走生态养猪之路促企业可持续发展

吴健雄 张 沉 吴 刚 范华荣

（泰美畜牧有限公司 广东博罗 516166）

泰美畜牧有限公司自1996年在惠州市博罗县泰美镇楼下村建场，一直孜孜不倦追求健康、高效、环保养猪，历经十多年的发展，为市场提供绿色、安全、优质活大猪30多万头。目前公司年出栏规模四万头，集种猪、商品猪、饲料生产、技术推广于一体，是“广东省原种猪场”、“供港活大猪注册养殖场”。生产管理全面实施ISO9001：2000质量管理体系，产品通过农业部“无公害农产品认证”，是“惠州市农业产业化龙头企业”，“广东省首批百家重点牲猪养殖场”。尤其是今年，在广东省农业厅能源总站、惠州市农业局、博罗县农业局大力支持下，“全球环境基金东亚家畜废物管理项目”成功落户我司，彻底解决了集约化养殖条件下，养猪废弃物综合处理利用与企业高效可持续发展的矛盾，真正实现了健康生态养殖，环保可持续发展。

泰美畜牧公司沼气污水处理工程，自2008年10月动工建设，2009年7月投入使用，经“世行”、“联合国粮农组织”项目办专家组验收合格。沼气工程总投资272万元人民币，世界银行和广东省农业厅共无偿资助172万元，公司自筹100万元。目前建成沼气厌氧池3688 m3，集合沉淀池150 m3，曝气耗氧池2000 m3（前期投入），沼气贮气袋420m3,沼气发电机组3台（其中82kw一台、64kw两台）。形成了日处理污水400吨 ，日产沼气1000 m3，沼气发电和沼气、沼液、沼渣综合利用的较为完善的环保处理系统。

一、泰美畜牧公司环保处理方式演变过程。

环保处理工程共分为三阶段完成，第一阶段为97-99年施工完成，共投资120万元：

1.二级回收：在猪场内尽量多收集干粪，并在污水出口沉淀池中再回收部分粪渣。收集的干粪和粪渣销售给附近的农民，供养鱼、种果、种菜使用。

2.三级利用：开挖总长约3公里的排污沟，每隔一段距离修建一个沉淀池，便于农民取粪水作为肥料。

3.四级净化：经过三级利用的污水，进入50亩氧化塘，经过好氧、厌氧和兼氧作用种植水生植物水葫芦。

第二阶段为2000-2002年施工完成，共投资300多万元人民币：

主要采用工业废水处理模式，建成集合沉淀池150 m3、爆气池2000 m3，通过三级耗氧爆气处理后排放，因运行费用、维修费高等原因令猪场不堪重负。

第三阶段为2008-2009年最终完善配套，共投资272万元：

猪场废水经过固液分离后，固体部分作为有机肥供应给附近的农场主使用，液体部分进入厌氧发酵工艺处理，厌氧发酵后的废水进行曝氧处理，厌氧产生的沼气用于发电，曝氧处理用电由沼气发电提供，最后，废水达到排放标准。

二、泰美畜牧公司污水处理沼气工程建设情况

（一）建设目标：

日处理粪便污水 400吨 ；工程平均日产沼气约 1000 m3( 在常温状态 20 ℃ )；最后经处理的污水能够达标排放。

（二）设计参数：

酸化调节池污水滞留期 0.5-1.0 天 ；红泥塑料厌氧发酵池污水滞留期 7.5-10 天 ；红泥塑料厌氧发酵池平均 CODcr 降解率 75-85% ；每降解 1 公斤 CODcr 产沼气量 :0.35-0.4m3 ；沼气贮气容积取日产沼气量 ?-1/2 。

（三）技术方案：

污水处理沼气工程采用福州北环环保技术开发有限公司改进的台湾三段式畜禽粪污水处理工艺，厌氧采用红泥塑料厌氧发酵工艺。该工艺在台湾经过三十年的发展使用 ，技术先进，工艺成熟 ，运行稳定 ，目前在大陆已完成多处示范工程。（工艺流程如下：）

1. 一级处理：

① 养殖场实行雨污分流。

② 猪舍实施干清粪工艺，日产日清，清除率30-50%。

③ 格栅：拦截猪粪污水中长草、较长纤维、毛等杂物。人工定时清理格栅表面杂物。

④ 沉砂池：沉淀猪粪污水中较大颗粒砂粒，定期清理。

⑤ 集水井：集合贮存粪便污水，内安装搅拌设备一套，定时自动抽取。

⑥ 固液分离平台：安装固液分离机的设施。

⑦ 固液分离机：采用台湾炼盛牌LK-120全自动高效固液分离机。每台每小时处理污水量40m3，配套功率5.2kW，脱水后粪渣含水量60～65%。降解污水中悬浮固体浓度、总固体浓度。

