周仕環(huán)，薛鳳娟

（1.響水縣水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇 響水 224600；2.響水縣畜牧獸醫(yī)服務(wù)中心，江蘇 響水 224600）

0 引言

近年來隨著飼養(yǎng)規(guī)?；厔莸脑黾?，規(guī)模化豬場的糞污處理也面臨著越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的廢棄物處置方式不僅污染環(huán)境，還浪費(fèi)了大量有機(jī)物和能源。因此，規(guī)模豬場需要適用的糞污處理技術(shù)和設(shè)施來將遺留的廢物轉(zhuǎn)化為資源，這既有利于環(huán)境的保護(hù)，也符合可持續(xù)發(fā)展的要求。但是規(guī)模豬場糞污收集與資源化利用不同于一般的生活污水處理，它需要量大、操作復(fù)雜、運(yùn)營成本高。因此，規(guī)模豬場糞污處理設(shè)施的研究和設(shè)計(jì)越來越受到重視。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 規(guī)模豬場的糞污處理現(xiàn)狀和資源化利用狀況

目前，我國養(yǎng)豬業(yè)規(guī)?；?、集約化程度不斷提高，但豬糞污染問題較為突出。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，全國養(yǎng)豬頭數(shù)已經(jīng)超過了5億，其中規(guī)模養(yǎng)殖占據(jù)總養(yǎng)殖量的70%以上。由于養(yǎng)殖場數(shù)量眾多、技術(shù)水平參差不齊、管理不到位等原因，我國目前仍面臨著大量養(yǎng)豬糞污的收集、處理和利用難題。此外，豬糞處理主要集中于間歇式堆肥、沼氣池發(fā)電、熱解等傳統(tǒng)方法，應(yīng)用范圍有限且效果不夠理想。而在資源化利用方面，國內(nèi)發(fā)掘潛力不足。雖然沼氣發(fā)電、有機(jī)肥料制作等已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用，但面對大規(guī)模養(yǎng)豬場的糞污處理，尚無成熟的且適用的模式，大量豬糞仍然被隨意傾倒和排放。以致普遍的環(huán)境問題和資源浪費(fèi)問題[1]。

1.2 糞污處理技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著環(huán)保意識不斷提高和治污技術(shù)不斷更新，規(guī)模豬場的糞污處理技術(shù)也在不斷發(fā)展。未來，規(guī)模豬場的糞污處理技術(shù)發(fā)展趨勢主要包括以下方面：（1）傳統(tǒng)的糞污處理技術(shù)，如間歇式堆肥、沼氣池發(fā)電、熱解等，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化、環(huán)?；?、高效化的需要，未來將逐漸淘汰。取而代之的是各種新型污染物處理技術(shù)，例如利用微生物發(fā)酵、氧化、還原等技術(shù)去除廢水中的有機(jī)物質(zhì)。（2）新型處理技術(shù)，如生物脫氮脫磷技術(shù)、氧化氣化技術(shù)等，可高效實(shí)現(xiàn)糞污分離、去除有害物質(zhì)、資源化回收等功能，同時(shí)對環(huán)境的影響也更小。未來，這些新技術(shù)將逐漸被規(guī)?；i場所采用。（3）未來的規(guī)模豬場糞污處理技術(shù)將越來越注重對有機(jī)物的回收和利用。相應(yīng)地，將會有更多的污染處理技術(shù)會集中在廢物的再循環(huán)、再生利用和再開發(fā)之上，如將豬糞沼氣發(fā)電，設(shè)立熱能利用設(shè)施，將廢棄物轉(zhuǎn)化為食用菌菌種等。（4）未來，智能控制等新技術(shù)將會進(jìn)一步推動規(guī)模豬場糞污處理的發(fā)展。利用現(xiàn)代信息技術(shù)、自動化技術(shù)等控制技術(shù)，能夠輕松地實(shí)現(xiàn)糞便處理的流程監(jiān)測、控制及追蹤，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的生產(chǎn)管理，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

2 設(shè)施設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)施類型的選擇與適應(yīng)性分析

