【正文】 及糞便資源化率，有利于規(guī)模化養(yǎng)豬污染的控制并對(duì)規(guī)?；B(yǎng)殖6場(chǎng)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(lái)的污染問(wèn)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(guò)舉辦現(xiàn)場(chǎng)會(huì)、觀摩會(huì)，教學(xué)基地，以現(xiàn)身說(shuō)教來(lái)說(shuō)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(lái)的可觀的經(jīng)濟(jì)效益，以及消除環(huán)境污染帶來(lái)的社會(huì)效益與生態(tài)效益。本項(xiàng)目根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況建設(shè)沼氣工程，對(duì)豬場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物、廢水進(jìn)行綜合利用和有效處理，開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源，回收有機(jī)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(jī)結(jié)合起來(lái)，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(chǎng)。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(dāng)于減少排放二氧化碳 , 排放1m3甲烷相當(dāng)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(lái)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(huì)導(dǎo)致豬病和寄生蟲(chóng)卵的蔓延與發(fā)展，直接影響?zhàn)B豬生產(chǎn)水平，嚴(yán)重時(shí)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(shí)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(jī)的潛力及巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益，成為了許多國(guó)家應(yīng)用和推廣該技術(shù)的重要?jiǎng)右颉＝ㄔO(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(chǎng)，對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、增加優(yōu)質(zhì)能源供應(yīng)、緩解國(guó)家能源壓力具有重大的現(xiàn)實(shí)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(lái)越大，畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的排泄物以及由畜禽飼料和產(chǎn)品帶來(lái)的有毒殘留物對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，畜牧業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)不可忽視的污染源，對(duì)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(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，在人口不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，我國(guó)人均豬肉消費(fèi)量也不斷增加。根據(jù)統(tǒng)計(jì),過(guò)去十年中國(guó)豬肉產(chǎn)量增加了 29%,2022 年的豬肉產(chǎn)量達(dá)到5070 萬(wàn)噸。因而必須采取積極有效的措施，加強(qiáng)污染防治。集約型生態(tài)養(yǎng)殖場(chǎng)建成后，養(yǎng)豬場(chǎng)的豬糞經(jīng)固液分離作為有機(jī)肥生產(chǎn)的原料，全部綜合利用，養(yǎng)豬場(chǎng)的廢污水得到達(dá)標(biāo)治理和綜合利用，對(duì)于控制養(yǎng)豬污染、削減當(dāng)?shù)刂饕廴疚锱欧帕?、提高養(yǎng)豬場(chǎng)污水排放達(dá)標(biāo)率和糞污資源化率均具有極大的促進(jìn)作用。4 項(xiàng)目建設(shè)的必要性有利于保護(hù)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)平衡規(guī)?；i場(chǎng)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(jì)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(guò)度集中和沖洗水大量增加。因此，為了保護(hù)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(hù)生態(tài)環(huán)境的原則出發(fā)，運(yùn)用生物工程技術(shù)對(duì)豬糞尿進(jìn)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(lái)，農(nóng)牧并舉，形成物質(zhì)的良性循環(huán)模式，促進(jìn)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(chǎng)的工作人員生活能源、豬舍取暖保溫，還可供應(yīng)周邊農(nóng)戶生活所需。項(xiàng)目建設(shè)有利于構(gòu)建 “生豬養(yǎng)殖―糞便―沼氣―有機(jī)肥―種植”鏈，將養(yǎng)殖污水處理后做有機(jī)肥料，變廢為寶，做到零排放，有助于帶動(dòng)區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 項(xiàng)目建設(shè)的可行性項(xiàng)目建設(shè)符合國(guó)家畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)及環(huán)境保護(hù)政策近幾年來(lái)，各級(jí)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(hù)，在注重畜禽數(shù)量提高的同時(shí)，更注重畜禽產(chǎn)品的安全衛(wèi)生。