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区域畜 禽废弃物全量化处理利用的模式探索
时间 : 2019-10-04 浏览量 : 103

山东GOGO体育平 台工程有限公司已在沼气工程领域深耕十年,有着丰富的行业经验,生产各种沼气设备,承接大 中小各种规模的沼气工程,承建黑膜沼气池红泥膜沼气池等各种软体沼气池及双膜气柜、集雨窑等,同时生产加工各类液袋水囊、桥梁预压水袋、森林消防水袋、可拆卸游泳池等,欢迎新 老客户洽谈合作,共谋发展!


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摘自《中国沼气》第5期 薛颖昊 魏莉丽 徐志宇 靳拓 王乐


中国是畜禽养殖大国,畜禽种类繁多。改革开放以来,我国畜 牧产业快速发展、养殖规模稳步扩大。据2017年中国 农村统计年鉴显示:2016年牲畜年底存栏量为105799.5万头,家禽59亿只,其中牛存栏量为10667.9万头,占总量的10.08%;猪存栏量为43503.7万头,占总量的41.12%。但随着 畜禽养殖规模化程度的不断提升,“养猪不种地、


种地不养猪”的现象 在客观上造成了畜禽粪污无处“还”的现象2,给环境 带来了严重影响,引起了 社会的广泛关注。根据第 一次全国污染普查公报显示:规模化 畜禽养殖粪便产生量约为2.43亿t,其中COD,TN,TP等排放 量是全国所有污染物总量的主要部分31,畜禽粪 污污染已居农业源污染之首,畜禽养 殖废弃物处理和资源化利用亟需推进治


理。2017年底国务院出台的《关于加 快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见》,提出到2020年全国 畜禽粪污综合利用率达到75%以上、规模养 殖场粪污处理设施装备配套率达到95%以上、大型规 模养殖场粪污处理设施装备配套率提前一年达到100%的目标6。虽然政 府出台的一系列相关扶持政策取得了显著成效,但目前 仍缺乏区域畜禽废弃物全量化处理利用方面的相关文献和技术规范等。对此,在阅读 大量文献并结合多年工作实践的基础上,对区域 畜禽废弃物全量处理利用的特性和相关技术模式进行了概述和探讨,希望为 实现区域畜禽废弃物全量化处理利用提供理念引导和技术支撑。1畜禽废弃物的特性

畜禽粪 污是指畜禽养殖过程中的产生的废弃物,包括粪、尿、垫塑、冲洗水、动物尸体、饲料残渣和臭气等。由于废 弃物中垫塑和饲料残渣占比很小,动物的 尸体通常是单独收集和处理的,臭气产生后随即挥发,畜禽废 弃物暂时不考虑这些物质,主要研究畜禽粪、尿及其 冲洗水形成的混合物。由于粪污是畜禽粪便、尿、冲洗水的混合物,凡是畜 禽粪便和尿中成分都存在于粪污中。实际上,畜禽对于饲料中氮、磷和钾等吸收得很少,未被利用的养分将随  着粪尿排泄出来。针对不 同畜禽分析各个时期粪便的特性,如表1~表3所示。


2畜禽粪 污全量化处理利用的设计思路

区域畜 禽粪污全量化处理利用应按照“区域统筹、还田优先、产业发展”的思路,客观评 估区域内畜禽粪污的产生量与利用现状,布局畜 禽粪污资源化利用工程,建设粪污收储运体系,完善配套政策,构建粪 污全量利用的长效机制。其主要设计思路如下

(1)分析畜 禽粪污的利用现状并估算区域内产生量与可收集量。采用座 谈和入户调查相结合的方式,调研区 域内现有不同方式的畜禽粪污的利  用状况(有机肥还田比例、储存农用、生产有机肥、黑膜沼气池沼气发电等利用量)、相关的 畜禽粪污利用数量和规模及其分布情况、沼液存 贮点数量和面积、实际储存能力。在考虑经济发展状况、农民收入情况、养殖  种类是 否具有典型性等因素的基础上将所选择调查  的区域分县、乡(镇)、村三级进行。入户调查包括  农户基本情况、畜禽养殖情况、粪污利用情况、农业  用肥情况、生活用 能情况等方面内容。依据对区域  内畜禽养殖种类、养殖规模、存出栏比例、粪污产生  比例等 估算出粪污产生总量。依据养殖条件、收集  方式、储存农 用量及其他损耗等因素,估算出 区域内实际粪污可收集利用的数量  (2)依据区 域土地承载力确定畜禽粪污还田量  及比例关系。粪污黑 膜沼气池发酵还田不仅是解决畜禽废弃物  出路的有效途径,也是保 持土壤肥力的必要措施,既  包括收 集粪污堆沤黑膜沼气池发酵后的直接还田,还包括通过  间接还 田的方式如生产固体、液体有 机肥和黑膜沼气池发酵后  的沼渣还田。在统筹 畜禽粪污还田时,应考虑以下  两个方面因素:一是区 域土地畜禽粪污承载力,这需  要了解 单位土地面积保持土壤肥力的最小畜禽粪污  还田量、最大还田量、适宜还田量。最小还田  是指为 保持土壤肥力并补充土壤有机质所必需还  的畜禽有机肥的数量,最大还 田量是指单位面积


