中小型養(yǎng)豬場沼氣工程與應用技術

周強龍　廖川康　李倫成

摘要 為解決畜牧養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染問題，應建設養(yǎng)豬場沼氣工程，發(fā)展現(xiàn)代有機農(nóng)業(yè)。本文從規(guī)范標準建設，科學飼養(yǎng)管理；堅持綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟；發(fā)揮龍頭作用，擴大示范效應等方面總結了中小型養(yǎng)豬場沼氣工程與應用技術，以期為畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程建設提供參考。

關鍵詞 沼氣工程；養(yǎng)豬場；應用技術

中圖分類號 S216.4 文獻標識碼 B 文章編號 1007-5739（2017）13-0181-02

目前，我國大部分養(yǎng)殖場都建設在水、電、路較為方便的地方，但是同時也給排污埋下了隱患，對周圍水源、土壤、空氣造成了不同程度的污染。因此，要實現(xiàn)畜牧業(yè)持續(xù)發(fā)展，首先要利用建設養(yǎng)豬場沼氣工程解決養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染，通過糞污厭氧發(fā)酵產(chǎn)生清潔能源和沼液沼渣還田發(fā)展現(xiàn)代有機農(nóng)業(yè)。這樣以來既解決了養(yǎng)殖場糞污對大氣、水、土壤的污染，也有利于周圍環(huán)境的改善，從而有效促進畜牧業(yè)和有機農(nóng)業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。

安康市漢濱區(qū)大河鎮(zhèn)小河口黑豬養(yǎng)殖場位于漢濱區(qū)北部，氣候適宜，光照充足，通風良好，地理環(huán)境獨特，交通便利，水資源豐富，有利于發(fā)展畜牧養(yǎng)殖。養(yǎng)殖場依山勢修建在上部，中部修建沼氣工程，下部發(fā)展溫室蔬菜及果樹，形成糞污就地消化利用的良性循環(huán)農(nóng)業(yè)模式?，F(xiàn)將該沼氣工程與應用技術總結如下。

1 規(guī)范標準建設，科學飼養(yǎng)管理

安康市漢濱區(qū)大河鎮(zhèn)小河口黑豬養(yǎng)殖場豬舍面積達13.33 hm2，酸化池、沼氣池、好氧池、儲氣池占地0.2 hm2。目前，有基礎母豬400多頭、種公豬50多頭。采取自繁自育方式養(yǎng)殖，年出欄商品肉豬1萬多頭。在建場初期，遵循“方便、經(jīng)濟、有效”的原則，采用以綜合利用為主、設施處理為輔的方法，污染防治設施與主體工程同時設計、同時施工。豬舍總建筑面積按每飼養(yǎng)1頭基礎母豬需 15～20 m2計算，輔助建筑總面積按每飼養(yǎng)1頭基礎母豬需2～3 m2 計算。采用輕鋼結構或磚混結構，屋頂采用雙坡式屋頂，凈高度不低于2.5～2.7 m。地面硬化，向糞尿溝處作1%～3%的傾斜，地面結實，易于沖刷，能耐受各種形式的消毒。朝向需滿足日照、通風、防火、防疫的要求。

養(yǎng)殖場按管理區(qū)、生產(chǎn)區(qū)、隔離區(qū)和病死豬及糞污無害化處理區(qū)4個功能區(qū)分區(qū)布置，各功能區(qū)之間界限分明。管理區(qū)內(nèi)包括生活設施、豬場辦公設施、與外界接觸密切的生產(chǎn)輔助設施（飼料庫、車庫等）；生產(chǎn)區(qū)主要包括公豬舍、母豬舍、產(chǎn)房、保育舍、生長舍、育成舍、測定舍以及有關生產(chǎn)輔助設施；隔離區(qū)包括獸醫(yī)室、隔離豬舍；死豬及糞污無害化處理區(qū)包括死豬無害化處理和糞污處理設施。豬場與外界應有專用道路連通；場內(nèi)道路分凈道和污道，兩者應嚴格分開，禁止交叉與混用。分娩母豬采用產(chǎn)床限位飼養(yǎng)，保育豬應采用網(wǎng)、床等飼養(yǎng)設施。配備全覆蓋自動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)全程跟蹤的監(jiān)控管理。建立飼料、藥物疫苗等使用管理、衛(wèi)生防疫等各項管理制度，規(guī)定不同階段生豬生產(chǎn)的技術操作規(guī)程[1-2]。