符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，農(nóng)產(chǎn)品加工和生長(zhǎng)對(duì)于調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展優(yōu)勢(shì)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(xiàng)目技術(shù)原理和技術(shù)路線成熟該項(xiàng)目應(yīng)用系統(tǒng)工程的原理，把生物、生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人文等諸多因素集合成一體加以綜合研究開(kāi)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(xué)易掌握，操作使用便捷。沼氣是微生物在沼氣池中進(jìn)行多種生化反應(yīng)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(shí)對(duì)沼氣池有效地增溫保護(hù)。沼氣技術(shù)在上世紀(jì) 907年代為技術(shù)突破和工藝完善階段，經(jīng)過(guò)多年的科研攻關(guān)和試驗(yàn)，我國(guó)沼氣建設(shè)技術(shù)和工藝獲得重大突破。對(duì)沼氣發(fā)酵設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)具有較扎實(shí)的基礎(chǔ)，為本項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了技術(shù)支撐。 規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)廢水水質(zhì)特點(diǎn)豬場(chǎng)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)不僅與豬糞尿的成分有關(guān)，而且還與豬場(chǎng)的清糞工藝有著密切的聯(lián)系。豬糞尿的化學(xué)成分及不同清糞工藝對(duì)豬場(chǎng)廢水水質(zhì)的影響分別見(jiàn)表 表2。當(dāng)采用水沖式清糞工藝時(shí)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(lái)源于豬糞及散落豬場(chǎng)內(nèi)的少量飼料粉末。沖洗欄舍的時(shí)間相對(duì)集中，沖擊負(fù)荷很大。在美國(guó)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(jìn)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(guò)程中得到充分的循環(huán)利用，從而提高資源的利用率，預(yù)防廢棄污物等對(duì)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(jī)肥料可改良土壤；用沼氣發(fā)電產(chǎn)生的電能，可用來(lái)照明，還可帶動(dòng)藻類養(yǎng)殖池的攪拌設(shè)備，也可以給蓄電池充電。同時(shí)，豬場(chǎng)還可以從混合肥料、沼氣燃料、沼氣發(fā)電、魚(yú)蝦和螺旋藻體中獲得經(jīng)濟(jì)收入。沼液不僅作為優(yōu)質(zhì)餌料，用以喂雞、喂豬、養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)蝦等，還可以用來(lái)浸種、浸根、澆花，并對(duì)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(wèn)題，剩余的11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(jī)質(zhì)濃度較高。對(duì)于無(wú)法回收的低濃度部分，則采用深度凈化工藝實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)回用。鑒于養(yǎng)豬所排出的污水中含有大量的有機(jī)物和 N、P 等營(yíng)養(yǎng)源，在污水處理工藝選擇方面，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(duì)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(jìn)行處理。針對(duì)主場(chǎng)排污的現(xiàn)狀，我們采用全面回收資源的方式對(duì)污水中的 N、P 進(jìn)行了處理。但采用厭氧工藝處理不僅運(yùn)行成本低，且能夠回收高價(jià)值的甲烷（CH 4） ，因此，結(jié)合實(shí)際情況，在本污水的碳源處理方面，我們?cè)O(shè)計(jì)了最大化的碳源回收系統(tǒng)，采用改進(jìn)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(jìn)型 ABR 反應(yīng)器的特征如下：良好的水力條件反應(yīng)器的水力條件是影響處理效果的重要因素，反應(yīng)器的水力流態(tài)及其優(yōu)劣可用容積利用率或反應(yīng)器的死區(qū)容積分?jǐn)?shù)(V d/V)及擴(kuò)散和混合程度來(lái)描述。因而，在單個(gè)反應(yīng)室內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)的水力流態(tài)為完全混合型流態(tài)，而整個(gè)反應(yīng)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(fù)合型流態(tài)，不僅提高了反應(yīng)器的容積利用率，而且增強(qiáng)了反應(yīng)器的處理效果并保證了反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。隨著格室的推移，由甲烷八疊球菌為優(yōu)勢(shì)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(tuán)絮凝同好氧活性污泥法的模式類似，是由細(xì)菌對(duì)基質(zhì)的有限濃度引起，F(xiàn)/M 值對(duì)其有重要影響。ABR 還可在適當(dāng)?shù)母袷疫M(jìn)行好氧操作，以達(dá)到在同一反應(yīng)器內(nèi)除氮的目的。整個(gè)反應(yīng)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(gè)反應(yīng)器系統(tǒng)的馴化和在受到?jīng)_擊后能在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)。