在規(guī)模豬場糞污收集與資源化利用設(shè)施設(shè)計(jì)中，設(shè)施類型的選擇與適應(yīng)性分析需要根據(jù)豬場的實(shí)際情況和環(huán)境條件來進(jìn)行。（1）集中式設(shè)施是將豬圈糞便集中到集中處理中心進(jìn)行處理。此種設(shè)施通過管道、貯存池等，將糞氣和液態(tài)糞便運(yùn)輸至集中處理設(shè)施，減少了氣味污染，也易于控制和管理。適合于規(guī)模較大、在城市或人口稠密地區(qū)的養(yǎng)殖場。（2）分散式設(shè)施是將糞便處理設(shè)施分散分布在養(yǎng)殖場內(nèi)，這些設(shè)施包括沼氣池、厭氧處理、液壓擠干等。該設(shè)施需要占用大量的場地，但方便操作，不需進(jìn)行較長距離的輸送，對于規(guī)模較小的養(yǎng)殖場、地理?xiàng)l件較為復(fù)雜的地區(qū)來說，應(yīng)用范圍更廣。（3）沼氣池設(shè)施可將豬糞轉(zhuǎn)化成沼氣，并再利用沼氣發(fā)電、燃?xì)獾?。這種設(shè)施需要充分利用現(xiàn)有資源，在地形、氣候等成本高昂的區(qū)域也具有優(yōu)勢。（4）熱解設(shè)施利用高溫處理豬糞，將它們轉(zhuǎn)化為微粒肥料。它們廣泛應(yīng)用于規(guī)模較小的養(yǎng)殖場中，同時(shí)使其更易于手工操作，不會損壞設(shè)備。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和計(jì)算，如處理能力、回用水量等

在規(guī)模豬場糞污收集與資源化利用設(shè)施設(shè)計(jì)中，需要選擇和計(jì)算一些關(guān)鍵參數(shù)，以保證設(shè)施的高效運(yùn)作和達(dá)到清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。（1）處理能力：選擇設(shè)備處理能力要適應(yīng)豬場產(chǎn)生的糞便量。處理能力過小容易造成排泄物積壓、處理速度過慢，處理能力過大又浪費(fèi)投資，所以需要根據(jù)整個(gè)豬場的養(yǎng)殖規(guī)模來確定設(shè)備的處理能力。一般可以根據(jù)豬糞的產(chǎn)生量計(jì)算出對應(yīng)的處理能力。（2）回用水量：回用水量是指處理過的水可以再利用的程度。計(jì)算方法要根據(jù)處理的方法和回用水的用途來決定。通常使用技術(shù)將廢水劃分為多個(gè)級別，不同級別的處理需要達(dá)到不同的回用水量要求，以供一些日常用水、綠化用水等需要。（3）處理時(shí)間：處理時(shí)間是指設(shè)備完成處理工作所需的時(shí)間，主要涉及設(shè)備操作的效率、處理能力等因素。具體計(jì)算方法根據(jù)設(shè)備工作原理來確定。（4）消耗的能源：豬場污染物的處理需要消耗一定量的能源，如電、燃?xì)獾?。要根?jù)所選技術(shù)的能耗數(shù)值來計(jì)算。并要與回收的能源做比較，以取得更高經(jīng)濟(jì)效益并最大限度回收。（5）維護(hù)成本：設(shè)施投入運(yùn)營以后，還需要投入一定的維護(hù)成本。如設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、人員管理費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)等。這些成本都要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到，以保證設(shè)施運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和穩(wěn)定性。

2.3 設(shè)施組成的設(shè)計(jì)和材料選擇

首先，需要收集設(shè)施主要包括糞便收集器、管道系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)等。材料應(yīng)選擇耐腐蝕、長壽命、防滑、耐高溫的材料，如鋼、不銹鋼、鑄鐵等。同時(shí)應(yīng)避免花哨的造型設(shè)計(jì)。其次，處理設(shè)施根據(jù)處理方法不同而不同，可選用的設(shè)施有發(fā)酵堆肥池、沼氣池、生物濾池、薄膜滲透器。材料選擇符合衛(wèi)生要求和長期暴露環(huán)境的材料，如鋼材、混凝土、塑料等。此外，利用設(shè)施一般包括精裝肥制作、沼氣發(fā)電、火化裝置等。材料應(yīng)具有防腐、防火、防爆等特性，合格的材料如鋼板材、不銹鋼等等文具依使用的具體要求而有所不同。最后，附屬設(shè)施可包括水泵、發(fā)電機(jī)組、裝載工具等。材料應(yīng)選擇高效、耐用、安全的材料，經(jīng)濟(jì)實(shí)用、易維護(hù)的設(shè)備?？傊谝?guī)模豬場糞污收集與資源化利用設(shè)施設(shè)計(jì)中，設(shè)施組成和材料選擇在提高設(shè)備質(zhì)量和使用壽命方面具有至關(guān)重要的作用，應(yīng)該以環(huán)保、方便實(shí)用、可靠為設(shè)計(jì)原則，選擇符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的材料。特殊性超高且規(guī)范性不足的場景下，應(yīng)該加強(qiáng)維修及安全管理措施，以保障污染處理設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 設(shè)施運(yùn)營管理

