豬場糞污資源化綜合利用模式

王桂柱，史國翠，王建濤，李 莉

（河北省唐山市畜牧工作站，河北 唐山 063000）

1 模式簡介

資源化綜合利用模式指糞污通過厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣用作生活燃料或發(fā)電，發(fā)酵后剩余沼渣沼液作為有機肥，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。厭氧發(fā)酵池及沼渣沼液貯存池的容積與糞污產(chǎn)生量、施肥周期、土地承載量相匹配。主要模式畜-沼-糧，該模式可實現(xiàn)節(jié)約資源和保護環(huán)境雙贏。

唐山齊順生物有機肥有限公司，位于唐山市樂亭縣龐各莊鄉(xiāng)，2016年采取資源化綜合利用模式，是資源化綜合利用模式的典型示范場。年存欄生豬5 000頭，年產(chǎn)糞便3.8萬噸，年生產(chǎn)固態(tài)有機肥0.85萬噸，沼液肥1.1萬噸，屬于生豬養(yǎng)殖與有機肥生產(chǎn)的綜合利用模式。

2 工藝流程

該模式下，糞便經(jīng)過固液分離后，固體部分經(jīng)過堆肥發(fā)酵，制成有機肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；液體部分采用厭氧發(fā)酵處理，用于沼氣發(fā)電、制作沼液肥。圖1為齊順養(yǎng)殖場糞污處理流程。

圖1 齊順養(yǎng)殖場糞污處理流程

3 技術(shù)介紹

3.1 原料預(yù)處理

原料來源于豬場糞污和外購牛糞，完全實現(xiàn)糞污全利用。豬舍兩側(cè)設(shè)有尿溝（圖2），豬尿可直接排到儲存池，豬糞即可用推車運輸，這樣減輕了糞尿收集工作。該模式下收集的糞便在勻漿池中收集后，轉(zhuǎn)入預(yù)熱池，為厭氧發(fā)酵做準備。

圖2 豬舍邊上的尿溝

3.2 厭氧發(fā)酵原理

厭氧發(fā)酵罐（圖3）和二級發(fā)酵池，以及沼氣凈化利用等配套設(shè)施構(gòu)成了畜禽糞便處理系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的厭氧發(fā)酵系統(tǒng)。該模式采用升流式固體厭氧反應(yīng)器（USR），USR的下部是含厭氧微生物的固體床，發(fā)酵原料從反應(yīng)器底部進入，依靠進料和所產(chǎn)沼氣的上升動力按一定的速度向上升流，料液通過高濃度厭氧微生物固體床時，有機物被分解發(fā)酵，上清液從反應(yīng)器上部排出。未消化的生物質(zhì)固體顆粒和沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出，這樣大幅提高了固體有機物的分解率。采用雙層儲氣膜儲存沼氣（圖4），產(chǎn)生沼氣經(jīng)過水汽分離、脫硫塔提純后，沼氣發(fā)電能夠供應(yīng)豬舍的正常生產(chǎn)，每天可產(chǎn)生沼氣1 600米3，每小時可發(fā)電85千瓦。該設(shè)備操作簡單，易于初學(xué)者接受。

圖3 厭氧發(fā)酵罐

圖4 雙層儲氣膜儲存沼氣

3.3 沼液、沼渣利用

經(jīng)厭氧發(fā)酵后的沼液沼渣經(jīng)過固液分離，沼液經(jīng)過無害化處理后，可做成液體肥（圖5）；沼渣干化后按1∶1加入發(fā)酵菌劑和草炭腐植酸，經(jīng)過21~30天堆肥發(fā)酵，可做成固態(tài)有機肥（圖6）。

圖5 液體有機肥

圖6 固體有機肥

4 效益分析

每年投入成本536.85萬元，產(chǎn)生電、液體肥、固體肥合計1 184.42萬元，直接經(jīng)濟利益647.57萬元。

4.1 經(jīng)濟效益

年運行成本包括水電費、人工費、設(shè)備折舊費和維修費、原料費、銷售費用。養(yǎng)殖場自用地下水，水費折算電費計算。

電費=平均每天耗電量900千瓦×330天×每千瓦時電0.5元=14.85萬元（年處理糞污按照330天計算）

人工費=每月2 500元×12月×5人=15萬元

糞污處理設(shè)備總投資500萬元，按20年使用壽命計算，平均每年折舊費25萬元，每年維修費用2萬元。

養(yǎng)殖場采用固體糞、液體糞分離收集，故糞便原料收集成本可忽略不計。

需額外購買牛糞3萬噸/年×100元/噸=300萬元，腐殖酸4 000噸價值160萬元。

有機肥銷售成本按10元/噸計算，則項目每年生產(chǎn)液體、固體有機肥2萬噸，銷售成本合計20萬元。

運行成本=水電費+人工費+設(shè)備折舊費和維修費+原料費+銷售費用=14.85+15+27+300+160+20=536.85萬元

4.2 獲取收益

年處理糞便38 325噸，產(chǎn)生沼氣58.4萬米3，發(fā)電78.84萬千瓦，節(jié)約電費39.42萬元；生產(chǎn)液態(tài)肥1.1萬噸，固態(tài)肥0.85萬噸，總共價值1 145萬元。

項目年利潤=收益-成本=1 145萬元+39.42萬元-536.85萬元=647.57萬元

4.3 生態(tài)效益

該模式不僅能消耗掉養(yǎng)殖場內(nèi)的糞污，同時還吸收了周邊牛場的糞便，收集糞便轉(zhuǎn)化為清潔能源和有機肥，為周邊花生等農(nóng)作物提供優(yōu)質(zhì)肥料，有效緩解糞便污染帶來的環(huán)境壓力。

5 推廣建議

該處理模式適于收集大中型養(yǎng)豬場畜禽糞便的集中處理，周圍有配套的農(nóng)田或園藝種植，減少有機肥銷售、運輸成本。