田量是 指在综合作物产量、还田作 业成本与保持土  壤肥力 等因素的基础上确定的还田的数量。二是农  艺农具与技术相配套,筛选相 匹配的农机具车辆及  配套的还田技术,有效避 免在过程中对作物产量产  生不必要的负面影响,解决畜禽有机肥还田“如何  还、还下去、还得好”的问题。综合考虑畜禽粪污利  用的技术成熟度、二次污染程度、区域畜禽粪污收储  运水平、社会经济发展水平、节能减排效益、与政策  规划导 向的协调程度等,优选利用技术、构建发展模  式依据 区域畜禽粪污综合利用现状,合理规划好畜  禽废弃物用于肥料、基料原料的数量比例,解决畜禽废弃物“用得掉、用得好”的问题。

(3)合理布 局粪污收储场地及健全畜禽有机肥产业的政策保障体系。依据畜 禽养殖的特性评估粪污收集的半径和运输成本,确定粪 污收集种类数量和范围,科学合 理地布局畜禽粪污储存点,建设规 模适宜的沼液储存池,配套相关车辆和人员,同时构 建有机肥物流体系,实现供 应链各主体间的信息共享、利益共得和风险共担,提高收 储运效率解决畜禽粪污资源化、全量化利用的问题。同时构建基于政策  引导的 市场化运行的机制与体制,从资金投入、组织  管理、技术支撑、法律规 范等方面制定切实可行的保  障措施,充分发挥养殖户、合作社 和企业的主体作  用,解决好 主体运行责任与补偿的问题切实推动畜  禽废弃 物全量化利用的可持续发展。


3区域畜 禽粪污全量化处理利用的技术模式

通过对 农业面源污染防治重点区域和生猪养殖  区的多次调研,以及各 地开展的畜禽粪污全量化利用摸索实践,归纳总结出“有机肥料还田型、多元循环利用型、产业利用主导型”等3种区域 畜禽粪污全量化处理利用技术模式。

3.1有机肥料还田型模式

有机肥 料还田型模式是指以畜禽粪污经过无害化处理后以还田为目的,以固体 和液体有机肥为主、  其它利 用方式为辅的畜禽粪污全量化处理利用格  局。畜禽粪 便经过简单堆沤黑膜沼气池发酵等无害化处理后还  田有助 于补充土壤养分、提高土壤有机质含量。结  合养殖 业生产实际粪污量及直接还田的粪污量,将  大部分 的粪污加工成有机肥后再还田。同时,配套  完善的政策措施,政府除 了要做好宣传推广和相关  人员的技能培训,还要制 定实施切合当地实际的有


机肥还田作业标准。该模式 要求粪污存储收集  湿分离、无害化处理、运输等 机械设施在种类和数量  上高度匹配,并配套 适宜的有机肥还田技术。  衢州市 宁莲畜牧业公司是一家专业从事生猪养  有机肥 加工等产销一条龙的大型生猪生态养殖  企业。该公司 年出栏商品猪约3万头,有机肥厂可  年处理猪粪10001在畜禽 粪污处理利用中,该公  司采取“两分离,三配套”的工艺,重点在沼液利用  上下功夫。黑膜沼 气池厌氧黑膜沼气池发酵后的沼液通过沉淀池的自然沉  淀分离出上清液,再利用 气浮池的微气泡小颗粒吸  附、快速高效过滤器、逐步多 级纤维滤袋的作用进  步固液分离,以达到 膜集成分离装置的进水要求。  经过膜预处理装置,去除沼 液中全部肉眼可见的颗  粒和大部分胶体物质,沼液清澈呈亮黄色。最后一  步是膜浓缩,利用膜的选择透过性,将沼液中的氮磷、钾营养 物质及有机质截留在浓缩液中,透过液可达标排放(见图1)。该工艺采用工业PLC控制下  的集中控制方式运行,按本技术设备处理100t·d  和浓缩10倍计算,年处理沼液约30得浓缩沼液3000清请洁循环水2001年产值160.8万元,其中浓缩液产值150万元,节水减排产值10.8万元

