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利用沼气工程实现规模养猪业可持续、循环发展


饲斟工业》 2 1 ? 0 0年帮 3 1蠢舅 1 1期 

利 用 沼 气 工 程 实 现 规 模 养 猪 业 可 持 续 、 环 发 展  循
王景成 摘 要 杨 秋风 周佳萍 包付银 王建林 

我 国的环境 令人触 目惊心 , 已达超过环境承 载能力极限 的地 步。 在一年 多高价猪 和 高补 

的刺激 下, 养猪场如 雨后春 笋般 的在 各地大干快上 , 而且是 万头、 几万 头、 几十 万头规模 , 毋庸 置疑 ,  


大批 污染 源 巨无霸即将 陆续诞 生。 虽然养猪业的发展对 经济发展和人 民生活水平 的改善 功不可没 ,  

但是 养猪 业的 管理相 对落后 , 大量 的养 殖废 弃物排放给 周 围环境 带来 了较 大的压 力 , 同时 已成 为制约 
养猪 业可持续发展 的关键 所在 , 甚至威胁 企业的生存 问题 。 怎样 才能发展规模化猪 场循 环 生态养殖模 

式, 污水零排放 , 实现社会 、 生态与经济效 益的三方共赢呢?沼气工程作为解 决畜禽规 模养 殖粪便 污染 
和二 次生物质能 源开发 的最有效途径之 一 , 近年来得到 了快速发展 , 其具有 的潜在社会 环境经 济效益 
受到 社 会 公认 。  

关键 词

养猪业 ; 污 ; 护环境 ; 粪 保 可持 续发展 ; 环发展 ; 循 沼气工程 
¥1. 81   7

中图分类号

5 若得 养 猪业 的发 展 为人们 提供 大量 高 品质 的 肉食 来  水 50万多 吨。这些高浓 度 的有机 污水 , 不到有  源, 提高 人们 的生 活品质 ; 同时能带 动地 方农 牧副 业  效 的处 理 , 囤积场 内 , 然造 成粪 污漫 溢 , 气 熏天 , 必 臭   的发展 , 吸引大量 社会劳动力 , 增加社会 就业 , 实现农  蚊蝇孽生 。污水经过适 当的净 化处理可 以用 于农 田、   民增 收。 但长期 以来 ,臭 气熏天 、 “ 蚊蝇成群 ” 直是养  绿地 的灌溉 , 一 进入 渔塘 养鱼 , 有条 件 时还可 考虑 回用  猪场被人诟病 的一个难治 “ 点” 规模 化大型养 猪场  冲洗 畜舍 。固体粪污 经处理后可作为 高效有 机肥 。 污 。   粪污污染 已到非治理不可 的地步 。 如何科学 、 济 、 经 有  11 固体  .

效解决这一 困扰 养猪场 的难题 呢? 沼气生态模式 可很 

即干粪 , 比较 容易处理 。可直接 出售给农户作 肥 

好 的解决 这一难题 , 模式依靠 现代化 的设 备组成 比  料 或饵料 , 可进行 生物 发酵 , 该 亦 生产 出猪 粪生 物有 机  较完善 的处理系统 , 畜禽粪便 经过一 系列 的生物发  肥 , 将 这种 肥料 除 了保 持猪 粪本 身 的肥效 外 , 中的有  其 除湿 、 病原微生物 的作用 。 杀灭 若同  酵处理 , 产生 沼气 , 大限度地 回收能源 , 最 以能源开发  益菌能起 到除臭 、 ( 热 、 电) 供 发 为核 心 , 以沼渣 、 液 的还 田利 用 为纽  时加入 相应 的菜 粕 、 沼 多种微 量元素还 可制成高效 的生  带, 以多种 园艺种 植利用 为依 托 , 幅度 提 高畜 禽养  物有 机肥 。干燥 的成品便于包装运 输和使用 。 大 这样 不  殖业 废弃物综合 利用效 益 , 除畜 禽养殖废弃 物产生  仅可消 除污染 源 , 消 还能创造 出可观的经济效益 。 为此 ,   的环境污染 , 实现规模 畜禽养殖业可持 续 、 稳定发展 。  
1 猪 场的粪污 

