【正文】 / 42當前，世界經(jīng)濟正朝著可持續(xù)發(fā)展，循 環(huán)型經(jīng)濟和可再生能源方向發(fā)展。生 態(tài)養(yǎng)殖技術在實現(xiàn)廢棄物資源循環(huán)利用，改善農(nóng)村能源、環(huán)境、 衛(wèi)生條件和有利于溫室氣體排放方面起到很大作用，其處理畜禽糞污的衛(wèi)生效果和緩解能源危機的潛力及巨大的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益，成 為了許多國家 應用和推廣該技術的重要動因。 項目建設的必要性有利于保護環(huán)境，維護生態(tài)平衡規(guī)?；i場飼養(yǎng)規(guī)模大，集約化程度高， 雖然有利于提高生豬的飼養(yǎng)技術、防疫能力和管理水平，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟效益高，但是這種封閉式的集中飼養(yǎng)方式造成了豬糞尿過度集中和沖洗水大量增加。如不加以利用，糞污任意堆放和排放，有害氣體及生產(chǎn)中的大量塵埃、微生物排入大氣，散布于豬場及附近居民區(qū)上空，刺激人畜呼吸道，引起呼吸道疾病，影響人畜健康。另外，糞尿中含有大量碳水化合物、含氮化合物等腐敗性有機物，進入天然水體后，能使水體渾濁，水色變黃、變黑、水質惡 化，不能飼用。大量的豬 糞尿污水及其所 污染的水體、飼料和空氣，最終將會導致豬病和寄生蟲卵的蔓延與發(fā)展，直接影響?zhàn)B豬生產(chǎn)水平，嚴重時將成為威脅養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的重要因素。因此，為了保護環(huán)境，有利于生態(tài)平衡，一定要改 變規(guī) ?；B(yǎng)殖業(yè)的這種“自我封閉”的方向，從建設生 態(tài)農(nóng)牧業(yè)和保護生態(tài)環(huán)境的原則出發(fā)，運用生物工程技術對豬糞尿進行綜合處理與利用，合理地將養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)緊密結合起來，農(nóng)牧并舉，形成物質的良性循 環(huán)模式，促 進農(nóng)牧業(yè)全面 發(fā)展。可作為一種寶貴的資源，得到合理開發(fā)和利用生豬糞便雖然是嚴重的污染源，但卻又是可開發(fā)的寶貴資源。經(jīng)過微生物作3 / 42用產(chǎn)生的一種可燃燒氣體。作為一種高能優(yōu)質的能源，越來越受到人們的歡迎。沼氣的主要成分是甲烷，約占所產(chǎn)生的各種氣體的 60%～80%。甲烷是一種理想的氣體燃料，它無色無味，與適量的空氣混合后即可燃燒。按 熱值換算（每立方米純甲烷的發(fā)熱量為 34000J，每立方米沼氣的發(fā)熱量為 20800J 23600J ）每立方米沼氣相當于 3kg 標煤（標煤 5500 大卡，沼氣 5500～6500 大卡，標煤熱值利用率是沼氣的 1/3）。沼氣是一種清 潔能源，可以替代煤炭，起到減少排放二氧化碳的效果，每立方米沼氣可相當于減少排放二氧化碳 , 排放 1m3 甲烷相當于減少排放 21 m3 二氧化碳。生態(tài)養(yǎng)殖技術生產(chǎn)的沼氣，可用于豬場的工作人員生活能源、豬舍取暖保溫，還可供應周邊農(nóng)戶生活所需。替代和節(jié)約了常規(guī)能源，緩解了農(nóng)村能源短缺的矛盾。有利于實現(xiàn)生態(tài)養(yǎng)殖，保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展我國在“2022 年遠景規(guī)劃 ”和“中國二十一世紀議程”中,都將發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，保持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展放到了重要的位置。