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1、农村规模化养猪场废弃物综合利用及污水治理建议性报告2011 年 10 月 12 日目录第一章 项目背景与意义项目背景猪肉在我国居民肉食消费中占有重要地位，消费比例达到65%左右。随着经济发展和人民生活水平的提高，在人口不断增长的同时，我国人均猪肉消费量也 不断增加。根据统计 , 过去十年中国猪肉产量增加了 29%,2010年的猪肉产量达到 5070万吨。 2010年生猪出栏六亿六千万头 , 占全球总量的一半。是当之无愧的全 球养猪第一大国。但是随着畜牧业的迅速发展，畜禽饲养规模越来越大，畜牧业生产带来的排 泄物以及由畜禽饲料和产品带来的有毒残留物对生态环境的污染也越来越严重， 畜牧业已经成为一
2、个不可忽视的污染源，对周围环境影响日益加剧，不利于健康 和可持续发展。因而必须采取积极有效的措施，加强污染防治。在治理污染的同 时, 变废为宝，减少温室气体的排放量，从而实现可持续性发展。以处理畜禽粪污和资源综合利用为主的生态养殖模式为解决养殖过程中出现 的种种问题找到了有力的结合点。建设集污废治理、资源综合利用于一体的集约 型生态养殖场，对于进一步发展养殖业、增加优质能源供应、缓解国家能源压力 具有重大的现实意义。集约型生态养殖场建成后，养猪场的猪粪经固液分离作为 有机肥生产的原料，全部综合利用，养猪场的废污水得到达标治理和综合利用， 对于控制养猪污染、削减当地主要污染物排放量、提高养猪场污
3、水排放达标率和 粪污资源化率均具有极大的促进作用。对于一个年出栏 1 万头育肥猪场的生态养 猪工程，年处理鲜粪3600t左右，年处理污水17万多吨，产生生物气约29 X 104用, 相当于每年可替代 600t 标准煤。当前，世界经济正朝着可持续发展，循环型经济和可再生能源方向发展。生 态养殖技术在实现废弃物资源循环利用，改善农村能源、环境、卫生条件和有利 于温室气体排放方面起到很大作用，其处理畜禽粪污的卫生效果和缓解能源危机 的潜力及巨大的经济、社会、环境效益，成为了许多国家应用和推广该技术的重 要动因。项目建设的必要性1、有利于保护环境，维护生态平衡 规模化猪场饲养规模大，集约化程度高，虽然
4、有利于提高生猪的饲养技术、 防疫能力和管理水平，生产成本低，经济效益高，但是这种封闭式的集中饲养方 式造成了猪粪尿过度集中和冲洗水大量增加。如不加以利用，粪污任意堆放和排 放，有害气体及生产中的大量尘埃、微生物排入大气，散布于猪场及附近居民区 上空，刺激人畜呼吸道，引起呼吸道疾病，影响人畜健康。另外，粪尿中含有大 量碳水化合物、含氮化合物等腐败性有机物，进入天然水体后，能使水体浑浊， 水色变黄、变黑、水质恶化，不能饲用。大量的猪粪尿污水及其所污染的水体、 饲料和空气，最终将会导致猪病和寄生虫卵的蔓延与发展，直接影响养猪生产水 平，严重时将成为威胁养猪业发展的重要因素。因此，为了保护环境，有利于
5、生态平衡， 一定要改变规模化养殖业的这种“自 我封闭”的方向，从建设生态农牧业和保护生态环境的原则出发，运用生物工程 技术对猪粪尿进行综合处理与利用，合理地将养殖业与种植业紧密结合起来，农 牧并举，形成物质的良性循环模式，促进农牧业全面发展。2、可作为一种宝贵的资源，得到合理开发和利用 生猪粪便虽然是严重的污染源，但却又是可开发的宝贵资源。经过微生物作 用产生的一种可燃烧气体。作为一种高能优质的能源，越来越受到人们的欢迎。 沼气的主要成分是甲烷，约占所产生的各种气体的60%-80%甲烷是一种理想的 气体燃料，它无色无味，与适量的空气混合后即可燃烧。按热值换算（每立方米 纯甲烷的发热量为3400