规模化 猪场应采用 人工清粪 为主 , 能不用水 冲栏  尽可 圈, 实行粪 水分 离 , 提 高猪粪 有机 肥 的产量 和质  以便

1 体重 5  g 右猪 的 日排 泄粪 尿按 6k , 量 。 头 0k 左  g计     . 2 年产 粪尿约达 22吨。 . 如果采用水 冲式清粪 , 头猪 日 1   1 液体  污水 排放量 约为 3  g 个年 出栏万 头商 品猪 的规  Ok 。1 即污水 ,目前 的处 理方法一般 是首先进 行固 、 液  模 化猪场 E排 泄粪尿达 1 万 吨 ,年排泄 粪尿达 4 0 分离( t . 1 0  可用沉 淀法 、 过滤 法 和离 心法 等) 分离 出 的固  将 液体 部 分再进 行生 物 氧化 、 厌氧  万吨; 采用 水 冲清 粪则 日产 污 水达 1 . 吨, 5万 年排 污  体部分 作 干粪处 理 , 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。  
王景成 , 南省海 口市金志 实业 有限公 司,7 15 海南  海 502 ,
省 海 口市金 贸 中路 1 半 山花 园海 天 阁 2 8 。 号 3 8 

养猪生产 过程 中产 生大量有机废 弃物 , 些有机  这 废 弃物 中含有 大量 的生 物质能 和有机肥资 源 , 如不进  行处 理和综合 利用而直 接排放 , 仅严重污染 了我们  不 赖 以生存 的水 源 、 生态 自然环境 , 对猪场 本 身 的正 常 

杨秋凤 , 宁省辽宁绒 山羊育种 中心。 辽   周佳萍 , 中国农业大学动物科技 学院。   包付银 、 王建林, 单位及通讯地址 同第一作者。  
收 稿 日期 :00 0 — 4 2 1— 4 1 

生产 也会产生 不利影 响 , 造成资源 的极大浪费 ; 同时 ,   粪水 四溢将导致病 菌传播 , 企业扩 大再生产 和安 全  对

王景成等 : 利用沼气工程 实现规模养猪些可持 续 

发 

管理模 式 、 经济条 件千差 万别 , 地理 位置和环境 容  生产也 将产生 限制 。因此 , 必须对 大中型养猪 场生产  法 、 过程 中产 生 的废 弃 物 、废 水进 行综 合 利用 和有 效处  量 差别很 大 , 废水或 固体粪便 的处置 与排放方式也 不  因此处理 不可能采用一 种技术 、 一种模 式 。 但  理 。开 发生物质 能源 , 回收有机肥 资源 , 将治 理污染 、 尽 相 同,   技 目的只有一个 , 就是要用 经  净化环境 、 回收能源 、 综合利 用 、 改善生 态环境有 机 的  不管 采用何种 工艺 、 术 , 有 实用 的技术 和方法 , 轻或 消除规模猪场 粪  减 结合起来 ,走生态 畜牧业产业 化可持续 发展 的道路 , 济 、 效 、     在正常生 态环境条件 下组织 畜牧生产 , 使之成 为绿色  尿 污对环境 造成 的污染 。规模 养猪场 沼气 工程建 设 , 生态型养猪场 。  
2 规模化养猪场 沼气 工程处理 技术模式 

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 , 据 现  根

中国在沼气 发 酵和 沼气 综合 利 用方 面有 较 为长  场 条件 、 沼气 利用 和排放 等方 面 的要求 , 以选 择不  可 期的经验 , 项技术得 到 了广 泛应用 。沼气综合 利用  同的模 式 。 目前 , 该 规模化 猪场沼气 工程处 理模式划分  是 指畜禽粪便 经沼气池 发酵后 , 产生 的沼气被作 为  为能源生 态型和能源环保 型两种模式 。 所  
. 见 ) 清洁能 源利用 , 沼液 、 而 沼渣 按食 物链 关 系作 为下 一  21 能源生态模式 ( 图 1  该模 式以厌 氧消化为 主体工艺 , 是资源综合 利用  级 生产 活动 的原料 、 肥料 、 料和 添加 剂等 进行 再 利  饲

用 。沼气工程建 设首先应考 虑综合 利用 , 即生物质 能  模 式 , 源综 合利用 主要是指 畜禽粪 便经沼气 池发酵  资 多层次 利用 ,这 是解决猪场 粪污水 污染 的最 佳途径 , 后 ,   所产生 的沼气 、 沼液 、 沼渣 按食物链关 系作 为下一 
其工 程 的核心技 术是 厌 氧发酵 , 通过 沼气 、 并 沼渣 沼 