本項目根據(jù)當?shù)貙嶋H情況建設沼氣工程，對豬場生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物、廢水進行綜合利用和有效處理，開發(fā)生物質能源，回收有機肥資源，將治理污染、凈化環(huán)境、回收能源、綜合利用、改善生態(tài)環(huán)境有機結合起來，走生態(tài)畜牧 業(yè)產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的道路，在良好的生態(tài)環(huán)境條件下組織畜牧生產(chǎn)，使之成為 生態(tài)型畜牧豬場。項目建設有利于構建 “生豬養(yǎng)殖―糞便―沼氣― 有機肥―種植”鏈，將養(yǎng)殖污水處理后做有機肥料，變廢為寶，做到零排放，有助于 帶動區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。起示范帶頭作用，提高養(yǎng)殖戶參與環(huán)保積極性由于相應的環(huán)保設施不完備，加之大部分養(yǎng)殖從業(yè)人員環(huán)保意識薄弱，國家4 / 42依法治理力度不夠，養(yǎng)殖污染有大行其道、無人 問津之勢。 雖然近期相關部門已制定了一些法律、法規(guī)及治理養(yǎng)殖污染的措施，但落 實不到位， 執(zhí)行力度不夠，效果依然不明顯，養(yǎng)殖場及其周圍地區(qū)的環(huán)境形勢依然嚴峻。為此，解決養(yǎng)殖 帶來的污染問題，不僅要從政策、法規(guī)、資金等方面給予優(yōu)惠扶持，還要做好大型示范工程，發(fā)揮示范工程的示范帶頭作用，通過舉辦現(xiàn)場會、 觀摩會，教學基地，以 現(xiàn)身說教來說明大型沼氣工程的可行性與必要性，讓廣大養(yǎng)殖戶看到綜合利用帶來的可觀的經(jīng)濟效益，以及消除環(huán)境污染帶來的社會效益與生態(tài)效益。 項目建設的可行性項目建設符合國家畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)及環(huán)境保護政策近幾年來，各級政府極其重視畜牧業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和環(huán)境保護，在注重畜禽數(shù)量提高的同時，更注重畜禽 產(chǎn)品的安全衛(wèi)生。相 繼 出臺了《環(huán)境保護法》、 《動物防疫法》、 《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》、 《獸藥管理條例 》、《飼料和飼料添加劑管理條例》、 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排入 標準》等法律法規(guī)，使畜牧工作有章可循，有法可依。本項目采用固液分離、厭氧 發(fā)酵、沼氣利用等 綜合治理措施，解決養(yǎng)豬廢水和固體廢棄物無害化處理難的問題，可大幅度降低廢水中 SS 含量和污染物濃度， 處理后用于水塘養(yǎng)殖和澆灌水稻田。 該污染治理和綜合利用項目能夠提高養(yǎng)豬場的污水及糞便資源化率，有利于規(guī) ?；B(yǎng)豬污染的控制并對規(guī)?；B(yǎng)殖場的污染治理和綜合利用起到示范作用。符合國家產(chǎn)業(yè)結構調整政策農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎，農(nóng)產(chǎn)品加工和生長對于調整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結構，發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結構具有十分重要的意義。 《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄(2022)》中鼓勵 農(nóng)村可再生資源綜合利用開發(fā)工程，有機廢棄物無害化處理及5 / 42有機肥料產(chǎn)業(yè)化技術開發(fā)及應用也屬于鼓勵類項目。本項目的建設將有利于豬糞等有機廢棄物的無害化處理以及對于有機肥料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能夠起到一定的示范性作用，同時本工程將對豬場固體廢物等可再生資源進行綜合利用開發(fā)起到示范性作用。因此本項目的建設是符合國家有關產(chǎn)業(yè)政策的。