養豬業的發展提高了人們的生活品質,同時帶動了地方農牧副業的發展,實現農民增收。但長期以來,“臭氣熏天、蚊蠅成群”一直是養豬場被人詬病的一個難治“污點”。規?;笮宛B豬場糞污污染已到非治理不可的地步。沼氣生態模式可很好的解決這一難題,該模式依靠現代化的設備組成比較完善的處理系統,將畜禽糞便經過一系列的生物發酵處理,產生沼氣,最大限度地回收能源,以能源開發(供熱、發電)為核心,以沼渣、沼液的還田利用為紐帶,以多種園藝種植利用為依托,大幅度提高畜禽養殖業廢棄物綜合利用效益,消除畜禽養殖廢棄物產生的環境污染,實現規模畜禽養殖業可持續、穩定發展。
1 豬場糞污的處理
1頭體重50kg左右豬的日排泄糞尿按6kg計,年產糞尿約達2.2噸。如果采用水沖式清糞,1頭豬日污水排放量約為30kg。1個年出欄萬頭商品豬的規?;i場日排泄糞尿達1.1萬噸,年排泄糞尿達400萬噸;采用水沖清糞則日產污水達1.5萬噸,年排污水550萬多噸。這些高濃度的有機污水,若得不到有效的處理,囤積場內,必然造成糞污漫溢,臭氣熏天,蚊蠅孽生。
固體即干糞,比較容易處理??芍苯映鍪劢o農戶作肥料或餌料,亦可進行生物發酵,生產出豬糞生物有機肥,這種肥料除了保持豬糞本身的肥效外,其中的有益菌能起到除臭、除濕、殺滅病原微生物的作用。若同時加入相應的菜粕、多種微量元素還可制成高效的生物有機肥,不僅可消除污染源,還能創造出可觀的經濟效益。為此,規模化豬場應采用人工清糞為主,盡可能不用水沖欄圈,實行糞水分離,以便提高豬糞有機肥的產量和質量。
液體即污水,目前的處理方法一般是首先進行固、液分離(可用沉淀法、過濾法和離心法等)將分離出的固體部分作干糞處理,液體部分再進行生物氧化、厭氧處理或用于人工濕地。在水資源缺乏的地區可將處理后經檢驗合格的上清液回收后再用于沖洗豬圈。
2 規模化養豬場沼氣工程處理技術模式
我國各地養豬場的飼養規模、生產狀況、管理模式、經濟條件千差萬別,地理位置和環境容量差別很大,廢水或固體糞便的處置與排放方式也不盡相同,因此處理技術和模式多樣。規模養豬場沼氣工程建設,應根據厭氧處理工藝的特點以及對厭氧殘留物處理利用方式和要求的不同,在實際工程設計中,根據現場條件、沼氣利用和排放等方面的要求,選擇不同的模式。
目前,規?;i場沼氣工程處理模式劃分為能源生態型和能源環保型兩種。
2.1 能源生態模式
該模式以厭氧消化為主體工藝,是資源綜合利用模式,主要是指畜禽糞便經沼氣池發酵后,所產生的沼氣經過凈化后作為燃料,沼渣、沼液按食物鏈關系作為下一級生產活動的原料、肥料、飼料等進行再利用;同時該模式結合氧化塘或土地處理等自然處理系統,可以使處理出水在非利用季節達到排放標準。該模式主要適用于周邊有適當規模的農田、魚塘或水生植物塘的養豬場,可促進農業有機肥的施用,節制性地使用無機化肥,發展綠色食品產業。該模式同時也具有一定的經濟效益,可以實現規模豬場自身的良性、循環發展。
2.2 能源環保模式
該模式的關鍵是糞污水減量化,首先通過固液分離的方法將固態糞分離出來,分離出的糞渣出售或生產有機復合肥,分離后的液體進行厭氧消化處理,厭氧后的污水再通過好氧處理系統進一步凈化處理,達到國家和地方規定的相關排放標準后,排入相應的水體。該模式是達標排放模式,主要應用于周邊既無一定規模的農田,又無閑暇空地可供建造魚塘和水生植物塘的養豬場。該模式沼氣工程通常規模較大,后續達標排放處理運行費用較高。
