集约化猪场粪便污水综合利用技术的实践与认识
郑春芳 于桂阳*
（湖南永州职业技术学院生物科学技术系，湖南永州 425000）
摘 要：湖南永州职业技术学院实习农场生态养殖园是一家从事养猪产业开发实体，按猪、沼、果、鱼、花 （蔬菜）方式布局来规划设计生态养猪园，集约化猪场存栏基础母猪1 000头，在生产实践中通过雨污分流、干湿分离等方法对猪场的粪便污水进行粗处理，猪场粪便污水在 “猪-沼-果 （蔬、花卉）”生态种养结合养殖模式的基础上，应用循环经济技术，利用生态工程技术，因地制宜地开发利用粪便污水资源，利用沼气发电，利用沼液种植农作物，利用干湿分离的猪粪生产有机肥，为集约化猪场粪污的处理提供了一种可供选用的技术模式，具有良好的推广价值。
关键词：集约化猪场；粪污处理；种养结合；沼气发电；有机肥加工
近年来，随着养猪业的快速发展和规模的不断扩大，给猪场周边环境带来严重的污染，对生态环境造成较大的影响。据测算，年出栏万头商品猪场，每天可产生粪尿污水100多吨，对环境构成的环保问题十分突出。据不完全统计，2014年全国因环保问题而遭政府警告、勒令拆除的各种规模的养殖场约有10 000个，如此庞大的数量，说明国家正在对畜禽养殖业造成的污染问题加大整改力度，这给众多养殖者敲响了警钟[1]。如何有效解决畜禽粪便污水无害化处理问题是集约化猪场面临的重大课题和关注点，因此，实现猪场粪污无害化处理与资源化利用，对实现集约化、规模化养猪的可持续发展具有重要意义。本文以永州职业技术学院实训基地集约化猪场为例，介绍集约化化猪场粪便污水综合利用技术，以供同行参考。
1 猪场基本情况
湖南永州职业技术学院实习农场生态养殖园是一家从事养猪产业开发实体，按猪、沼、果、鱼、花（蔬菜）方式布局来规划设计生态养猪园，做到了场地宽阔、交通便利，场内花木果林郁郁葱葱，环境优美，自然防疫条件十分优越，能够和周围的自然环境融合在一起，是占地300多亩的“一场四园”农业综合循环生态养猪模式。区域内建有一年出栏20 000头生猪的智能化猪场，占地63亩；优质水果园占地100亩，主要品种有香柚、柑桔、枇杷、黄花梨等十多个优质水果品种，且培植了大量优质水果种苗；建有57亩水面的生态水产园，有鱼塘11口，在鱼塘边建有配套的猪舍、鸭舍和鸡舍。实行“塘边养猪、水中养鱼、水面养鸭、塘埂种葡萄”的立体生态农业模式，较好地发挥了“猪、沼、鱼、果（蔬、苗）”互利的生态关系；蔬菜栽培园面积25亩，主要以推广优质种苗为主，每年可产无公害蔬菜和反季节蔬菜30余万千克，年产值可达60万元以上，年利润可达20万无；花卉苗圃园面积50亩，常年有盆花5 000余盆，盆景1 000多盆。整个无公害生态基地年产值达5 000多万元，年利润500余万元，取得了明显的经济效益和社会效益。该猪场被评为全国农业院校明星企业，是一个高效、低耗、无污染的生态经济良性循环的生态养殖园，成为我国生态农业的典范，具有良好的推广价值。
2 粪污综合利用的实践
根据猪场规划的实际情况，永州职业技术学院猪场粪便污水在“猪-沼-果蔬”生态种养结合养殖模式的基础上，不断延长生态产业链，应用循环经济技术，因地制宜地开发利用粪便污水资源。在生产实践中，利用沼气发电，利用沼液种植农作物，利用干湿分离的猪粪生产有机肥，猪场粪便污水循环利用生产工艺图见图1。
图1 猪场粪便污水循环利用生产工艺图
2.1 粪便污水综合治理技术生产工艺
2.1.1 雨污分流
猪场的粪尿、污水与自然雨水分别各用一条管道输送排放，雨水可直接排放到河道、水库或鱼塘，清洗猪舍的污水和尿液需通过排污管道到沉淀池，经过沉淀后进入沼气池。雨污分流可减少猪场污水的处理量，减少沉淀池的建设容积[2]。
2.1.2 干湿分离
单独收集猪的粪便堆放在集粪发酵棚，冲洗的污水、尿液通过专用污水管道流入沉淀池，经过二次沉淀后进行固液分离，分离后液体部分流入沼气池，固体部分堆放在集粪棚与猪粪一起发酵，发酵后的粪便可直接或加工作为农作物有机肥。
2.1.3 污水处理
猪场污水、尿液经沉淀后在沼气池进行厌氧发酵分解，产生的沼气可进行发电和作为猪场生活的清洁能源，产生的沼渣可作为农作物的有机肥料，产生的沼液排入鱼塘，培育浮游生物养鱼，净化鱼塘水质。
2.2 种养结合循环利用猪场粪便污水
永州职业技术学院猪场创造了一套“猪-沼-鱼-果（蔬菜、苗木花卉）”有机废物循环利用技术，即利用猪场粪便和沼渣发酵后加工有机肥种植苗木花卉、蔬菜和果树，污水经多级沉淀制取沼气，沼气可发电和供生活用的清洁能源，沼液喂鱼，鱼池污泥种植葡萄。
2.3 发展沼气工程，提高猪场综合效益