項目技術原理和技術路線成熟該項目應用系統(tǒng)工程的原理，把生物、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟、人文等諸多因素集合成一體加以綜合研究開發(fā)，形成“豬—沼—果”農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)，其技術原理成熟，技術路線易學易掌握，操作使用便捷。并促 進 了生物、生態(tài)環(huán)境、能源和經(jīng)濟效益的協(xié)調發(fā)展，增加了循 環(huán)因素，延 長了生物鏈 和效益鏈，改善了生活條件和生態(tài)環(huán)境，增強了拓展輻射功能。項目主產(chǎn)品、副產(chǎn)品綜合利用前景廣闊該項目的主產(chǎn)品為沼氣，副產(chǎn)品為沼液、沼渣。沼氣可 滿足場內職工燒飯用能、燒鍋爐、豬舍加溫用能和照明，鍋爐產(chǎn)生的熱能還可 滿足小型浴池用能。沼氣是微生物在沼氣池中進行多種生化反應的產(chǎn)物，因而需要一定的溫度條件，沼氣燃燒產(chǎn)生的熱量可在冬天低溫時對沼氣池有效地增溫保護。副產(chǎn)品沼液、沼渣是在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生的含有相當豐富的有機營養(yǎng)物質的有機肥，并對農(nóng)作物具有防病滅蟲顯著效果，專業(yè)檢測顯 示，沼液中含有 17 種氨基酸、22 種微量元素和生物生長所需多種維生素、生物活性酶等，沼肥中含有機質達 50%之多。因此，沼液、沼肥是種植業(yè)的優(yōu)質有機肥，可作養(yǎng)殖業(yè)的飼料， 對農(nóng) 作物生長十分有利， 產(chǎn)品可達綠色食品標準。具有較好的技術保障6 / 42本項目按照源頭治理與末端處理相結合的原則，采用成熟的污染治理和資源綜臺利用技術，新建采用固液分離、厭氧發(fā)酵、沼氣等工程。沼氣技術在上世紀 90 年代為技術突破和工藝完善階段，經(jīng)過多年的科研攻關和試驗，我國沼氣建設技術和工藝獲得重大突破。研究出了適應不同氣候和原料的標準化系列池型，開發(fā)出了安全、方便、實用的進出料工程結構和裝置，采用了混凝土澆筑施工工藝，制定了一系列沼氣池建設國家標準，解決了過去出料難、壽命短、不安全等 問題。同時，將農(nóng)村沼氣技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術結合起來，形成了以南方“ 豬 沼果” （養(yǎng)豬和沼氣及種果樹等相結合）的沼氣發(fā)展模式，以達到減少污染排放。華南理工大學具有一批對沼氣綜合利用熟悉的專家。對沼氣發(fā)酵設施的運行和維護具有較扎實的基礎，為本項目的順利實施提供了技術支撐。7 / 428 / 42第二章 國內外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展情況 國內外研究現(xiàn)狀 規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水來源養(yǎng)豬場廢水主要來源為： 豬欄沖洗水。每次豬出欄后，對豬欄和糞池進行沖洗，排放沖洗豬欄污水。其它洗滌污水。 規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水水質特點豬場廢水的水質特點不僅與豬糞尿的成分有關，而且還與豬場的清糞工藝有著密切的聯(lián)系。目前國內外 規(guī)?；B(yǎng)豬場存在的主要清糞工藝有 3 種：水沖式、水泡糞、和干清糞工藝。我國大部分規(guī)?；B(yǎng)豬場都是采用水沖式工藝的。采用水沖式工藝方便快捷，但是會把豬 糞、散落的 飼料末連同豬尿一起全部沖洗到廢水中，故廢水中含有大量的固體懸浮物及膠體形態(tài)物質，且其他的污染指標也很高。豬糞尿的化學成分及不同清糞工藝對豬場廢水水質的影響分別見表 表 2。表 1 豬糞尿的化學成分表 2 不同清糞工藝的豬場污水量和水質9 / 42從表 表 2 不難看出有機物、氨態(tài)氮（NH 3N）及磷（P ）的濃度高是豬場廢水的主要特點。有機物主要來源于豬排泄的糞尿，而豬糞中的有機物在豬糞尿總有機物排放量中更是占到 90%以上。從表 4 還可以看出不同的清糞工藝對廢水的水質也有很大影響。