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利用沼气工程实现规模养猪业可持续循环发展

来源:智慧农业网 作者:李伟 人气:

    养猪业的发展提高了人们的生活品质,同时带动了地方农牧副业的发展,实现农民增收。但长期以来,“臭气熏天、蚊蝇成群”一直是养猪场被人诟病的一个难治“污点”。规模化大型养猪场粪污污染已到非治理不可的地步。沼气生态模式可很好的解决这一难题,该模式依靠现代化的设备组成比较完善的处理系统,将畜禽粪便经过一系列的生物发酵处理,产生沼气,最大限度地回收能源,以能源开发(供热、发电)为核心,以沼渣、沼液的还田利用为纽带,以多种园艺种植利用为依托,大幅度提高畜禽养殖业废弃物综合利用效益,消除畜禽养殖废弃物产生的环境污染,实现规模畜禽养殖业可持续、稳定发展。
1 猪场粪污的处理
1头体重50kg左右猪的日排泄粪尿按6kg计,年产粪尿约达2.2吨。如果采用水冲式清粪,1头猪日污水排放量约为30kg。1个年出栏万头商品猪的规模化猪场日排泄粪尿达1.1万吨,年排泄粪尿达400万吨;采用水冲清粪则日产污水达1.5万吨,年排污水550万多吨。这些高浓度的有机污水,若得不到有效的处理,囤积场内,必然造成粪污漫溢,臭气熏天,蚊蝇孽生。
  固体即干粪,比较容易处理。可直接出售给农户作肥料或饵料,亦可进行生物发酵,生产出猪粪生物有机肥,这种肥料除了保持猪粪本身的肥效外,其中的有益菌能起到除臭、除湿、杀灭病原微生物的作用。若同时加入相应的菜粕、多种微量元素还可制成高效的生物有机肥,不仅可消除污染源,还能创造出可观的经济效益。为此,规模化猪场应采用人工清粪为主,尽可能不用水冲栏圈,实行粪水分离,以便提高猪粪有机肥的产量和质量。
液体即污水,目前的处理方法一般是首先进行固、液分离(可用沉淀法、过滤法和离心法等)将分离出的固体部分作干粪处理,液体部分再进行生物氧化、厌氧处理或用于人工湿地。在水资源缺乏的地区可将处理后经检验合格的上清液回收后再用于冲洗猪圈。
2 规模化养猪场沼气工程处理技术模式
  我国各地养猪场的饲养规模、生产状况、管理模式、经济条件千差万别,地理位置和环境容量差别很大,废水或固体粪便的处置与排放方式也不尽相同,因此处理技术和模式多样。规模养猪场沼气工程建设,应根据厌氧处理工艺的特点以及对厌氧残留物处理利用方式和要求的不同,在实际工程设计中,根据现场条件、沼气利用和排放等方面的要求,选择不同的模式。
目前,规模化猪场沼气工程处理模式划分为能源生态型和能源环保型两种。
2.1 能源生态模式
该模式以厌氧消化为主体工艺,是资源综合利用模式,主要是指畜禽粪便经沼气池发酵后,所产生的沼气经过净化后作为燃料,沼渣、沼液按食物链关系作为下一级生产活动的原料、肥料、饲料等进行再利用;同时该模式结合氧化塘或土地处理等自然处理系统,可以使处理出水在非利用季节达到排放标准。该模式主要适用于周边有适当规模的农田、鱼塘或水生植物塘的养猪场,可促进农业有机肥的施用,节制性地使用无机化肥,发展绿色食品产业。该模式同时也具有一定的经济效益,可以实现规模猪场自身的良性、循环发展。
2.2 能源环保模式
该模式的关键是粪污水减量化,首先通过固液分离的方法将固态粪分离出来,分离出的粪渣出售或生产有机复合肥,分离后的液体进行厌氧消化处理,厌氧后的污水再通过好氧处理系统进一步净化处理,达到国家和地方规定的相关排放标准后,排入相应的水体。该模式是达标排放模式,主要应用于周边既无一定规模的农田,又无闲暇空地可供建造鱼塘和水生植物塘的养猪场。该模式沼气工程通常规模较大,后续达标排放处理运行费用较高。
