衣恒磊 ，劉迎春 ，于樹(shù)濤 ，邵 坤 ，王述柏

（1.萊陽(yáng)市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，山東 萊陽(yáng) 265200；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山東 青島 266109；3.青島市畜牧工作站，山東 青島 266109）

多年來(lái)，我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模巨大，在提高農(nóng)民收入、保障畜禽產(chǎn)品供應(yīng)等方面發(fā)揮了重要作用，但隨之而來(lái)的糞污環(huán)境污染成為農(nóng)業(yè)污染的主要來(lái)源之一。我國(guó)是養(yǎng)豬大國(guó)，2021年全國(guó)生豬出欄6.7億頭，糞污產(chǎn)生量巨大，按每頭出欄豬平均排泄糞尿量1.71 t計(jì)算，糞尿年產(chǎn)生量達(dá)11.457億t，因養(yǎng)殖規(guī)模大小不一，導(dǎo)致糞污處理模式難以統(tǒng)一，因此，發(fā)展適宜于不同養(yǎng)殖規(guī)模、不同地域環(huán)境特點(diǎn)的種養(yǎng)結(jié)合養(yǎng)豬模式，是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。在現(xiàn)代畜牧業(yè)綠色環(huán)保發(fā)展要求的大背景下，推進(jìn)畜禽糞污高效處理及資源化利用不僅可以實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，有效減少環(huán)境污染，助力我國(guó)“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”目標(biāo)，還可給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)收益，產(chǎn)生良好的社會(huì)生態(tài)效益。山東省萊陽(yáng)市是全國(guó)首批實(shí)施畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目的縣市，萊陽(yáng)市豬場(chǎng)以中小規(guī)模居多，自2017年項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，萊陽(yáng)市鼓勵(lì)養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）因地制宜，大膽創(chuàng)新，在生產(chǎn)實(shí)踐中探索出了針對(duì)不同規(guī)模畜禽場(chǎng)的切實(shí)可行的多種技術(shù)模式。文章調(diào)研并介紹了山東省萊陽(yáng)市豬場(chǎng)糞污處理及種養(yǎng)結(jié)合資源化利用創(chuàng)新模式的一個(gè)典型案例，旨在為探討畜禽糞污處理及資源化利用高效模式提供借鑒和參考。

該案例是一個(gè)中等規(guī)模豬場(chǎng)糞污資源化利用實(shí)例。豬場(chǎng)位于萊陽(yáng)市河洛鎮(zhèn)，是專業(yè)生豬育肥場(chǎng)，占地0.804 hm2，建有3棟豬舍，共2 400 m2，每批育肥生豬1 400頭，年出欄2 800頭。采用自動(dòng)飲水、人工喂料飼養(yǎng)方式，豬舍溫度控制夏季采用濕簾+噴霧降溫方式，冬季采用地暖+暖氣片、沼氣爐供熱的保溫方式。

1 糞污處理及利用工藝流程

豬的糞尿及沖刷污水通過(guò)漏縫地板落入糞溝，采用刮糞板將其清理出舍外，收集貯存于舍外的地下集污池。對(duì)集污池的糞污先進(jìn)行固液分離，固體部分采用堆積發(fā)酵方式生產(chǎn)有機(jī)肥，液體部分返回集污池，用排污泵經(jīng)地下管道輸送至沼氣池生產(chǎn)沼氣，沼氣供豬場(chǎng)和農(nóng)戶作能源使用，沼渣、沼液采用罐車運(yùn)送到周圍菜園、果園或農(nóng)田施用。

沼氣池由進(jìn)料池、發(fā)酵池、沼液池組成，全部設(shè)置于地下，池上覆土，所占地域的上方建蔬菜大棚種植蔬菜，對(duì)沼氣池溫度進(jìn)行調(diào)控，冬季在大棚內(nèi)點(diǎn)燃沼氣燈提供二氧化碳和照明，采用沼液滴管對(duì)蔬菜施肥。具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 糞污收集及處理利用工藝流程