2010年猪场投资300万元建设大型沼气工程，建有容积500 m3的大型发酵池（图2）3座，发电房60 m3，150 kW的发电机组（图3）1组，以及其他配套设施。沼气工程现在每年可产沼气11万立方米，用沼气可发电18万度。以往猪场每年用电15万度，需电费10.5万元，现在自己沼气发电，每年可省电费10万元以上。
图2 猪场沼气发酵池
图3150 kW沼气发电机组
2.4 有机肥加工
将猪粪便堆积在发酵大棚，将主料和辅料按照7∶3的比例调配，同时拌入0.5%的微生物发酵复合菌剂进行有氧发酵。2～3天温度稳定在50℃以上时，每天翻堆一次，55℃以上陈化处理15天完成腐熟。合格的发酵粪便粉碎筛分，分筛的半成品检测合格后烘干，将水分降至30%以下，然后造粒或直接烘干冷却包装入库。具体流程见图4。
图4 有机肥生产加工流程图
3 对粪污处理的认识
猪场粪便污水虽然是重要的污染源，但同时也是可利用开发的资源，如何综合利用规模养猪场的粪污，实现污染物的资源化利用，成为当前一项十分重要而紧迫的科研任务[3]。在生产实践中，我们采用综合技术处理猪场粪污，污水经多级沉淀和厌氧发酵产生沼气后可排放或施肥，固态粪可加工生产有机肥，为猪场粪污的处理与利用提供了一种种养结合、循环经济的生态养殖模式，具有可推广价值。
3.1 效益分析
猪场粪便污水采取种养结合、沼气发电和加工有机肥等综合处理措施后，产生了良好的经济效益和社会效益，猪场每年减少排污处理费10万元，年发电18万度，按每度0.7元计算，年减少电费开支12.6万元，加工有机肥年创收30余万元。采用干清粪工艺固液分离，固体部分进行有氧发酵生产有机肥，液体部分进行沉淀和厌氧发酵，能大大降低猪场粪污对周围环境的污染[4]。社会公众最关心的环境和健康问题应引起猪场经营管理者的高度重视，如果说以前传染病影响的是猪场经营者的效益，那么今后环保问题将关系到猪场的生死存亡[5]。
3.2 种养结合
沼渣是很好的农作物有机肥料，沼液是鱼的优质饲料，种植业和水产养殖业可消化大量的沼渣、沼液。建议实施种养结合生态模式，以经济实用地解决猪场粪便污水污染问题，将猪场废弃物转化为资源并重新利用，其能够供应农作物生长所需的营养物质，降低化肥的使用量。把规模猪场建到农村，可使猪场大大降低环保处理费用（只需沼气工程），还可使周边农户大受其益，实现企业、农户双赢双丰收；同时科学地应用此类有机肥是保护、提高地力的最有效措施[6]。
3.3 沼气发电
沼气发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机，并装有综合发电装置，能产生电能和热能。实践证明，厌氧处理是猪场粪便污水处理中很好的工艺流程，捡粪后的粪污在厌氧池只需停留4～6天，BOD和COD即可降低约75%。规模化养猪场实施沼气开发、利用，具有科学性、可推广性，有利于开展粪污的综合利用，能显著提高生态、社会和经济效益[3]。
每个猪场至少要分别建沼气池和沉淀池（三级化粪池）两个以便轮流进入污水，确保厌氧发酵时间，按15天轮转一次。每存栏1 000头猪需建沼气池100 m3、沉淀池（三级化粪池）100 m3、沼液总贮池12 000 m3、稳定鱼塘等设施6 667 m2[7]。
参考文献
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[2]李诗兵,雷浩兵,黎坤.规模化养猪场粪污综合治理方案及效果分析[J].当代畜牧,2008(4):41-42.
[3]严小东,凌钦润,袁成进.规模猪场粪污综合治理和利用技术研究[J].广西农学报,2014,29(1):45-49.
[4]盛婧,孙国峰,郑建初,等.典型粪污处理模式下规模养猪场农牧结合规模配置研究I.固液分离-液体厌氧发酵模式[J].中国生态农业学报,2015,23(2):199-206.
[5]解玉怀,尚庆辉,张桂国,等.猪场废弃物处理技术研究进展[J].家畜生态学报,2015,36(1):6-10.
[6]陈国众,李焕烈.规模化养猪场粪便污水处理及利用的实践与思考[A].见:中国农机学会机械化养猪协会,中国畜牧兽医学会养猪学分会,中国地方猪种保护与利用协作组.“腾骏杯”中国改革开放养猪30年大型征文比赛优秀论文集[C].中山:《现代化养猪》杂志编辑部.2007.41-44.
[7]王修川,袁新国,王腾.试论循环经济及畜禽废弃物资源化[J].环境科学与技术,2008,31(8):155-157.
中图分类号：X713
文献标识码：B
文章编号：1673-4645(2016)11-0033-03
收稿日期：2016-09-08
作者简介：郑春芳（1971-），女，汉族，实验师
*通讯作者：于桂阳，汉族，教授，博士，研究方向：动物生产与疾病防治；Tel：0746-8216608（家）、13974613405，E-mail：yuguiyang.2008@163.com