3.2多元循环利用型模式

多元循 环利用型模式是在客观分析区域内畜禽废弃物的产生量、消纳量、消纳方 式及剩余量的前提下1,整合畜 禽粪污全量化处理利用的相关技术实现畜禽粪污多元循环的利用模式,同时配 备完善的社会化服务,强化政策扶持力度,构建政 府调控与市场运行相结合的综合机制,以实现 区域内畜禽粪污全量化处理利用。该模式以循环为主,利用方式多元化,体现了“粪污黑 膜沼气池沼气发电、粪污-沼液还田、粪污-有机肥-沼渣还田等”循环链条。该模式 的重点在于原料的获得和持续供给,需要政府对产业布局、政策配套、运行管 理等方面进行调控

浙江开 启能源科技有限公司是一家专业从事畜禽排泄物资源化综合利用的企业,也是国 内首家以生猪排泄物为主要原料,融黑膜 沼气池沼气发电、余热利用、有机肥生产、种养殖 于一体的循环化发展示范企业。该企业 统一收集全县规模猪场的猪粪,进行黑 膜沼气池沼气发电和有机肥生产,同时在 水稻等集中种植区建立沼液综合利用示范基地,由沼肥 专业服务公司统一进行沼液运送和施肥服务,实现“猪粪收集-黑膜沼 气池沼气发电有机肥生产种植业利用”的循环利用模式


该公司 日处理畜禽粪便可达500t,年收集能力达36万头猪当量,可年产 黑膜沼气池沼气约660万m3,年发电量可


达1320万kW·ho


3.3产业利用主导型模式

产业利 用主导型模式是在考虑区域内的自然条件、生产方式、经济水 平等因素的基础上,充分满 足畜禽有机肥还田补充土壤有机质等基本需求的条件,通过引进先进技术、设施装备、资金政策等,扶持区 域内畜禽粪污综合利用企业做大做强、形成黑膜沼气池沼气


产业,不仅解 决了区域内畜禽废弃物的污染问题,同时实 现畜禽废弃物由粪污污染到资源型原料、由资源 型原料到增值性商品的质的转化。该模式 是以企业为主导的市场化运营,企业完成从粪污收集、储存、运输、加工以 及转化产品销售的整个过程。通过消 纳畜禽粪污发展黑膜沼气池沼气产业,在市场上公开交易,不


仅经济效益良好,生态效 益和社会效益也十分显著。  新余罗 坊黑膜沼气池沼气站是2014年由江西正合环保工  程有限 公司投资建设并负责运营的,是江西省首个  城镇黑 膜沼气池沼气集中供气试点项目(见图3)。该站主要利  用罗坊 镇及周边地区的畜禽粪污、稻草秸秆等为原  料,经过高温消毒、生物分 解等一系列无害化处理后,作为黑 膜沼气池沼气黑膜沼气池发酵的原料,实现畜 禽废弃物的资源化利用。罗坊黑 膜沼气池沼气站年处理农业废弃物约1.2万t,年产黑膜沼气池沼气145万m3,黑膜沼 气池沼气经过净化处理后主要供给罗


坊镇6000户居民做生活用气,多余黑 膜沼气池沼气供给农业废  弃物资 源化综合利用站满足自身用能。以3口之家  为例,月用黑 膜沼气池沼气约20m3,同液化气相比,每月可节  约45元。全年每户可节省气费540元,罗坊镇  6000户每年可节约324万元。该站产生的沼渣、沼  液加工成固态、液态有机肥分别为0.22万t,3.3万  t,可减少化肥量0.2万t,不断提升土壤质量,辐射  带动周边水稻田、蔬菜园、果园实 现生态有机种植,促讲传 统农业转型升级。


4结论

做好畜 禽养殖废弃物资源化利用已成为促进农  业可持续、实现乡 村振兴的一项重要内容。要从根  本上解 决畜禽废弃物的无序排放现象与污染环境问  题,关键是 构建区域范围内运行稳定的综合利用体  系和长 效健全的运营机制,推动区 域内畜禽废弃物的全量化处理利用。从畜禽 粪污产生量与可收集量估算出发,因地制 宜地优化集成畜禽粪污肥料化和原料化利用技术,统筹好 土壤肥力的持续提升与畜禽有机肥资源产业化利用之间的关系,合理布 局畜禽废弃物资源化利用产业和建设畜禽粪污存储场地,构建适 合区域特点的技术模式与技术服务体系。建立健 全政策保障机制,推动畜禽粪污“全域、全程、全量”利用的 长效运行与可持续发展,推进农业  循环可持续发展,真正实 现养殖业的畜禽废弃物作  为生物 质资源应有的社会、生态与经济价值。


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