3.1 運(yùn)營過程中的問題及解決方案

（1）收集管道堵塞、收集容器容量不足、收集過程中的污染等問題。解決方案：在設(shè)計(jì)和安裝糞污收集設(shè)施時(shí)，需要考慮到糞污的性質(zhì)、數(shù)量和流向，確保管道和收集容器的暢通和清潔。同時(shí)，需要定期清理和消毒收集設(shè)施，以避免污染。（2）處理能力不匹配、處理設(shè)備故障、處理能力不穩(wěn)定等問題。解決方案：在選擇糞污處理能力時(shí)，需要考慮到豬場的規(guī)模、糞污產(chǎn)量和處理量等因素。同時(shí)，需要定期檢查和處理設(shè)備，確保其正常運(yùn)行。（3）處理方式單一、處理效果不理想、環(huán)境污染等問題。解決方案：需要選擇合適的糞污處理方式，例如有機(jī)肥、沼液沼渣等方式。同時(shí)，需要對處理過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，確保處理效果和環(huán)境污染問題的發(fā)生。（4）人員管理不當(dāng)、設(shè)備維護(hù)不當(dāng)、環(huán)保法規(guī)不熟悉等問題。解決方案：需要建立完善的運(yùn)營管理規(guī)章制度，加強(qiáng)對員工的培訓(xùn)和教育，確保設(shè)備的正常維護(hù)和保養(yǎng)，遵守環(huán)保法規(guī)。

3.2 設(shè)施維護(hù)和安全管理

（一）設(shè)施維護(hù)：（1）定期檢查設(shè)施，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修和更換設(shè)備，并記錄維修和更換情況。（2）定期清洗設(shè)施，包括污水處理設(shè)備、沉淀池、收集池和管道等，并記錄清洗情況。（3）定期更換設(shè)施中的濾網(wǎng)、濾紙、濾棒等易堵塞或易損壞的部件，以保證過濾效果。（4）定期做好設(shè)施的消毒工作，防止疾病傳播。

（二）安全管理：（1）設(shè)施周圍設(shè)置警示標(biāo)志并進(jìn)行合理圍欄，以防止人員誤入設(shè)施危險(xiǎn)區(qū)域。（2）建立設(shè)施使用規(guī)章制度，工作人員必須按規(guī)定進(jìn)行操作，并接受專業(yè)培訓(xùn)和考核。（3）配備必要的安全設(shè)備，如呼吸器、手套、護(hù)目鏡等，并確保工作人員佩戴到位。（4）在收集池、沉淀池和管道等設(shè)施上設(shè)置防滑措施，防止工作人員滑倒受傷。（5）配備消防設(shè)備，如滅火器、消防水帶等，并定期進(jìn)行安全演練，以防止火災(zāi)等突發(fā)事件。

4 資源化利用

4.1 糞污中可用資源的種類和利用途徑

規(guī)模豬場產(chǎn)生的糞污中含有多種有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)，經(jīng)過合理的處理和利用，可以得到多種可用資源。以下是規(guī)模豬場糞污可用資源的種類和利用途徑：（1）生物質(zhì)能：規(guī)模豬場產(chǎn)生的糞污中含有大量的有機(jī)質(zhì)，可以通過厭氧消化和發(fā)酵等技術(shù)轉(zhuǎn)化為沼氣和有機(jī)肥。沼氣可以用于熱水供應(yīng)、發(fā)電和燃料等方面，有機(jī)肥則可以用于植物生長。（2）液體肥料：規(guī)模豬場產(chǎn)生的糞污中含有豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，可以進(jìn)行簡單、方便的處理并用作液體肥料。液體肥料可直接用于農(nóng)作物的栽培，在提高農(nóng)作物品質(zhì)和增加產(chǎn)量的同時(shí)，減少了化肥的使用。（3）固體肥料：規(guī)模豬場產(chǎn)生的糞污中干物質(zhì)分量也很豐富，可以通過厭氧乳酸菌發(fā)酵技術(shù)、蚯蚓堆肥等手段，將固體糞便轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料，也可以作為飼料和生產(chǎn)真菌和蚯蚓等的基礎(chǔ)物質(zhì)。（4）生物制品：規(guī)模豬場產(chǎn)生的糞污中含有多種細(xì)菌、酶類和其他生物制品，可以用于生物肥料、生物制藥、營養(yǎng)品等領(lǐng)域的生產(chǎn)。

4.2 選定資源化利用方式的條件和影響因素

規(guī)模豬場資源化利用中選定資源化利用方式需要考慮以下條件和影響因素：（1）資源化利用方式必須符合環(huán)保要求，不影響周邊環(huán)境和水源、土地等自然資源。（2）考慮技術(shù)可行性，確保達(dá)到預(yù)期目標(biāo)并穩(wěn)定運(yùn)行。（3）具備可操作性和合理的經(jīng)濟(jì)效益，保證投資回報(bào)比不低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。（4）防止產(chǎn)生無法銷售的廢棄物或產(chǎn)品，需要考慮市場需求，符合市場規(guī)則。（5）需要考慮當(dāng)?shù)赝恋孛娣e，包括設(shè)施占地和生產(chǎn)所需面積，不違反土地使用政策。（6）資源化利用方式需要考慮所需勞動力和管理成本，避免缺少人力和管理不當(dāng)?shù)葐栴}。（7）資源化利用方式應(yīng)考慮風(fēng)險(xiǎn)控制，包括經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、政策風(fēng)險(xiǎn)等。（8）對于同一種資源化利用方法，應(yīng)優(yōu)先選擇技術(shù)更加先進(jìn)、穩(wěn)定的方法。