级生产活 动的原料 、 料 、 肥 饲料 、 添加剂 和能源等 进行 

液利用 、 粪污水 的达标处理 , 实现能 源与环保并 举 , 养  再 利用 ; 同时该模式 结合氧化 塘或土地 处理等 自然处  殖与种 植结 合 , 多种效 益 同在 , 也是 保证 种植 业 和养  理 系统 ,可 以使处 理 出水在 非利 用季 节达 到排 放标  殖业可持续发 展的最好 出路 。   准 。主要适用 于周边有 适 当规模 的农 田 、 鱼塘或水 生  我 国各地 养猪场 的饲养 规模 、 产状 况 、 生 饲养 方  植物塘 的养猪场 。  
气 
电  鱼塘 

无公害 、 机农 田 有  
水 生 植 物 塘 、 土栽 培  无

?  
一 一

包装、 出售 
一 . . . 一 一   一 一

:  
一  

图 l 厌 氧 发 酵— — 能 源 生 态模 式 工 艺 流程  

选择适 合猪粪 消化 的沼气池型 结构 , 产生 的沼  缓 解我 国化 肥氮 、 、 比例失 调 , 决我 国磷 、 资  所 磷 钾 解 钾 气经 过净 化后 作为燃 料 , 沼渣 、 沼液 按食 物 链关 系作  源不足 , 促进养 分平衡 , 都有重 要作用 。 有机肥 的利用  为下一级生 产活动 的原料 、 料 、 肥 饲料 等进行再 利用 。 可促 进农 业有 机持 续 的发展 ,   农牧 结 合 , 实现 物质 良 

该 模式可促 进农 业有 机肥 的施 用 , 推行农 业清 洁生产  性循 环和生态平衡 。  
工艺 , 节制性地使 用无机化肥 , 展绿色食 品产业 。 发 有  采用能源 生态模式 的沼气工 程不仅具 有能源 、 环  机肥 与化肥相 比, 对提 高作 物产量 和 品质 、 防病抗逆 、 境 、   生态 、 社会 效益 , 同时也具 有一 定 的经济 效益 , 可  改 良土壤等具 有显著 功效 。若有 机肥 和化 肥配施 , 对  以实现规模 猪场 自身 的 良性 、 循环发展 。  

安 全 

王景成等: 利用沼气工程实现规模养猪业可持续 循 环 发展 


2 能源环 保模式 ( 图 2  . 2 见 )

定 规模 的农 田, 又无 闲暇空地 可供 建造鱼塘 和水生植 

该模式 的关键是粪 污水减 量化 , 首先通 过 固液 分  物塘的养 猪场 。能源环 保模式 的特点是 , 畜禽废水 在  离的方法将 固态粪分 离 出来 , 分离 出的粪 渣 出售或 生  经厌 氧消化处 理后 ,必 须再经过适 当的好氧处 理 , 如  产有机复合 肥 ,分离后 的液体 进行厌 氧消化处理 , 厌  曝气 、 物化处 理等 , 使其 达到 国家 规定 的相关 环保 排  氧后 的污水再 通过好 氧处理 系统进 一步净化 处理 , 达  放标 准 。 已经实施 了沼气工程而又不具备 大量农 田 在   到 国家和地方 规定 的相关 排放标 准后 , 排人 相应 的水  或利 用后仍有 多余 污水需排 放时 , 将污水进行处 理  应 体 。该模 式是达 标排放模式 , 主要应 用于周 边既无一  达标 后排放 。该模 式沼气工 程通常规模 较大 , 后续达 