6、0J，每立方米沼气的发热量为 20800J- 23600J ）每立方 米沼气相当于 3kg 标煤（标煤 5500大卡，沼气 5500-6500大卡，标煤热值利用 率是沼气的 1/3 ）。沼气是一种清洁能源，可以替代煤炭，起到减少排放二氧化碳 的效果，每立方米沼气可相当于减少排放二氧化碳 2.13Kg -3.8Kg,排放Ivm甲烷 相当于减少排放21 m3二氧化碳。生态养殖技术生产的沼气， 可用于猪场的工作人员生活能源、 猪舍取暖保温， 还可供应周边农户生活所需。替代和节约了常规能源，缓解了农村能源短缺的矛 盾。3、有利于实现生态养殖，保障农业可持续发展我国在“ 2010 年远景规划”和“中国二
7、十一世纪议程”中 ,都将发展生态农业，保持农业的可持续发展放到了重要的位置。本项目根据当地实际情况建设沼 气工程，对猪场生产过程中产生的废弃物、废水进行综合利用和有效处理，开发 生物质能源，回收有机肥资源，将治理污染、净化环境、回收能源、综合利用、 改善生态环境有机结合起来，走生态畜牧业产业化可持续发展的道路，在良好的 生态环境条件下组织畜牧生产，使之成为生态型畜牧猪场。项目建设有利于构建 “生猪养殖粪便沼气有机肥种植 - ”链，将养 殖污水处理后做有机肥料，变废为宝，做到零排放，有助于带动区域农业可持续 发展。4、起示范带头作用，提高养殖户参与环保积极性 由于相应的环保设施不完备，加之大部分
8、养殖从业人员环保意识薄弱，国家 依法治理力度不够，养殖污染有大行其道、无人问津之势。虽然近期相关部门已 制定了一些法律、法规及治理养殖污染的措施，但落实不到位，执行力度不够， 效果依然不明显，养殖场及其周围地区的环境形势依然严峻。为此，解决养殖带 来的污染问题，不仅要从政策、法规、资金等方面给予优惠扶持，还要做好大型 示范工程， 发挥示范工程的示范带头作用， 通过举办现场会、 观摩会，教学基地， 以现身说教来说明大型沼气工程的可行性与必要性，让广大养殖户看到综合利用 带来的可观的经济效益，以及消除环境污染带来的社会效益与生态效益。项目建设的可行性1、项目建设符合国家畜牧业产业及环境保护政策 近
9、几年来，各级政府极其重视畜牧业的产业化发展和环境保护，在注重畜禽 数量提高的同时，更注重畜禽产品的安全卫生。相继出台了环境保护法 、动 物防疫法、畜禽养殖污染防治管理办法 、兽药管理条例、饲料和饲料添加 剂管理条例、畜禽养殖业污染物排入标准 等法律法规， 使畜牧工作有章可循， 有法可依。本项目采用固液分离、厌氧发酵、沼气利用等综合治理措施，解决养 猪废水和固体废弃物无害化处理难的问题，可大幅度降低废水中SS含量和污染物 浓度，处理后用于水塘养殖和浇灌水稻田。该污染治理和综合利用项目能够提高 养猪场的污水及粪便资源化率，有利于规模化养猪污染的控制并对规模化养殖场的污染治理和综合利用起到示范作用2
10、、符合国家产业结构调整政策农业是我国国民经济的基础，农产品加工和生长对于调整优化农业结构，发 展优势产业、 改造和提升传统产业结构具有十分重要的意义。 产业结构调整指导 目录(2007) 中鼓励农村可再生资源综合利用开发工程，有机废弃物无害化处理 及有机肥料产业化技术开发及应用也属于鼓励类项目。本项目的建设将有利于猪粪等有机废弃物的无害化处理以及对于有机肥料的 产业化生产能够起到一定的示范性作用，同时本工程将对猪场固体废物等可再生 资源进行综合利用开发起到示范性作用。因此本项目的建设是符合国家有关产业 政策的。3、项目技术原理和技术路线成熟 该项目应用系统工程的原理，把生物、生态、环境、经济、
11、人文等诸多因素 集合成一体加以综合研究开发，形成“猪沼果”农业生态良性循环，其技术 原理成熟，技术路线易学易掌握，操作使用便捷。并促进了生物、生态环境、能 源和经济效益的协调发展，增加了循环因素，延长了生物链和效益链，改善了生 活条件和生态环境，增强了拓展辐射功能。4、项目主产品、副产品综合利用前景广阔 该项目的主产品为沼气，副产品为沼液、沼渣。沼气可满足场内职工烧饭用 能、烧锅炉、猪舍加温用能和照明，锅炉产生的热能还可满足小型浴池用能。沼 气是微生物在沼气池中进行多种生化反应的产物，因而需要一定的温度条件，沼 气燃烧产生的热量可在冬天低温时对沼气池有效地增温保护。副产品沼液、沼渣 是在厌氧条
