【正文】 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。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。本項目根據(jù)當?shù)貙嶋H情況建設(shè)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(zhì)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(jié)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。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。作為一種高能優(yōu)質(zhì)的能源，越來越受到人們的歡迎。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。生 態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)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(shù)的重要動因。建設(shè)集污廢治理、資源綜合利用于一體的集約型生態(tài)養(yǎng)殖場，對于進一步 發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、增加 優(yōu)質(zhì)能源供應、 緩解國家能源壓力具有重大的現(xiàn)實意義。但是隨著畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，畜禽飼養(yǎng)規(guī)模越來越大，畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來的排泄物以及由畜禽飼料和產(chǎn)品帶來的有毒殘留物對生態(tài)環(huán)境的污染也越來越嚴重，畜牧業(yè)已經(jīng)成為一個不可忽視的污染源，對周圍環(huán)境影響日益加劇，不利于健康和可持續(xù)發(fā)展。隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，在人口不斷增長的同時，我國人均豬肉消費量也不斷增加。根據(jù)統(tǒng)計,過去十年中國豬肉產(chǎn)量增加了 29%,2022 年的豬肉產(chǎn)量達到5070 萬噸。因而必須采取 積極有效的措施，加 強污 染防治。集約型生 態(tài)養(yǎng)殖場建成后，養(yǎng)豬場的豬糞經(jīng)固液分離作為有機肥生產(chǎn)的原料，全部綜合利用，養(yǎng)豬場的廢污水得到達標治理和綜合利用， 對于控制養(yǎng)豬污染、削減當?shù)刂饕?污染物排放量、提高養(yǎng)豬場污水排放達標率和糞污資源化率均具有極大的促進作用。 項目建設(shè)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(shù)、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。因此，為了保護環(huán)境，有利于生態(tài)平衡，一定要改 變規(guī) 模化養(yǎng)殖業(yè)的這種“自我封閉”的方向，從建設(shè)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(shù)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(jié)合起來，農(nóng)牧并舉，形成物質(zhì)的良性循 環(huán)模式，促 進農(nóng)牧業(yè)全面 發(fā)展。沼氣的主要成分是甲烷，約占所產(chǎn)生的各種氣體的 60%～80%。生態(tài)養(yǎng)殖技術(shù)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。項目建設(shè)有利于構(gòu)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。 項目建設(shè)的可行性項目建設(shè)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。符合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，農(nóng)產(chǎn)品加工和生長對于調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。項目技術(shù)原理和技術(shù)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(shù)原理成熟，技術(shù)路線易學易掌握，操作使用便捷。