2 糞污處理關(guān)鍵技術(shù)單元及特點(diǎn)

2.1 糞污收集

豬舍內(nèi)地面采用漏縫地板+水泥地面模式，豬糞尿全部落入地板下方的糞溝內(nèi)，用刮糞板定時(shí)將糞溝內(nèi)的糞污收集到豬舍外的集污池，集污池（120 m3）位于地下，上面封蓋以遮擋雨水。為減少舍內(nèi)污水產(chǎn)生，豬場(chǎng)采用水盆+自動(dòng)水位限位器（圖2）的新型飲水裝置。此單元的技術(shù)特點(diǎn)是采用機(jī)械清糞，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了效率，避免了水沖糞、尿泡糞除糞法的糞污量大問(wèn)題；舍內(nèi)糞溝集糞、舍外糞池封蓋，完全實(shí)現(xiàn)雨污分流，干凈衛(wèi)生，減少臭氣外排；采用節(jié)水飲水裝置，可減少飲用水浪費(fèi)和污水產(chǎn)生量。豬舍立面結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖3。

圖2 水盆+自動(dòng)水位限位器原理圖

圖3 豬舍立面結(jié)構(gòu)圖（中間通道）

2.2 固液分離，雙渠道處理糞污

在集污池蓋板上安裝固液分離機(jī)，先對(duì)進(jìn)入集糞池中的糞污進(jìn)行固液分離，分離后的固體部分在堆糞棚內(nèi)堆積、高溫好氧發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，用于果樹(shù)施肥；分離后的污水排入集污池，然后輸送到沼氣池生產(chǎn)沼氣。此單元的技術(shù)特點(diǎn)是通過(guò)固液分離，可多渠道處理糞污，提高了糞污處理效率。

2.3 沼氣生產(chǎn)

固液分離的液體部分，采用排污泵通過(guò)地下管道自集污池輸送到沼氣池，在沼氣池厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣。沼氣池由進(jìn)料池（200 m3）、發(fā)酵池（720 m3）、沼液池（200 m3）組成，三部分串聯(lián)相通，液態(tài)糞污依次進(jìn)入進(jìn)料池、發(fā)酵池厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等凈化處理后使用，剩余的沼渣和沼液排入沼液池貯存待用。此單元的技術(shù)特點(diǎn)：糞便輸送方式效率高，實(shí)現(xiàn)徹底雨污分流；沼氣池分三部分，既相互聯(lián)通形成一個(gè)整體，又各自發(fā)揮不同功能，有利于沼氣收集、沼渣和沼液的排出，提高了沼氣生產(chǎn)效率。

3 糞污資源化利用關(guān)鍵技術(shù)單元及特點(diǎn)

3.1 沼氣利用

通過(guò)管道將生產(chǎn)的沼氣輸送到本場(chǎng)和周圍村莊農(nóng)戶（共46戶）用作能源使用，管道長(zhǎng)約1 300 m。沼氣的利用途徑主要有：本場(chǎng)生產(chǎn)生活使用；周圍村莊農(nóng)戶做飯用；本場(chǎng)冬季豬舍供暖用；冬季蔬菜大棚沼氣燈用。此技術(shù)單元的特點(diǎn)是：1）多途徑利用沼氣；2）采用管道輸送沼氣，安全性高；3）使用地點(diǎn)以就近為原則，高效便捷。

3.2 沼渣、沼液利用

運(yùn)用排污泵將沼液池內(nèi)的沼渣和沼液混合物泵入罐車，用于豬場(chǎng)周圍農(nóng)戶的果樹(shù)、蔬菜施肥。每年肥料化利用量達(dá)2 500 t。沼渣、沼液的具體使用方法：采用直接灌溉方式施肥，10 t沼渣、沼液混合物一次施肥0.033 5 hm2（果園）或0.067 hm2（作物），一年施肥1次。此技術(shù)單元的特點(diǎn)是利用豬糞便厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣后沼渣較少的優(yōu)點(diǎn)，不對(duì)沼渣和沼液混合物進(jìn)行固液分離，而是直接利用，可節(jié)省投資、便捷高效；用沼渣和沼液施肥，改善了土壤地力，減少了化肥的使用量，改善了水果、蔬菜的品質(zhì)。