2.3两种模式比较
  两种模式的共同之处在于均利用沼气技术处理猪场粪污水,利用沼气燃料作为能源,但两种模式在技术上和投资运行成本上有很大的差别。
  能源生态模式以资源回收与综合利用为目的,主要侧重于沼气、沼渣、沼液等资源的回收与利用,对清粪工艺无特殊要求,多采用全混式厌氧发酵装置,对出水水质无要求,但要求周边应有一定规模的农田消纳沼渣液,以便进行土地利用,或有空闲地可供建造鱼塘和水生植物塘等,通常适用于各类规模的沼气工程。
能源环保型则以处理粪污水为目的,对沼气和沼渣、沼液的利用为辅,对出水水质要求很高,水处理后的最终产物必须符合国家或地方排放标准,因此该模式要求进入沼气装置粪水的悬浮物和固体含量较低,以减轻后续处理的难度和运行费用,较适用于大型沼气工程。在周边无充足的农田消纳有机肥料,出水必须排放的情况下采用该模式,其优点是适应性广,不受地理位置限制,占地少;缺点是投资大,能耗高,运行费高,机械设备多,维护管理量大,需专门的技术人员运行管理。
3 沼气的利用
沼气的主要的成分是CH4和 CO2,还含有少量H2、H2S、CO、N2、O2和碳氢化合物。沼气是一种优质的气体燃料,热值约为37.84 kJ/L,能产生相当于0.7kg无烟煤提供的热量。沼气可用于发电、作生活燃料,还可用于猪场产房和保育床的加热等生产用能;把沼气通入种植蔬菜的大棚或温室内燃烧,利用沼气燃烧产生的CO2,进行气体施肥,不仅可增产,还能生产出绿色无公害蔬菜;利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高、含氧量极低、甲烷无毒的特性,来调节贮藏环境中的气体成分,控制粮食、水果的呼吸强度,减少养分消耗,实现无虫保鲜,达到产品增值的目的。
4 沼渣液的利用
  沼渣含有较全面的养分和丰富的有机物,其中有机质36%~50%,粗蛋白5%~9%,全氮0.8%~1.5%,全磷0.4%~0.6%,全钾0.6%~1.2%,还有富含矿物质的灰分,可做基肥,也可做追肥,降低用肥成本;用沼渣作基肥可减少作物和果树在整个生育期内病虫害的发生;沼渣具有缓速储备的优点,施用后不仅当季作物增产效果明显,而且对后续作物也有显著的肥效;沼渣还具有改良土壤的作用,长期施用沼渣沼液肥料可使土壤疏松,增强土壤保水保肥能力,改善土壤理化性状,使土壤有机质、总氮、总磷及有效磷等养分均有不同程度的提高。
沼气发酵液作为有机肥通常应用于果树、花卉、蔬菜、大田作物等各类种植。利用沼液无泥育秧可节省秧田面积,提早育秧,早插秧,减少用工等。
5 小结
  随着规模化养猪的迅速发展,防止猪粪尿污水的污染,保持生态环境平衡,已刻不容缓。因此,要加大对猪粪尿污水处理和开发利用的研究力度。规模大的养猪企业,有较强的经济实力,有条件购置废物的加工及处理的设备设施。可按照物质循环利用这种生态农业模式进行规划和改造养猪场,对猪粪污水进行综合处理与开发利用,确保养猪业长期稳定的生存与发展。沼气工程技术的开发应用,不但可以解决猪场经营者治污的投资回报问题,也根治了猪场对周边环境的严重污染,为人类和动物提供一个良好的生存和生活环境,将给许多大规模养猪场开创一个“绿色养猪”的新蓝图。
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李伟

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