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。沼氣技術(shù)在上世紀 90 年代為技術(shù)突破和工藝完善階段，經(jīng)過多年的科研攻關(guān)和試驗，我國沼氣建設(shè)技術(shù)和工藝獲得重大突破。對沼氣發(fā)酵設(shè)施的運行和維護具有較扎實的基礎(chǔ)，為本項目的順利實施提供了技術(shù)支撐。 規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水水質(zhì)特點豬場廢水的水質(zhì)特點不僅與豬糞尿的成分有關(guān)，而且還與豬場的清糞工藝有著密切的聯(lián)系。豬糞尿的化學成分及不同清糞工藝對豬場廢水水質(zhì)的影響分別見表 表 2。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(nèi)的少量飼料粉末。沖洗欄舍的時間相對集中，沖擊負荷很大。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。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(zhì)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。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(shè)備，也可以給蓄電池充電。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。沼液不僅作為優(yōu)質(zhì)餌料，用以喂雞、喂豬、養(yǎng) 魚、養(yǎng)蝦等，還 可以用來浸種、浸根、 澆花，并 對作物、果蔬葉面、根部施肥；沼氣渣可用作培養(yǎng)食用菌、蚯蚓，解決飼養(yǎng)畜禽蛋白質(zhì)飼料不足的 問題，剩余的 廢渣還可以返田增加肥力，改良土壤，防止土地板結(jié)。二是固液混雜，有機質(zhì)濃度較高。 對于無法回收的低濃度部分，則采用深度凈化工藝實現(xiàn)污水達標回用。鑒于養(yǎng)豬所排出的污水中含有大量的有機物和 N、P 等營養(yǎng)源，在污水處理14工藝選擇方面，一改傳統(tǒng)的污染物凈化思路，盡可能地從資源回收利用的角度出發(fā)，利用污水中的資源。第一步：回收資源N、P 回收針對養(yǎng)豬糞尿的高濃度含 N、P 污水，傳統(tǒng)的處理方式是采用吹脫或生物脫氮除磷工藝進行處理。針對主場排污的現(xiàn)狀，我們采用全面回收資源的方式對污水中的 N、P 進行了處理。但采用厭氧工 藝處理不僅運行成本低，且能夠回收高價值的甲烷15（CH4），因此，結(jié)合實際情況，在本污水的碳源處理方面，我們設(shè)計了最大化的碳源回收系統(tǒng)，采用改進型的 ABR 工藝，將碳源回收為甲烷，作為能源發(fā)電原材料和燃料。改進型 ABR 反應器的特征如下：良好的水力條件反應器的水力條件是影響處理效果的重要因素，反應器的水力流態(tài)及其優(yōu)劣可用容積利用率或反應器的死區(qū)容積分數(shù)(V d/V)及 擴散和混合程度來描述。因而，在單個反應室內(nèi)，反應器內(nèi)的水力流態(tài)為完全混合型流態(tài)，而整個反應器的流 態(tài)則趨于推流式這種完全混合與推流相結(jié)合的復合型流態(tài)，不 僅提高了反應器的容 積利用率，而且增 強了反 應器的處理效果并保證了反應器的穩(wěn)定運行。隨著格室的推移，由甲 烷八疊球菌為優(yōu)勢種群向甲烷絲狀菌屬、異養(yǎng)甲烷 菌和脫硫弧菌屬等轉(zhuǎn)變。固液分離效果好，出水水質(zhì)好厭氧生物團絮凝同好氧活性污泥法的模式類似，是由細菌對基質(zhì)的有限濃度引起，F(xiàn)/M 值對 其有重要影響。ABR 還可在適當?shù)母袷疫M行好氧操作，以達到在同一反應器內(nèi)除氮的目的。整個反應器只有少數(shù)微生物暴露在有毒物質(zhì)的影響下，有利于整個反應器系統(tǒng)的馴化和在受到?jīng)_擊后能在較短的時間內(nèi)恢復。d)，上升流速小于 ，一個月后，每一個反應器都出現(xiàn)了粒徑為 的顆粒污泥，三個月后顆粒 污泥長大至 左右。由于資源回收后的污水中仍含有一定量的 N、P，為兼顧后面的深度凈化中C/N 比和 C/P 比的需要，回收碳源過程中，根據(jù)需要適當留有一定的碳源用于深度脫氮、除磷。 工藝流程根據(jù)以上生豬養(yǎng)殖場廢棄污染物特性及污染物治理、綜合利用工藝技術(shù)分析，本項目確定的工藝流程如下圖所示。沼氣貯藏(貯氣柜 ))發(fā)電民用燃氣19圖 1 工藝流程圖化學除 N、P：采用 Mg 鹽和 PO4，通過化學反應形成MgNH4PO4?6H2O（MAP/鳥糞石），吸附到污水中的 SS 上。由于養(yǎng)豬廢水的特殊性，其 廢水中纖維含量較高，并含有大量的懸浮顆粒。