12、件下发酵产生的含有相当丰富的有机营养物质的有机肥，并对农作物 具有防病灭虫显着效果，专业检测显示，沼液中含有 17 种氨基酸、 22 种微量元 素和生物生长所需多种维生素、生物活性酶等，沼肥中含有机质达50%之多。因此，沼液、沼肥是种植业的优质有机肥，可作养殖业的饲料，对农作物生长十分 有利，产品可达绿色食品标准。5、具有较好的技术保障 本项目按照源头治理与末端处理相结合的原则，采用成熟的污染治理和资源综台 利用技术，新建采用固液分离、厌氧发酵、沼气等工程。沼气技术在上世纪 90 年代为技术突破和工艺完善阶段，经过多年的科研攻关和试验，我国沼气建设技 术和工艺获得重大突破。研究出了适应不同气候
13、和原料的标准化系列池型，开发 出了安全、方便、实用的进出料工程结构和装置，采用了混凝土浇筑施工工艺， 制定了一系列沼气池建设国家标准， 解决了过去出料难、 寿命短、 不安全等问题。 同时，将农村沼气技术与农业生产技术结合起来， 形成了以南方 “猪-沼-果”（养 猪和沼气及种果树等相结合）的沼气发展模式，以达到减少污染排放。华南理工 大学具有一批对沼气综合利用熟悉的专家。对沼气发酵设施的运行和维护具有较 扎实的基础，为本项目的顺利实施提供了技术支撑。第二章 国内外的研究现状及发展情况国内外研究现状规模化养猪场废水来源养猪场废水主要来源为：1、猪栏冲洗水。每次猪出栏后， 对猪栏和粪池进行冲洗， 排
14、放冲洗猪栏污水。2、其它洗涤污水。规模化养猪场废水水质特点猪场废水的水质特点不仅与猪粪尿的成分有关，而且还与猪场的清粪工艺有 着密切的联系。目前国内外规模化养猪场存在的主要清粪工艺有3 种：水冲式、水泡粪、和干清粪工艺。我国大部分规模化养猪场都是采用水冲式工艺的。采用 水冲式工艺方便快捷，但是会把猪粪、散落的饲料末连同猪尿一起全部冲洗到废 水中，故废水中含有大量的固体悬浮物及胶体形态物质，且其他的污染指标也很 高。猪粪尿的化学成分及不同清粪工艺对猪场废水水质的影响分别见表1、表 2表1 猪粪尿的化学成分表 2 不同清粪工艺的猪场污水量和水质从表1表2不难看出有机物、氨态氮（NHN）及磷（P）的
15、浓度高是猪场废 水的主要特点。有机物主要来源于猪排泄的粪尿，而猪粪中的有机物在猪粪尿总 有机物排放量中更是占到 90%以上。从表 4 还可以看出不同的清粪工艺对废水的 水质也有很大影响。当采用水冲式清粪工艺时水中的悬浮物（SS）浓度至少是干清粪工艺的 2 倍，考虑到两种工艺用水量的不同， 可以知道在水冲式清粪工艺中， 水中悬浮物的 80%以上来源于猪粪及散落猪场内的少量饲料粉末。结合以上的数 据及分析结果，可以知道猪场废水中来源于猪粪及散落饲料末的有机物大部分是 以悬浮物或胶体的形式存在。在微生物及其它因素的作用下，废水中这些以悬浮 物或胶体形式存在的有机物还会发生脱稳或水解等一系列的变化。此
16、外，猪场废 水还具有以下特点：1、排水量大，废水温度低 （多数猪场从防疫的需要出发，用水取自地下水 ）2、冲洗栏舍的时间相对集中，冲击负荷很大。3、废水固液混杂，而且粘稠度很大。规模化养猪场废水处理技术规模化养猪场废水水量排放不均匀、冲击负荷大，有机物浓度高、含有大量 的固体悬浮物且还含有一定量的对人体有害的病原菌， 属于高有机物浓度、 高 N、 P 含量和高有害微生物数量的“三高”废水。对于猪场废水的处理，从采用的工 艺技术来看，有厌氧处理、好氧处理、厌氧好氧组合处理，以及氧化氧化塘、人 工湿地等自然处理方法。在美国的夏威夷州，一种用于处理冲洗猪粪的原生污水 和厌氧消化液的生物固定膜和水生植物组合处理工艺被系统地进行观察和研究。 另外，在日本等地都有各自的猪场废水处理组合工艺。目前，国内外猪粪尿的综合利用工程技术主要有两大类：即物质循环