2 堅持綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟

安康市作為南水北調(diào)的重要水源涵養(yǎng)地和國家主體生態(tài)功能保護區(qū)，實施了更嚴格的環(huán)境保護措施。因此，“有效控制環(huán)境污染，保護一江清水供北京”不僅是養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，同時也是一項光榮的政治任務。為解決糞便污水污染難題，實現(xiàn)規(guī)模養(yǎng)豬場糞污零排放，達到就地利用糞便污水的目的，應配套建設沼氣工程，形成以沼氣為紐帶、產(chǎn)業(yè)相結合的互補型生態(tài)鏈農(nóng)業(yè)模式。目前該場每天產(chǎn)生豬糞15 t、豬尿30 t、圈舍沖洗廢水10 t。采用人工清理到酸化間，尿水直排酸化間，沖圈淡水直排到好氧池，從源頭上減少固體、液體污染物的排放。

2.1 沼氣工程工藝及工藝說明

在《陜西省農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設計規(guī)范》（DB61/T 502—2010）要求的基礎上，在沼氣厭氧發(fā)酵主池前增設了預處理池。用25 cm混凝土現(xiàn)澆或24磚墻，墻厚25 cm。主要為水解發(fā)酵和酸化階段提供可靠的場所和環(huán)境條件，用于固體有機質(zhì)水解成分子量較小的可溶性單糖、氨基酸、甘油、脂肪酸。因此，研究主攻點如下：一是養(yǎng)殖場消毒水等堿性物質(zhì)在流入預處理池前先行入沉沙揮發(fā)池，進行堿性物質(zhì)降解和沉沙，以免影響酸化進程；二是避免結殼、分層，用人工機械或自動攪拌，使酸化后的溶液能均勻進入?yún)捬醢l(fā)酵池。實踐中用PVC管固定沿池向下2/3處，另一端連接厭氧發(fā)酵池，反復試驗可以依靠預處理池自身壓力，使前處理池中下部沉積物先進入?yún)捬醢l(fā)酵池，達到自動攪拌、均勻入池的目的，為提高厭氧發(fā)酵效率奠定基礎。

采用衛(wèi)生廁所三格化糞池原理，建三格沼液儲存池，原沼氣池水壓間作為第一格，發(fā)酵后的沼液、沼渣經(jīng)虹吸管排放到第二格，再進行發(fā)酵和沉淀，上部沼液經(jīng)過濾后流入第三格，利用污水泵進行循環(huán)利用沖圈。其中第二格中的沼液、沼渣也可抽到干發(fā)酵池進行干濕分離處理，反復利用，盡可能減少沼液直排量，提升循環(huán)利用效率。建設儲氣柜及檢修通道，創(chuàng)新儲氣安全系統(tǒng)。

按日產(chǎn)氣量50%容積建一個儲氣柜，在氣柜適當高度安裝排氣管，當貯氣上浮到該高度時，系統(tǒng)會自動排放罐內(nèi)水汽混合物，以減少罐內(nèi)壓力和上浮高度，維護氣柜及支架系統(tǒng)安全。在密封柜水槽底部和中部設置排水閥和溢流口，滿足氣柜的密封水定期排放和更換，避免硫化物酸化而腐蝕氣柜。

依據(jù)太陽能綜合利用原理，在厭氧發(fā)酵池上修建太陽能暖房。按厭氧發(fā)酵池面積修建太陽能暖房（磚墻高 1.8 m，矢高0.6 m，墻厚12 cm，用4 cm×6 cm方管作脊梁，上蓋長×寬=6.0 m×2.1 m的陽光板），太陽能暖房面積為63 m2，太陽能的有效利用能確保池內(nèi)周年發(fā)酵所需的有效溫度[3-5]。