匝 匿 三詈 至亘 萎 委   

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- 一 一

包装、 出售 
一 一 ● 一 一 - 一 一 ,

  :
●  

图 2 厌 氧 发 酵— — 能 源环保 模 式 工 艺流程  

标排放处 理运行费用较 高 。  

术人员运行 管理 。  

以上 两种 模式 的共 同之处 在 于均利 用 沼气技 术 

不 同规模 、 同特 点 、 同生产 工艺 的规模 养猪  不 不

处理 猪场粪 污水 , 用沼气 燃 料作 为能 源 , 两种 模  场粪污水处 理工艺 都是将厌 氧生物技术 、 氧生物技  利 但 好 式追求 的 目的不 同 , 因此在技 术上 和投资运行成 本上  术 、 水肥耦 合灌溉 和喷施技术 及有机肥料 生产技术 等  也 有很大 的差别 。 能源生态模式 以资源 回收 与综合 利  单项技术 的最优化组 合 , 通过 工程手段将各 技术有机  用 为 目的 , 主要侧重 于沼气 、 沼渣 、 沼液 等资源 的回收  地结合在 一起 , 建立起 能源利 用 、 达标排放 、 综合利用  与利用 , 清粪 工艺无 特殊 要求 , 对 多采 用 全混 式厌 氧  等模式 , 现各种资 源的最大 利用 度 和最佳 转换生态  实 发 酵装 置 , 出水 水质 无要 求 , 要 求周 边应 有一 定  链 ,实现种植 养殖结合 一体化 生态循环平 衡系统 , 对 但 从  规 模 的农 田消纳 沼渣 液 , 以便 进 行土地 利 用 , 或有 空  根本上解决 养猪场环境 污染与 资源利用 的问题 , 具有 
闲地 可供建造 鱼塘 和水 生植物塘 等 , 常适用于各 类  很 好的循环经济效 益 。 通   规模 的沼气工程 。   3 沼气 的利用  沼气 的主要 的成分是 C 4 C   ,还 含有少 量  H 和 O,

能源环保型 则 以处理 粪污水 为 目的 , 沼气和 沼  对

如  H S C N 和  以及 渣、 沼液 的利用 为辅 , 出水水质要 求很高 , 对 水处理后  其 它气体 , H 、 2、 O、   0 , 除 甲烷外的其  的最终产 物必须 符合 国家 或地方 排放标准 , 因此该模  他碳 氢化合物(m n  C }) {。

式要求进 人沼气 装置粪水 的悬浮 物和 固体 含量较低 ,  

沼气工程产 生 的沼气 作为燃料 使用 , 是一种优 质 

沼气 的热值约 为 3.  Jl能产生相 当 78 l, 4( ,   以减轻后 续处理 的的难度 和运行 费用 , 较适 用于大 型  的气体燃料 , . 7 沼气工程 。在周 边无充足 的农 田消纳 有机 肥料 , 出水  于 O   无 烟煤 提供 的热 量 。沼气 可 以用作 生活 燃 
供烧 火做饭 、 暖等 , 可用于猪场 产房和保育 床  取 还 必须排放 的情况 下采用该模 式 ,其优 点是适应性 广 , 料 ,   以补充 电力  不受地 理位 置 限制 , 占地少 ; 点是投 资 大 , 缺 能耗 高 , 的加热等 生产用 能 。沼气 可以用于发 电 ,   运行 费高 , 械设备 多 , 机 维护 管理量大 , 需要专 门的技  的不足 。 还可 以把沼气通人种植蔬 菜的大棚或温室 内 

质鼍  
燃烧 , 利用 沼 气燃烧 产生 的 C :进 行 气体施 肥 , 仅  工及处 理 的设 备设施 。 O, 不 可按照物 质循环利用 这种生 态 

对 具有 县 显 的增产效 果 ,而且 生产 出绿 色无公 害蔬 菜 。 农业 模式进 行规 划和改 造养猪 场 , 猪粪污 水进行综  日   确保 养猪业 长期稳 定 的生存 与发  同时利 用沼 气 中 甲烷 和二 氧化 碳 含量 高 、含 氧量极  合处 理与 开发利 用 ,
不但 可以解决 猪场经  低、 甲烷 无 毒的特性 , 来调节 贮藏 环境 中的气 体成 分 , 展 。沼气工 程技 术 的开发 应用 ,   控制粮 食 、 水果 的呼 吸强度 , 减少养 分消耗 , 现无 虫  营者治 污 的投资 回报 问题 , 实 也根 治 了猪 场对周边 环境  保鲜 , : 达到产品增 值的 目的。   的严重 污染 , 为人类 和动物 提供一 个 良好 的生存 和生 

规 模猪 场 沼气工 程 通 常将 制取 的沼气 供 职 工 家  活环境 , 将给许 多 大规模养 猪场 开创一个 “ 绿色养 猪 ”  
属宿舍 、 食堂等燃 烧用 , 也可 用沼气来 发 电 , I  补充 电  的新蓝 图。  
力 的不    足。 4 沼矗 液 的利用  童
参 考文 献 
[] 邓 良伟, 1 李中轩, 陈子爱. 猪场粪 污处理 与环境 改善——规模化猪  场废水 处理模式选择fJ 业科 学,0 79:2 2 . J. 猪 2 0 () — 7 2   [】 邓 良伟, 2 陈子爱, 袁心飞, 规模 化猪 场粪污处理工程模式与技术  等.