甲烷濃度 70%左右，消化池中的微生物為厭氧菌，最佳～。曝氣處理：使廢水與外界氧氣充分接觸，迅速降解有機質(zhì)。生物氧化塘：廢水在塘內(nèi)滯留的過程中，水中的有機物通過好氧微生物的代謝活動被氧化，或經(jīng)過厭 氧微生物的分解而達到進一步降解以及去除氨態(tài)氮的目的。21 技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點 技術(shù)關(guān)鍵化學脫氮除磷條件的優(yōu)化。 預期目標減量化：從污染的源頭抓起，有效地削減污染總量，從而減少治理經(jīng)費，達到將污染源控制在最低限度的目的。分離后的沼液中富含溶解氮、磷、鉀和關(guān)閉植物生長細胞的黃腐酸，濃縮后可制成植物葉面有機噴施肥，或輸送至農(nóng)田和附近魚塘中使用，可節(jié)省大量農(nóng)藥和化肥，促進增產(chǎn)增收。23第四章 應用或產(chǎn)業(yè)化前景與市場需求 項目技術(shù)或工藝市場需求生態(tài)可再生能源綜合利用工程的建設(shè)需求目前，建設(shè)和推廣集約型型養(yǎng)豬場已成成為為全省一主要趨勢，隨之而來的污染問題已成為農(nóng)業(yè)污染的主要因素，加之廣東地區(qū)較為嚴重的工業(yè)污染，使得原本緊張的環(huán)境問題日益嚴重。生 態(tài)養(yǎng)殖項目的實施，本身產(chǎn)生一定的 經(jīng)濟效益，沼氣用于 發(fā)電 二可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益。因此，家畜 糞便在保持和提高土壤肥力的效果上 遠遠超過化肥。能調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，形成土壤的團 粒結(jié)構(gòu)。據(jù)估算，全國有機肥每年需求量在 億噸左右，而 現(xiàn)有有機肥生產(chǎn)量在 ， 僅占種植綠色食品和蔬菜需求有機肥料的 ％, 市場需求很大人，有機肥料生產(chǎn) 具有廣闊的發(fā)展空問和前景。 ，可對作物實施噴灌、 澆灌、滴灌，具有 殺蟲、防蟲、25抗早、保苗、增產(chǎn)增收等多種作用，是生 產(chǎn)綠色無公害有機 農(nóng)產(chǎn)品必不可少的肥源。有機肥的供應沼渣經(jīng)過處理后制成有機肥料可以提供給周邊的無公害疏菜基地，年可提供優(yōu)質(zhì)肥料 700 多噸。如何在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價的前提下，解決好畜禽糞水的污染問題已成為制約養(yǎng)殖業(yè)進一步發(fā)展的重要因素，引起了各級政府的高度重視。養(yǎng)殖業(yè)朝規(guī)?；?、集約型方向發(fā)展， 規(guī)模養(yǎng)殖量已占飼養(yǎng)總量的 40%左右。項目單位年出欄生豬 3 萬多頭，實施本項目，可在改善企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的同時，為項目區(qū)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理樹立一個樣板。經(jīng)需求與供應分析，生產(chǎn)的沼氣可以完全利用。負責單位近年來開展了污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化方面的研究工作，經(jīng)過 不懈的努力，已取得了一定的成果。這些基礎(chǔ)研究為進行工程項目奠定了基礎(chǔ)，因固體廢棄物與污泥有相似性，其研究結(jié)果也為沼渣的減量化、資源化提供了一定的技術(shù)支持。項目負責人所在的環(huán)28境科學與工程學院擁有基本的采樣裝置、化學分析儀器及微生物試驗設(shè)備，如COD、BOD、DO 及 SS 等常 規(guī)廢水監(jiān)測儀、紫外可見分光光度計、電導率儀、生化培養(yǎng)箱、恒溫搖床、高壓滅菌鍋、濕式氣體流量 計、光學生物顯微鏡、氣相色譜儀等，還具備一系列先進的分析儀器，如液 /質(zhì)聯(lián)用儀(LCMS)、 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICPMS）、透射電鏡、激光掃描電子顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜及顯微鏡、X 射線衍射儀、原子吸收光 譜儀、液相色譜儀等。主要負責項目的組織領(lǐng)導、規(guī)劃制定、進度檢查等與項 目有關(guān)的重大事宜。運行管理，選擇文化素質(zhì)高、業(yè)務好、經(jīng)驗豐富的技 術(shù)人員，進行定點培訓，30嚴格考核合格后發(fā)放證書。項目建成后，主要生產(chǎn)崗位實行“四班三運轉(zhuǎn)”，每班 8 小時。其根據(jù)各設(shè)計專業(yè)提供的資料和廠方提供的有關(guān)方面的資料進行編