d)，上升流速小于 ，一個(gè)月后，每一個(gè)反應(yīng)器都出現(xiàn)了粒徑為 的顆粒污泥，三個(gè)月后顆粒污泥長(zhǎng)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(guò)程中，根據(jù)需要適當(dāng)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(chǎng)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(xiàng)目確定的工藝流程如下圖所示。圖 1 工藝流程圖化學(xué)除 N、P：采用 Mg 鹽和 PO4，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成MgNH4PO4?6H2O（MAP/鳥(niǎo)糞石） ，吸附到污水中的 SS 上。由于養(yǎng)豬廢水的特殊性，生豬糞尿污水等廢棄污染物格柵集水池脫水沼渣固液分離酸化調(diào)節(jié)(酸化池)厭氧發(fā)酵(厭氧發(fā)酵池)氧化降解(氧化塘)周邊農(nóng)田果園灌溉、魚(yú)塘養(yǎng)魚(yú)及沖洗水沼氣脫硫用作有機(jī)肥料或改良土壤沼氣貯藏(貯氣柜))干糞發(fā)酵無(wú)害化處理發(fā)電民用燃?xì)庥袡C(jī)肥出售曝氣氧化塘沉淀池18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(jī)質(zhì)。生物氧化塘：廢水在塘內(nèi)滯留的過(guò)程中，水中的有機(jī)物通過(guò)好氧微生物的代謝活動(dòng)被氧化，或經(jīng)過(guò)厭氧微生物的分解而達(dá)到進(jìn)一步降解以及去除氨態(tài)氮的目的。 技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點(diǎn) 技術(shù)關(guān)鍵化學(xué)脫氮除磷條件的優(yōu)化。 預(yù)期目標(biāo)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(fèi)，達(dá)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(zhǎng)細(xì)胞的黃腐酸，濃縮后可制成植物葉面有機(jī)噴施肥，或輸送至農(nóng)田和附近魚(yú)塘中使用，可節(jié)省大量農(nóng)藥和化肥，促進(jìn)增產(chǎn)增收。20第四章 應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化前景與市場(chǎng)需求 項(xiàng)目技術(shù)或工藝市場(chǎng)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(chǎng)已成成為為全省一主要趨勢(shì)，隨之而來(lái)的污染問(wèn)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(yán)重的工業(yè)污染，使得原本緊張的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。生態(tài)養(yǎng)殖項(xiàng)目的實(shí)施，本身產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，沼氣用于發(fā)電二可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益。因此，家畜糞便在保持和提高土壤肥力的效果上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化肥。能調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，形成土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。據(jù)估算，全國(guó)有機(jī)肥每年需求量在 億噸左右，而現(xiàn)有有機(jī)肥生產(chǎn)量在 ，僅占種植綠色食品和蔬菜需求有機(jī)肥料的 ％, 市場(chǎng)需求很大人，有機(jī)肥料生產(chǎn)具有廣闊的發(fā)展空問(wèn)和前景。 ，可對(duì)作物實(shí)施噴灌、澆灌、滴灌，具有殺蟲(chóng)、防蟲(chóng)、抗早、保苗、增產(chǎn)增收等多種作用，是生產(chǎn)綠色無(wú)公害有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品必不可少的肥源。有機(jī)肥的供應(yīng)沼渣經(jīng)過(guò)處理后制成有機(jī)肥料可以提供給周邊的無(wú)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(jià)的前提下，解決好畜禽糞水的污染問(wèn)題已成為制約養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素，引起了各級(jí)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(xiàng)目單位年出欄生豬 3 萬(wàn)多頭，實(shí)施本項(xiàng)目，可在改善企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的同時(shí)，為項(xiàng)目區(qū)畜禽養(yǎng)殖廢棄物的處理樹(shù)立一個(gè)樣板。經(jīng)需求與供應(yīng)分析，生產(chǎn)的沼氣可以完全利用。負(fù)責(zé)單位近年來(lái)開(kāi)展了污泥減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化方面的研究工作，經(jīng)過(guò)不懈的努力，已取得了一定的成果。這些基礎(chǔ)研究為進(jìn)行工程項(xiàng)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人所在的環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院擁有基本的采樣裝置、化學(xué)分析儀器及微生物試驗(yàn)設(shè)備，如24COD、BOD、DO 及 SS 等常規(guī)廢水監(jiān)測(cè)儀、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、電導(dǎo)率儀、生化培養(yǎng)箱、恒溫?fù)u床、高壓滅菌鍋、濕式氣體流量計(jì)、光學(xué)生物顯微鏡、氣相色譜儀等，還具備一系列先進(jìn)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