沼 气发 酵料 液不 能 直接 排放 ,否则 会 导致 二 次 

污染 , 须后 处理加 以资源化 利用 。沼气发 酵 液作 为  必 有 机 肥 通 常 应 用 于果 树 、 花卉 、 菜 、 田作 物 等 各  蔬 大
类 种植 。  

定位I . J 养猪, 0 ( : — 4 J 2 8 ) 12. 0 62  
【] 谢金 防. 场粪 污生 态利 用的现 状与 对策叫. 业科 学,0 79: 3 猪 猪 2 0 ()  
2 — 9  7 2 .

沼渣 含有 较全 面 的养分 和丰 富的有机 物 , 中有  其 机 质在 3 %一 0 粗 蛋 白 5 9 全 氮 08 1 %, 6 5 %, %一 %, .%~ .   5
全 磷 0 S ~ . 全 钾 06 1 % , 有 一 些 富含 矿  . ¥ 06 4 %, . %~ . 还 2

【 林聪. 4 ] 规模化养猪场沼气工程应用技术[_ J 】 猪业科学, 0 ( : — 5 2 7 )23. 0 93   [ 吴同山. 5 】 猪场粪 污的处理方法I . 业科 学, 0 ( : — 9 J猪 】 2 7 )7 3. 0 93  
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中 国 畜牧 兽 医,0 75:3 — 3 . 2 0 () 7 18 1  

物 质 的灰 分 , 优质 的有机肥 料 , 以做基 肥 , 可做  是 可 也 追肥, 而且 减少污 染 , 降低用肥 成本 。 沼渣作 基肥 的  用 效 果很 好 , 它可减 少作 物和果树 在整 个生育 期 内病 虫  害的发生 。沼渣 中吸 附着 较多 的有效 养分 , 具有缓 速  储备 的优点 , 是一 种速效 养分含量 高且 具有 缓速储 备  肥效 的优质 有机 肥料 , 用后不仅 当季 作物增 产效 果  施 明显 , 而且 对后续 作物也 有显著 的肥效 。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 , 液有着很好 的利用潜 力 。 沼 同时 , 沼渣还具有 改 良  土壤 l 的作用 , 施用 沼渣肥 可以培肥 地力? 良土壤 , , 改 减  少土壤 板结 。 长期施 用沼渣 沼液肥料可促 进土壤 团 粒  结构 I 拘形成 , 使土壤 疏松 , 强土壤保 水保 肥能力 , 增 改  善土壤 理化性 状 , 土壤有机 质 、 氮 、 使 总 总磷及 有效 磷  等养分 均有不 同程度 的提高 。   厌 氧残 留物 的综 合 利用 是规 模 猪场 粪 污处 理 利  用技术 中的重要环节 和 内容 。 猪场粪 污水经沼气 厌 氧  发酵后 约 9 %的寄生虫 和有害细 菌被杀 灭 , 5 长期 作 为 

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2 0 () 8 5 . 0 59: — 9 5  

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f . 国 畜牧 兽 医,0 53 () 2 2 . J中 ] 2 0 ,22: — 4 2  

肥  施 用不会 造成生态 污染和病虫 害的传播 。 酵后  斗 发
的 沼液 与无机元 素络合 , 进行 沼渣 、 沼液深加 工 , 产  生 多元 有 机 复合肥 , 利于植 物的优质 生产 和某 些 病虫  有 害 防治 。  
; 小 结 

[8 黄福 明, 昌权, 开敏, 规模猪 场沼气工程不确定性 分析现  1】 蒲 郑 等. 代 农业科技『1 0 96: 9 20  J. 0 () 9 — 0 . 2 1

随着 规模 化养猪 的迅速发 展 , 防止 猪粪尿污 水 的 

污 染 , 持 生态环境 平衡 , 保 已刻不容缓 。 因此 , 加大  要
对 猪粪 尿污水 处理和开发利用 的研究力度 。 模大 的  规
养 猪 企业 , 较强 的经 济实 力 , 条 件购 置废 物 的加  有 有
( 编辑 : 崔成德 ,u e ge o cr ) ci n d@tm. n   c o


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