當采用水沖式清糞工藝時水中的懸浮物（SS）濃度至少是干清糞工藝的 2 倍，考慮到兩種工 藝用水量的不同，可以知道在水沖式清糞工藝中，水中懸浮物的 80%以上來源于豬糞及散落豬場內的少量飼料粉末。結合以上的數(shù)據(jù)及分析結果，可以知道豬場廢 水中來源于豬糞及散落飼料末的有機物大部分是以懸浮物或膠體的形式存在。在微生物及其它因素的作用下，廢水中這些以懸浮物或膠體形式存在的有機物還會發(fā)生脫穩(wěn)或水解等一系列的變化。此外，豬場廢水還具有以下特點：排水量大，廢水溫度低(多數(shù)豬場從防疫的需要出 發(fā)，用水取自地下水 )。沖洗欄舍的時間相對集中，沖擊負荷很大。廢水固液混雜，而且粘稠度很大。 規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水處理技術規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水水量排放不均勻、沖擊負荷大，有機物濃度高、含有大量的固體懸浮物且還含有一定量的對人體有害的病原菌，屬于高有機物濃度、高 N、P含量和高有害微生物數(shù)量的“三高” 廢水。 對于豬場廢水的處理，從采用的工藝技術來看，有厭氧處理、好氧處理、厭氧好氧組合處理，以及氧化氧化塘、人工濕地10 / 42等自然處理方法。在美國的夏威夷州，一種用于處理沖洗豬糞的原生污水和厭氧消化液的生物固定膜和水生植物組合處理工藝被系統(tǒng)地進行觀察和研究。另外，在日本等地都有各自的豬場廢水處理組合工藝。目前，國內外豬糞尿的綜合利用工程技術主要有兩大類：即物質循環(huán)利用型生態(tài)工程和健康與能源型綜合系統(tǒng)。物質循環(huán)利用型生態(tài)工程該工程技術是一種按照生態(tài)系統(tǒng)內能量流和物質流的循環(huán)規(guī)律而設計的一種生態(tài)工程系統(tǒng)。其原理是某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)出(如糞尿及廢水) 可作 為另一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的投入(如圈舍的沖洗)，使系統(tǒng)中的物質在生產(chǎn)過程中得到充分的循環(huán)利用，從而提高資源的利用率， 預防 廢棄污物等對環(huán)境的污染。常用的物質循環(huán)利用型生態(tài)系統(tǒng)主要有種植業(yè)—養(yǎng)殖業(yè)—沼氣工程三結合、養(yǎng)殖業(yè)—漁業(yè)—種植業(yè)三結合及養(yǎng)殖業(yè)—漁業(yè)—林業(yè)三結合的生態(tài)工程等類型。健康和能源型綜合系統(tǒng)的運作方式是：將豬糞尿先進行厭氧發(fā)酵，形成氣體、液體和固體三種成份，然后利用氣體分離裝置把沼氣中甲烷和二氧化碳分離出來，分離出來的甲烷可以作為燃料照明，也可進行沼氣發(fā)電，獲得再生能源；二氧化碳可用于培養(yǎng)螺旋藻等經(jīng)濟藻類。沼氣池中的上層液體經(jīng)過一系列的沼氣能源加熱管消毒處理后，可作為培養(yǎng)藻 類的礦質營養(yǎng)成份。沼氣池下層的泥漿與其他肥料混合后，作為有機肥料可改良土壤；用沼氣發(fā)電產(chǎn)生的電能，可用來照明， 還可帶動藻類養(yǎng)殖池的攪拌設備，也可以給蓄電池充電。 過濾 后的螺旋藻等藻體含有豐富、齊全的 營養(yǎng)元素，即可以直接加入魚池中喂魚、拌入豬飼料中喂豬，也可以經(jīng)烘干、滅 菌后作為廉價的蛋白 質和維生素源，供人 們 食用， 補充人體所需的必需氨基酸、稀有維生素等營養(yǎng)要素。該系統(tǒng)的其他重要環(huán)節(jié)還包括一整套的凈水系統(tǒng)和植樹措施。這一系統(tǒng)的實 施、運用，可以有效地改善豬 場周圍的衛(wèi)生和生態(tài)環(huán)境，11 / 42提高人們的健康和營養(yǎng)水平。同時，豬 場還可以從混合肥料、沼氣燃料、沼氣發(fā)電、魚蝦和螺旋藻體中獲得經(jīng)濟收入。該系統(tǒng)的操作非常靈活，可隨不同地區(qū)、不同豬場的具體情況而加以調整。綜合比較以上兩種類型，種植業(yè)—養(yǎng)殖業(yè)—沼氣工程三結合的物質循環(huán)利用型生態(tài)工程應用最