3.3 豬舍、沼氣池、蔬菜大棚的空間布局特點(diǎn)

豬舍依山而建，處于向陽(yáng)坡；沼氣池建在豬舍南部，距離豬舍10～60 m；沼氣池設(shè)置于地下，池上覆土（土厚40 cm），所占地域的上方建蔬菜大棚（見(jiàn)圖4、圖5）。豬舍、沼氣池、蔬菜大棚在平面布局上距離緊湊、聯(lián)系緊密；在立體空間上，沼氣池與蔬菜大棚立體疊配，屬立體生態(tài)種養(yǎng)模式，溫度互補(bǔ)，符合各自生產(chǎn)要求。

圖4 沼氣池與蔬菜大棚疊配剖面圖

圖5 豬場(chǎng)平面布局圖

此技術(shù)單元具有多方面優(yōu)點(diǎn)：豬舍位置向陽(yáng)背風(fēng)，有利于生豬飼養(yǎng)環(huán)境控制；沼氣池的地下設(shè)置有利于冬季保溫，糞污輸送距離短；沼氣池與蔬菜大棚立體疊配，冬季有利于保持池內(nèi)溫度不過(guò)低（18℃以上），夏季由于有蔬菜遮擋陽(yáng)光和土壤水分蒸發(fā)散熱，可有效減低地表溫度，使沼氣池內(nèi)溫度不過(guò)高（30℃以下），從而使一年四季沼氣產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定（冬季產(chǎn)氣量占夏季產(chǎn)氣量的70%左右），蔬菜大棚與沼氣池的溫度互補(bǔ)效果見(jiàn)表1。沼氣池與蔬菜大棚建于同一地域，節(jié)約了土地。

表1 蔬菜大棚與沼氣池的溫度互補(bǔ)效果 ℃

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

本案例的糞污收集及處理設(shè)施包括刮糞機(jī)、集污池、固液分離機(jī)、堆糞棚、糞污泵、輸污管、沼氣池、蔬菜大棚、沼氣凈化罐、沼氣管、沼液罐車等，共投資51.5萬(wàn)元。每年糞污資源化利用的收益，包括有機(jī)肥、沼氣、沼渣沼液及蔬菜大棚的收益，可達(dá)8.78萬(wàn)元，其中有機(jī)肥生產(chǎn)120 t，按每t 200元計(jì)，共2.4萬(wàn)元；沼氣產(chǎn)6 500 m3，按天然氣價(jià)格2.9元/m3，共1.88萬(wàn)元；沼渣沼液產(chǎn)2 500 t，按每噸10元計(jì)，共2.5萬(wàn)元；蔬菜大棚種菜年收入按2萬(wàn)元計(jì)。綜上，6年糞污資源化利用的收益，可收回全部糞污收集及處理設(shè)施的投資。

4.2 生態(tài)效益

本案例豬場(chǎng)產(chǎn)生的沼氣全部作能源使用，減少用煤2.4 t；有機(jī)肥、沼渣沼液還田，節(jié)約化肥使用費(fèi)用約4.9萬(wàn)元，改善了土質(zhì)，提高了土壤肥力，提升了農(nóng)作物品質(zhì)；糞污實(shí)現(xiàn)全量收集、全量利用，達(dá)到了零排放、零污染，徹底解決了養(yǎng)殖污染問(wèn)題；設(shè)施布局合理，節(jié)約土地0.040 2 hm2。

4.3 社會(huì)效益

本案例豬場(chǎng)生產(chǎn)的沼氣免費(fèi)供本村農(nóng)戶使用，不僅充分利用了資源，而且減少了村民對(duì)畜禽養(yǎng)殖的排斥，構(gòu)建了和諧的睦鄰關(guān)系。