⑧ 粪渣堆场：机械分离出的粪渣装袋的设施。

⑨ 沉淀调节池：利用猪粪污水中固形物沉降性能，降低猪粪污水SS浓度；调节猪粪污水水量、水质（浓度、酸碱度）。池顶设有浮渣排除装置，底部设有倒锥沉井和污泥排渣管。上清液通过出口调节器均衡进入后续厌氧装置。浮渣和沉降污泥定期排出，通过污泥管（沟）进入干化场。

2. 二级处理

红泥塑料厌氧处理系统是畜禽粪污水处理沼气工程的核心部分，污水在厌氧条件下通过微生物作用降解转化，达到污水的减量化、资源化与无害化的目的。该工艺池体设计采用国家农业部发布的农业行业标准（NY/T1220.1-2006）中《沼气工程技术规范》所推荐的CSTR-ABR的工艺。

① 厌氧前槽为高负荷和中负荷区，采用CSTR结构。根据厌氧进水的高悬浮物浓度和高有机浓度，前槽采用多池并联进水，实现较合理的容积负荷；池底部均设置沼气搅拌装置使高浓度的有机废水在前槽形成完全混合的状态，实现较好的污水降解效果。前槽池底设计成斜底，并在末端设置浮渣槽和排浮渣口，这样，厌氧消化过程中形成的沉渣通过斜底排到浮渣槽，最终转化成浮渣，方便的从排浮渣槽口排出，在达到降解污水浓度的同时，又实现降低厌氧后槽负荷的目的。

② 厌氧后槽为低负荷区，采用多级串联的ABR结构。厌氧后槽每级连接处均设有上下折流管，污水流动沿程形成上下折流，使污水中有机物与厌氧微生物充分接触，提高有机物的分解；并且在后槽可形成沉淀性能良好、活性高的厌氧颗粒污泥，可维持较多的生物量；保证较好的出水效果。

③ 沼气搅拌装置：在厌氧前槽底部均设计了搅拌曝气管，采用压力气体间歇搅拌的方法（搅拌气体为沼气），较好的解决了沼渣沉淤、沼液分层、沼气释放等问题并提高了厌氧菌活性，达到了提高厌氧发酵效果的目的。

3. 三级处理

① 后沉池：底部设有倒锥沉井和污泥排渣管，利用沉降性能特点，分离沼液、沼渣。用肥时可直接提取沼液做为果园、菜地、鱼塘液体肥料。

② 曝气池：利用好气性微生物氧化分解有机物，培养活性污泥（微生物）与废水（有机物）混合，并充分供给氧气，在曝气池内充分接触一段时间，一部分生成新细胞，混合流至最后沉淀池，分离活性污泥，上澄液处理水排放，沉淀之活性污泥一部分送回曝气槽，以维持曝气槽内有足够的微生物浓度。

③氧化塘：为三级氧化塘，贮存多余沼液，用肥时可直接提取沼液做为果园、菜地、鱼塘液体肥料。不用肥时，通过藻菌共生系统进一步净化水质。

4. 沼气净化利用系统

沼气用红泥塑料贮气袋贮存，配套自动排水器、恒压装置、脱硫装置、沼气增压装置、阻火净化分配器。贮气袋用防风网固定，沼气通过沼气输送管网输送给本场作为生产生活燃料和沼气发电。

5.粪沼渣处理系统

干化场：贮存并干化污泥。该工艺在各类处理池底部均设计了排沉渣（污泥）装置，定期排出沉渣（污泥）通过管道（沟）集中到干化场，利用自然条件浓缩、干化，部分施肥，大部分经堆肥发酵作为有机肥直接出售。干化场滤出的污水回流至沉淀调节池，再次净化处理。

三、沼气能源综合利用及管理情况

泰美公司沼气项目建成，有效利用养殖业废弃物，实现了养殖业废弃物的资源化、减量化和无害化，利用废弃物进行厌氧发酵产生沼气，用于生产生活和沼气发电，所产沼气除公司自用外，还部分供当地近百户农民生活用气。最大限度利用资源和能源，实现了节能降耗和污染减排的目标。

（一）场内沼气利用效益

1.沼气用作燃料可以解决职工常年的生活用能。其中包括煮饭、烧水、洗澡等。公司现有员工120人，员工食堂两个，每月食堂用液化气费用约为4000元，每年节约燃气费48000元。（4000元/月×12个月）

2. 每年的5-10月份气候温度适宜产气，产生的大量沼气除了生活用能之外，还可以用于发电，解决猪场饲料加工、抽水、降温设备的运转。目前我场配套了三台沼气发电机组，共200kw（二台64kw、一台82kw），每天发电按8小时计，每年可节约电费175680元。（200KW×8小时×180天×0.61元/度）

3.每年的11-4月份，由于产气量相对较少，不适宜用沼气发电。沼气能源可以用于产仔舍、保育舍的保暖，尤其是冬季在保育舍使用效果好。每天可供200个150W的红外线保温灯12小时，可节约保温用电费39528元（200个×0.15KW×12小时×180天×0.61元/度）。另外沼气还可以用于栏舍火焰消毒、兽医器械的消毒以及病死猪的高温无害化处理。

