畜禽粪便无害化及沼气资源化利用效益分析

畜禽粪便无害化及沼气资源化利用效益分析

技术简介：

一、引言

由于我国畜禽养殖业发展的特殊性，各地的“菜篮子”工程基地一般分布在城市近郊，集约化、工厂化、养殖头数多，高密度饲养，清粪方式为机械或水冲式。产生的粪便和污水数量大、浓度高，且富含氮、磷，极易腐败，含水率高达98%以上，难以运输，因此造成的污染程度大。特别由于中心城市规模的扩大和城镇化的建设，大中型养殖场的环境问题尤为突出。

畜禽粪便是一种有价值的资源。畜禽粪便中含有高浓度的生物质资源，经厌氧发酵后可以产生优质清洁的能源——沼气。沼气可以用于发电、锅炉、民用燃气等，可节省大量能源，获得可观的经济效益。

二、大中型沼气工程市场发展潜力

大中型沼气工程是一个有效处理畜禽粪便的环境工程，是一个提供干净、便利燃气的能源工程，是一个实现废弃物资源化、生物质多层次利用，促进农业生态良性循环的生态工程，是实现中国农业可持续发展的一个重要环节和技术措施。

据2005年《中国畜牧业年鉴》，中国现有规模型养殖场（出栏500头以上养猪场、存栏100头以上奶牛场、出栏100头以上肉牛场、存栏5万只以上蛋鸡场和出栏5万只以上肉鸡场）7万多个，每天排放的粪尿及冲洗污水是环境的一个主要污染源。但目前处理的数量还很有限，只有20%的粪便污水进行不同程度的处理，其中采用沼气工程仅为10%，多为养牛场和养猪场，80%左右的养殖场则直接将粪水排出场外。因此，畜禽粪便污水资源化利用的潜力很大。

据调查资料，在中国现有的规模养殖场中，年存栏500头以上的大中型奶牛场526个，主要分布在东部地区，如北京、河北、上海、江苏和福建等地。北京、天津、上海和广州等大城市郊区拥有1000头以上的现代化奶牛场180个。年出栏500头以上的大中型肉牛场1485个，主要分布在内蒙古、黑龙江、河北、北京、新疆等地。此外还有为数众多的猪场和鸡场。大中型养猪场共计5000多个（年出栏3000头以上的），主要分布在广东、福建、浙江、河南、湖南、江西、

四川等地；养鸡场的地区分布更加普遍，出栏10万只以上（以肉鸡为例）的大中型鸡场有1700多个。所有这些都为大中型沼气工程的发展提供了充足的资源基础和广阔的开发市场。

三、可供选择的技术方案

1．禽畜粪污处理原则

减量化——清洁生产，减少污染物的排放。

资源化——制取沼气能源，生产有机肥，实现资源分级利用及最优化合理利用，实现废弃物零排放。

无害化——污水净化达标排放或作为灌溉水回用。

2．可供选择的技术

（1）厌氧生物处理技术污水厌氧处理技术是一种把环境保护、能源回收与生态良性循环结合起来的核心技术，特别是高浓度和干发酵技术的引进、开发，实现能源与肥料联产，具有较好的环境与经济效益，特别适用于大中型畜禽养殖场的粪污处理。具有处理设备负荷高、占地少、运行费用低和管理方便的优点。目前，适用于处理畜禽粪便污水的厌氧工艺主要有以下几种：

①完全混合式反应器（CSTR）。

②厌氧接触反应器（ACR）。

③升流式厌氧固体反应器（USR）。

④上流式厌氧污泥床（UASB）。

⑤厌氧污泥膨胀床（EGSB）。

（2）生物堆肥技术堆肥技术在我国已有很长的历史，目前已从传统的家庭式堆肥方式转向规模化集中堆肥处理工艺。可按不同分类法分为：好氧堆肥和厌氧堆肥（按需氧条件）；低温堆肥、中温堆肥和高温堆肥（按堆肥温度）等。

目前先进的生物堆肥技术是利用含有固氮芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、硅酸盐细菌等多种有效微生物菌群的菌剂或菌粉与畜禽粪便均匀混合，控制一定的温度和水分条件，创造一个良好的微生物正常繁殖的环境，促进微生物的代谢进程，加速有机物料分解，放出并聚集热量，提高物料温度，杀灭各种病原菌和寄生虫卵，去除臭味、富集养分，制成农用高效绿色生态型的有机生物肥料。其特点是：

①克服了臭味浓，分解不完全的特点；