天刀永兴塔顶:中小规模养殖户建设沼气模式介绍

近年来养殖场沼气工程在中央大力支持下，取得了良好的发展。截止到2009年底全国已建设规模化养殖场沼气工程5.6万处，其中小型沼气工程3.4万处，占60.1%；中型沼气工程1.89万处，占33.75%，同时，全国各地开发出风格各异的沼气工程建设模式。由于各地畜禽场周边种植业、养殖业、水域环境和土地资源等方面的不同，以及设计目的和思路的差异，国内养殖场粪污沼气处理模式主要有：一是农业部沼气科学研究所提出的按工艺分为3类：沼气（厌氧）—还田模式、沼气（厌氧）—自然处理模式和沼气（厌氧）—好氧处理模式；二是农业部规划设计院提出的按设计理念分为能源生态型和能源环保型；三是其他专业养殖户沼气建设模式。本文简单介绍一下常见养殖场沼气发展模式。
（一）沼气（厌氧）——还田模式  工艺流程参见图1。
1. 沼气(厌氧)——还田模式的关键因素。猪场周围要有足够的土地，也就是要考虑周围土地的承载力。
经济运输距离：丹麦沼气工程的沼渣沼液运输距离一般在10公里以内。国内一些专业人士经调查研究后认为，猪粪的经济运输距离为13.3公里，鸡粪43.9公里，牛粪5.2公里，而规模化猪场冲洗水量大约是猪粪的10倍，由此可推测，规模化猪场废水的经济运输距离在2公里以内。
沼渣沼液的储存：要有足够容积的储存池来贮存暂时没有被施用的沼渣沼液，不能有废水向水体排放。一些欧洲国家要求的粪肥或沼渣沼液储存时间基本上是6～9个月。美国地广人稀，其规模化猪场粪污储存池的设计容量相当大，基本上可以贮存1年的粪尿污水。
2. 沼气(厌氧)-还田模式适用地区。粪便污水还田作肥料是一种传统的、最经济有效的处置方法，可以使粪尿污水不排向外界环境，分散养殖户的粪污处理均采用这种方法。这种模式适用于远离城市，经济比较落后，土地宽广的猪场。猪场周围必须要有足够的农田消纳粪便污水，养殖规模不能太大。
目前由于担心畜禽疾病的传播和人畜共患病的发生，畜禽粪便废水经过生物处理之后再适度地应用于农田已成为新趋势。如德国、丹麦、奥地利等一些欧洲国家则是将粪便污水经过中温或高温厌氧消化产沼气后再进行还田利用，这样可以达到寄生虫卵和病原菌的无害化。日本在这方面走了10多年弯路，从上世纪70年代开始又大力推广粪污还田，说明这种处理模式有较强的生命力。国内一般采用厌氧消化产沼气后再还田利用，这样可以避免有机物浓度过高引起烂根和烧苗，同时经过沼气发酵，可以回收能源——甲烷，并且能杀灭部分寄生虫卵和病原微生物。上海地区在治理畜禽养殖污染的过程中，经过近10年的达标治理实践，近几年也回到了还田利用的综合处理模式。
(二)沼气(厌氧)——自然处理模式  工艺流程（参见图2）。
猪场粪污经过沼气发酵(厌氧消化)处理后，再采用氧化塘、土地处理系统或人工湿地等自然处理系统对厌氧消化液进行后处理。这种模式适用于离城市较远，经济欠发达，气温较高，土地宽广，地价较低、有滩涂、荒地、林地或低洼地可作粪污自然处理系统的地区。养殖场饲养规模不能太大，适合于以人工清粪为主，水冲为辅，冲洗水量中等养殖场。在国外，猪场粪污往往采用多级厌氧塘、兼性塘、好氧塘与水生植物塘进行处理，水力停留时间长达600天，占地面积大。我国南方地区，如江西、福建、广东等省大多采用沼气发酵(厌氧消化)-自然处理组合系统。厌氧处理系统有地上式和地下式，而地下式厌氧消化系统与自然处理系统组合可实现完全无动力。
（三）能源生态型建设模式  该模式是以生态农业的观点，对处理过程中涉及的资源统一筹划、系统安排。着眼于让周边的农田、鱼塘或水生植物塘最大限度地消纳前期处理后的废水，在经过系统化的粪便处理和资源化利用后，力争达到粪污的“零排放”。适用于周边有相对充分的消纳场地（如农田、鱼塘或水生植物塘等）的畜禽场，对那些土地资源稀缺或者没有农田等消纳的畜禽场不适用。
（四）能源环保型建设模式 能源生态型建设模式是以生态环保理念为指导，借鉴传统水处理技术，先对畜禽废水经过固液分离，再分别将固渣制成商品肥，沼液经过厌氧消化处理和沉淀后，再经过曝气、物化等好氧处理，最终达标排放。根据养殖场规模、污水排放标准、投资规模和周边环境等条件，又可分为还田模式、自然处理模式和工厂化处理模式。主要适用于周边环境无足够消纳场地或消纳场地太远的区域。
（五）养殖专业户的沼气模式  养殖专业户规模的沼气池容积在50～200立方米，这类沼气池的设计和建设不同于户用沼气但有别于大中型沼气工程。目前比较典型的有户用水压式沼气池放大型和串联池。
1.宁海池型（户用水压式沼气池放大、有水压间）。这是浙江宁波地区的一种代表池型, 容积在30～80立方米。按照农村户用水压式沼气池设计原理和结构特点进行容积适度放大, 采用地下砖混结构和现浇混凝土，施工简单、结构安全、管理方便。为了节约土地，将水压间设置在池顶入孔的周围，半环状，类似于江西等地流行的顶返水沼气池。装置示意图见图4。
2．双流池型(户用水压式沼气池放大、无水压间, 有储液池)。这种池在四川双流县比较常见, 单池容积从18～100立方米,运行效果良好。特点为：不设水压间，采用排水储气法，设置有容积较大的沼液储存池；适合在丘陵地区建设，沼气装置依坡形布置，沼液储存池建在地势较低位置；池型为蛋壳型结构，主要采取飘砖建造, 受力部分加钢丝网混凝土，从而降低造价。装置示意图见图5。
3.串联池。这类池型由农业部沼气科学研究所提出，是将数个发酵单池串接起来形成一个沼气处理系统。从2002年在四川和浙江推广示范以来，运行效果良好。如四川菌草中心培训基地的50余头育肥猪猪粪以及少量鸡粪、羊粪和厨余物处理就采用该种模式。示意图见图6。
再比如农业部沼气科学研究所根据温江农村能源办公室和业主要求，在串联池基础上将储气浮罩与主池分离的衍生性池型。示意图见图7。
（六）总结  以上几类沼气池建设模式经多年来推广应用证明，设计合理，使用安全，有进一步推广价值的建设模式。这些池型各有适用范围和优点，同时也存在各自的不足和问题，各养殖场或专业养殖户可根据各自的情况，通过优化设计，改进相应的池型，达到更高的处理能力和适用性。