4.每年可节约燃料费、电费约为263208元。

（二）、周边村民沼气利用效益

1.与村民签定用气合同，保证在5-10月份每月每户供气40 m3，其它月份由于产气量少仅供场内自用。村民用气每m3气收取1元的费用（实际每户每月用气24 m3），用于支付村里选派管理人员的工资及维修管道的费用，也有助于约束村民在使用过程中的浪费现象。

2.目前已有50户村民用上了沼气能源，还有50多户管道正在安装，全部使用后按照村民日常使用液化气的用量，每户每月1瓶，每瓶100元，除去维护费每年可为村民节约50000元左右燃气费。

（三）、安全操作要求

首先安全是第一位的。采用的红泥塑料厌氧发酵装置和红泥塑料贮气袋是低压运行（厌氧池压力为600Pa以内，贮气袋压力在300Pa左右），工程整体安全系数高。其次，日常运行管理技术要求不高，十分方便操作管理人员对沼气工程的运行管理。

1．严禁烟火。

2.严禁进入含有毒有害气体的厌氧消化器、沟渠、管道及地下井。

3.严禁非本岗位人员启闭本岗位的机电设备。

4.电源电压波幅大于额定电压10%时，不宜启动电机。

5.设备维修时必须断电，在开关处悬挂维修标牌后，方可操作。

6.上下爬梯，在构筑物上以及敞开池、井边巡视和操作时，应注意安全，防止滑倒或坠落，雨天或冰雪天气应特别注意防滑。

7.清理机电设备及周围环境卫生时，严禁开机擦拭设备运转部位，冲洗水不得溅到电缆头和电机带电部位及润滑部位。

8.各岗位操作人员应穿戴齐全劳保用品，做好安全防范工作，熟悉使用灭火装置。

（四）、污水处理系统的运行管理

1.工程设计的前处理系统中，需要分离去除一部分的粪渣和浮渣，也就是说，养殖场实行干清粪，格栅杂物、沉砂池沉砂要定时清理，保证固液分离机的正常运行，定期排除酸化沉淀调节池的浮渣和底泥，维持系统的正常运行。

2.每隔一段时间，排除厌氧前槽浮渣槽的浮渣，避免底渣堆积影响厌氧污泥活性和产气量。

3.定期检查沼气管路系统和设备是否泄漏，如有泄漏，应立即停止运行，进行检修。

4.寒冷季节，做好溢流管、水封装置、恒压装置等设备和管道的保温、防冻、防止结冰。

（五）、沼气利用系统的运行管理

1.安装沼气送气管道时，要选好排水口，尽量保持在较低洼处。

2.设备和管道中冷凝水定期排放，排水时应防止沼气泄漏。

3.定期检查红泥塑料贮气袋、各装置、输气管道是否泄漏 。

4.沼气使用过程中，脱硫是非常重要的环节，脱硫不好会造成有害气体硫化氢的味道过浓，也很容易造成设备的腐蚀老化。因此，一定要选选择质量好的脱硫剂，必须做到每三个月更换一次脱硫剂。

5.沼气发电房应保持通风，降温处理适当，发电机在使用过程中经常注意气压、缸温、机油压力变化在合理范围内，避免损坏发电机。

6.沼气保温需安装专用的沼气保温灯，由于沼气保温灯是明火，加上沼气燃烧过程中产生大量二氧化碳，因此在保温的同时必须注意防火和通风。

四、存在的问题探讨

1. 红泥塑料沼气工程设计模式在产气量及系统、设备维护方面具有优势，但同样也要面对，在冬天寒冷天气情况下，要工程正常运行，保温、增温、增加搅拌的措施是需要考虑的。

2.即使设置了浮渣槽排除底泥和浮渣，也需要在运行几年时间后，或者由于场区消毒水大量进入厌氧发酵池的原因，考虑底泥的清除问题。由于采用红泥塑料覆顶，可以方便地掀开覆皮，采取人工或者机械清理底泥。清理出来的底泥，可以考虑就是通过污泥干化场干化浓缩后，直接施用或出售，或进行堆肥发酵后施用、出售。

3.由于后处理系统采用了曝气工艺，工程的调试、运行需要专业人员，这将会增加工程的投资和运行成本。

4.公司周围有大面积的农田、果林和鱼塘，粪污水产气之后的沼液，目前已有农户取水肥田，有一家花木场取用于种植花木，其它沼液通过曝气、氧化塘处理之后排放。所谓液体肥料综合利用于种植业还大有潜力。

5.公司下一步的计划，首先解决沼液利用的问题，计划在场区范围内种植农作物、绿化树等来消化一部分沼液，并购买罐车抽取沼液与当地农民寻求合作，鼓励农户通过管道多用沼液肥田、养鱼。其次，找到合适的堆肥产所，生产优质的有机肥出售给菜农，解决干粪和底泥问题。

链接：《广东养猪业》2010年第一期