2.2 養(yǎng)豬場沼氣工程能有效解決治污減排及場區(qū)生產(chǎn)生活用能，“三沼”綜合利用前景廣闊

經(jīng)過多年的試驗示范，形成了具有地方特色的畜—沼—園（果、菜）模式，技術成熟可靠。沼氣可供周邊農(nóng)戶炊事用能以及大棚生產(chǎn)棚內(nèi)增施 CO2氣肥，沼液可用于飼喂牲畜、養(yǎng)魚以及作葉面噴肥，沼渣可與干發(fā)酵收集的干糞一起用于生產(chǎn)食用菌后還田培肥地力。一口8 m3沼氣池所產(chǎn)生的沼肥折成合化肥量為硫酸銨50 kg、過磷酸鈣40 kg或氯化鉀15 kg。既節(jié)約了生產(chǎn)成本，又改善了土壤理化結構，提高了土壤肥力，達到綠色種植目的，形成了“畜—沼—果（蔬）”循環(huán)模式，有機地把養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)結合起來，既很好地處理了糞污，凈化了環(huán)境，防止了污染，同時又節(jié)約了能源，實現(xiàn)養(yǎng)殖場糞污處理資源化利用和環(huán)境治理的雙重目標[6]。

3 發(fā)揮龍頭作用，擴大示范效應

通過沼氣工程和果（蔬）種植循環(huán)經(jīng)濟模式的建立，對于探索發(fā)揮畜牧業(yè)循環(huán)持續(xù)發(fā)展具有獨特的示范效應。一是改善了養(yǎng)殖場自身生產(chǎn)、生活空間及周圍環(huán)境，減少了傳染病的發(fā)生和傳播，使生豬生長率上升、品質(zhì)提高、經(jīng)濟效益提高，同時實現(xiàn)了資源利用變廢為寶，帶來很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效應。二是用沼渣、沼液生產(chǎn)的有機肥在果蔬上的利用極大地改善了果蔬的品質(zhì)，而且果蔬的產(chǎn)量高、味道鮮，深受消費者的歡迎。試驗證明，產(chǎn)量增長31%，總產(chǎn)值增長30%。以沼肥利用為突破口，采取公司+基地的形式，在全村建設13.33 hm2綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，成為該鎮(zhèn)及周邊綠色果蔬、肉品等重點供應基地，成為全區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟示范樣板。

4 結語

實施以沼氣為紐帶的集約化能源生態(tài)工程建設，發(fā)展養(yǎng)殖場沼氣，是加快農(nóng)村小康建設的必然選擇。不但能夠改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，推動物質(zhì)文明和精神文明建設，加快農(nóng)村小康建設，還可以變廢為寶，綜合利用，增加養(yǎng)殖場和周邊種植農(nóng)民的收入。大力開發(fā)以沼氣為紐帶的生態(tài)農(nóng)業(yè)，是加快農(nóng)業(yè)結構調(diào)整，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)追趕型、跨越式發(fā)展的必由之路。

5 參考文獻

[1] 鄧可蘊.中國農(nóng)村能源綜合建設理論與實踐[M].北京：中國環(huán)境科學出版社，2001.

[2] 邱凌.庭園沼氣高效生產(chǎn)與利用[M].北京：科學技術文獻出版社，2007.

[3] 農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設計規(guī)范：DB61/T502-2010[EB/OL].（2014-04-01）[2017-04-14].http：//www.sxny.gov.cn/templet/xmxiehui/showarticle.jsp？id=90502.

[4] 韓芳，林聰.畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程厭氧消化技術優(yōu)化分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2011（增刊1）：41-47.

[5] 胡啟春，湯曉玉，寧睿婷，等.與生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)動的中國沼氣工程建設現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2015（8）：1-6.

[6] 鄧良偉，陳子愛，龔建軍.中德沼氣工程比較[J].可再生能源，2008（1）：110-114.