱼类的饵料。二是生态系统最优化。在养猪同时，还能用于种粮、果、蔬菜及养鱼，建立起了“猪—沼—果蔬（田地、林地）—鱼”等能源生态型模式，有效改变了土壤经长期使用化学肥料和化学除草剂造成的土壤板结硬化的困境。三是企业投入最小化。沼气项目前期运行成本比较大，但是项目正常运转后，可基本保证项目收入与项目维护支出相互抵消。因此，猪场污染控制基本上不会增加运行成本，实现了企业投入早小化。四是项目收益社会化。依托大型沼气池处理养殖排泄物，沼渣可生产成有机肥施用到周边农田，沼液可作为果园、蔬菜园优质肥料，也可以施用于农田。目前，该生态家庭农场与五河县三庄种植专业合作社、五河远业种植专业社、五河县支跃苗圃专业合作社等3家合作社签订有机肥销售协议，为生产出健康、绿色、安全的有机农副产品提供有效保证。

总之，粪污的减量处理和资源化利用既能减少养殖场对环境造成的污染，又能有效降低企业生产成本，还能利用沼气发电入网产生效益，较好地实现了粪污资源化利用和示范带动效果。

4    参考文献

[1] 汪嘉燮.用生物学及生态学方法建设可持续发展大规模集约化猪场的研究[J].养猪，1998（2）：32-34.

[2] 汪嘉燮，朱伦祥，唐仕强，等.用生物学及生态学方法建设可持续发展大规模集约化生态猪场的研究[J].广东畜牧兽医科技，2003（1）：32-37.

[3] 张俊超，王亚龙.规模猪场粪尿污水的无害化处理[J].河南畜牧兽医，2000（9）：8-9.

[4] 王翠霞，丁雄，贾仁安.农村畜禽养殖废弃物资源化利用研究[J].乡镇经济，2008（3）：35-38.

[5] 兰桂如.江西省生猪养殖小区及其疫病防治现状调查报告[J].江西畜牧兽医杂志，2006（4）：12-14.