2.3兩種模式比較
兩種模式的共同之處在于均利用沼氣技術處理豬場糞污水,利用沼氣燃料作為能源,但兩種模式在技術上和投資運行成本上有很大的差別。
能源生態模式以資源回收與綜合利用為目的,主要側重于沼氣、沼渣、沼液等資源的回收與利用,對清糞工藝無特殊要求,多采用全混式厭氧發酵裝置,對出水水質無要求,但要求周邊應有一定規模的農田消納沼渣液,以便進行土地利用,或有空閑地可供建造魚塘和水生植物塘等,通常適用于各類規模的沼氣工程。
能源環保型則以處理糞污水為目的,對沼氣和沼渣、沼液的利用為輔,對出水水質要求很高,水處理后的最終產物必須符合國家或地方排放標準,因此該模式要求進入沼氣裝置糞水的懸浮物和固體含量較低,以減輕后續處理的難度和運行費用,較適用于大型沼氣工程。在周邊無充足的農田消納有機肥料,出水必須排放的情況下采用該模式,其優點是適應性廣,不受地理位置限制,占地少;缺點是投資大,能耗高,運行費高,機械設備多,維護管理量大,需專門的技術人員運行管理。
3 沼氣的利用
沼氣的主要的成分是CH4和 CO2,還含有少量H2、H2S、CO、N2、O2和碳氫化合物。沼氣是一種優質的氣體燃料,熱值約為37.84 kJ/L,能產生相當于0.7kg無煙煤提供的熱量。沼氣可用于發電、作生活燃料,還可用于豬場產房和保育床的加熱等生產用能;把沼氣通入種植蔬菜的大棚或溫室內燃燒,利用沼氣燃燒產生的CO2,進行氣體施肥,不僅可增產,還能生產出綠色無公害蔬菜;利用沼氣中甲烷和二氧化碳含量高、含氧量極低、甲烷無毒的特性,來調節貯藏環境中的氣體成分,控制糧食、水果的呼吸強度,減少養分消耗,實現無蟲保鮮,達到產品增值的目的。
4 沼渣液的利用
沼渣含有較全面的養分和豐富的有機物,其中有機質36%~50%,粗蛋白5%~9%,全氮0.8%~1.5%,全磷0.4%~0.6%,全鉀0.6%~1.2%,還有富含礦物質的灰分,可做基肥,也可做追肥,降低用肥成本;用沼渣作基肥可減少作物和果樹在整個生育期內病蟲害的發生;沼渣具有緩速儲備的優點,施用后不僅當季作物增產效果明顯,而且對后續作物也有顯著的肥效;沼渣還具有改良土壤的作用,長期施用沼渣沼液肥料可使土壤疏松,增強土壤保水保肥能力,改善土壤理化性狀,使土壤有機質、總氮、總磷及有效磷等養分均有不同程度的提高。
沼氣發酵液作為有機肥通常應用于果樹、花卉、蔬菜、大田作物等各類種植。利用沼液無泥育秧可節省秧田面積,提早育秧,早插秧,減少用工等。
5 小結
隨著規?;B豬的迅速發展,防止豬糞尿污水的污染,保持生態環境平衡,已刻不容緩。因此,要加大對豬糞尿污水處理和開發利用的研究力度。規模大的養豬企業,有較強的經濟實力,有條件購置廢物的加工及處理的設備設施??砂凑瘴镔|循環利用這種生態農業模式進行規劃和改造養豬場,對豬糞污水進行綜合處理與開發利用,確保養豬業長期穩定的生存與發展。沼氣工程技術的開發應用,不但可以解決豬場經營者治污的投資回報問題,也根治了豬場對周邊環境的嚴重污染,為人類和動物提供一個良好的生存和生活環境,將給許多大規模養豬場開創一個“綠色養豬”的新藍圖。