5 討論

目前，大型養(yǎng)豬企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了糞便的集中處理和資源化利用，但中小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污處理因運(yùn)輸成本和生物安全防范等因素限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)集中處理，綜合利用率普遍較低，因此，發(fā)揮“產(chǎn)消同位”優(yōu)勢(shì)、就地還田、發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖及實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合是降低其糞肥使用成本及提高利用效率的有效途徑。據(jù)報(bào)道，南安市建立了豬場(chǎng)糞污就地處理、就近資源化利用模式，在實(shí)施種養(yǎng)結(jié)合養(yǎng)殖模式時(shí)，構(gòu)建了一套完善的豬場(chǎng)糞污閉環(huán)利用技術(shù)，如徹底分離雨水、污水，使用配套節(jié)水設(shè)備，實(shí)行全場(chǎng)干清糞等，較傳統(tǒng)清糞方式具有更好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。劉福元等構(gòu)建了豬場(chǎng)果畜一體化糞污資源化利用模式，對(duì)糞污進(jìn)行固液分離，對(duì)固體和液體部分分別進(jìn)行好氧和厭氧發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬場(chǎng)糞污的全程收集、無(wú)害化處理及循環(huán)利用，但存在前期投入成本較高及要求外界環(huán)境干旱、光熱充足等問(wèn)題。黃麗君報(bào)道，豬場(chǎng)糞污使用的沼氣工程與異位發(fā)酵床技術(shù)處理在進(jìn)行資源化利用中各具特點(diǎn)，前者利用沼氣發(fā)電能夠并網(wǎng)，彌補(bǔ)豬場(chǎng)自身電力損耗，發(fā)酵剩余的沼渣、沼液可以用作基肥和噴灑的有機(jī)液肥；后者可以實(shí)現(xiàn)糞污“零排放”，可生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)全部資源化利用。但前者存在設(shè)備投入高、技術(shù)難度大及后期運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)；后者存在因極端天氣、保溫不足等導(dǎo)致的“死床”、成本高和重金屬殘留等問(wèn)題。

本案例對(duì)傳統(tǒng)的豬場(chǎng)糞污收集、處理以及沼氣生產(chǎn)程序進(jìn)行了創(chuàng)新，采用水盆+自動(dòng)水位限位器與豬舍漏縫地板配合使用模式，有效減少了飲用水浪費(fèi)和污水產(chǎn)生量；糞污進(jìn)行固液分離、發(fā)酵等處理后進(jìn)行多渠道利用模式，提高了糞污利用效率和經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)新性地在沼氣池上方建造蔬菜大棚，建立了在空間上立體疊配的高效種養(yǎng)結(jié)合新模式，具有節(jié)省土地資源、節(jié)省熱能、高效種植等突出優(yōu)勢(shì)，是適合中小規(guī)模豬場(chǎng)應(yīng)用的成功模式，是綠色循環(huán)種養(yǎng)結(jié)合模式的應(yīng)用典范，該案例為糞污處理及資源化利用模式在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用提供了較好的借鑒價(jià)值。

6 結(jié)論

本案例是萊陽(yáng)市一個(gè)中等規(guī)模豬場(chǎng)糞污高效處理及多渠道利用的典型案例，豬場(chǎng)采用水盆+自動(dòng)水位限位器的新型飲水裝置，減少了飲用水浪費(fèi)和污水產(chǎn)生量。對(duì)傳統(tǒng)糞污處理技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新：首先對(duì)糞污進(jìn)行固液分離，采用高溫好氧使固態(tài)物發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥，用于果樹(shù)施肥；液體部分用于沼氣生產(chǎn)，沼氣池上方建造蔬菜大棚，在空間上立體疊配，沼液和沼渣用于蔬菜種植，沼氣用于豬場(chǎng)和周圍農(nóng)戶能源，打造了科學(xué)的生態(tài)、立體種養(yǎng)模式，可實(shí)現(xiàn)糞污的多渠道資源化利用；實(shí)現(xiàn)了糞污全利用、零排放目標(biāo)，做到了變廢為寶、物盡其用。