5 實(shí)施效果與評估

5.1 案例分析

近年來，隨著環(huán)保意識的逐漸提高和國家環(huán)境保護(hù)政策的密切關(guān)注，規(guī)模化豬場糞污處理問題備受關(guān)注。下面我將以山東省諸城市一家規(guī)模化豬場資源化利用設(shè)施為例，詳細(xì)介紹其實(shí)際案例。該豬場的年出欄量達(dá)到了幾萬頭，一天糞污產(chǎn)量高達(dá)100t左右。在此之前，豬場都是把糞污直接排放到污水處理廠處理，但是由于豬糞中氨氣含量極高，加上豬場處于城市區(qū)域內(nèi)，這種方式處理不僅造成了環(huán)境污染，也影響到了附近居民的生活。針對這一問題，該豬場經(jīng)過規(guī)劃設(shè)計(jì)和技術(shù)改造，建設(shè)了一套完整的豬糞資源化利用系統(tǒng)。其資源化利用設(shè)施主要包括生物酶法處理系統(tǒng)和厭氧消化系統(tǒng)。在生物酶法處理系統(tǒng)中，豬糞首先通過清理去除雜質(zhì)和顆粒物，然后進(jìn)行預(yù)處理。接著，通過生物酶法使糞污中的有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，利用微生物形成的天然酶的作用加速顆粒物的分解的同時(shí)，產(chǎn)生的氨氮也被轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。厭氧消化系統(tǒng)是將預(yù)處理過的豬糞放入制造好的厭氧消化罐中進(jìn)行可控發(fā)酵，通過溫度、攪拌等條件的控制，厭氧菌分解有機(jī)物，生成沼氣和有機(jī)肥料。通過對該豬場的調(diào)研，在規(guī)模豬場資源化利用設(shè)施設(shè)計(jì)上不僅要考慮處理效果，也需要考慮成本控制和技術(shù)上的可行性。該豬場通過技術(shù)改造，成功地將生物酶法處理和厭氧消化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，處理效果良好，同時(shí)也使豬糞得到了最大程度的利用。

5.2 綜合評估設(shè)施建造成本、運(yùn)營費(fèi)用和資源化利用的收益

對于規(guī)?；i場的糞污資源化利用設(shè)施，綜合評估需要考慮以下三個(gè)方面：（1）設(shè)施建造成本包括建筑、設(shè)備和技術(shù)費(fèi)用。從實(shí)際案例來看，規(guī)模豬場糞污資源化利用設(shè)施建造成本相對較高，需要大量的投入。然而，把處理好的糞便轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料后，可用于農(nóng)田作物種植，可以降低土壤養(yǎng)分消耗的成本，同時(shí)達(dá)到節(jié)約成本的目的。（2）運(yùn)營費(fèi)用包括人工維護(hù)和設(shè)施的運(yùn)行成本。由于設(shè)備和技術(shù)的更新和維護(hù)需要大量的人工和資源，所以設(shè)施的運(yùn)營費(fèi)用一般會相對較高。但是，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，運(yùn)營成本也會相應(yīng)降低。（3）資源化利用的收益主要來自把糞污轉(zhuǎn)化成的有機(jī)肥料。有機(jī)肥料可以替代部分化學(xué)肥料，從而減少化肥的使用，提高土壤質(zhì)量，降低土地修復(fù)成本。此外，還可以通過發(fā)酵后的沼氣產(chǎn)生的能源進(jìn)行發(fā)電或熱供應(yīng)的方式，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

因此，從設(shè)施的綜合評估來看，規(guī)?；i場資源化利用設(shè)施建造成本較高，運(yùn)營費(fèi)用和資源化利用的收益需要進(jìn)行謹(jǐn)慎考慮。對于長期投入和高回報(bào)的項(xiàng)目，設(shè)施的建造和運(yùn)營，還需要結(jié)合市場需求進(jìn)行策略性地制定；同時(shí)要不斷提高技術(shù)水平和優(yōu)化生產(chǎn)流程，以實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式投資和成本收益的平衡，從而實(shí)現(xiàn)社會、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的多重效益。

6 結(jié)語

綜上所述，規(guī)模豬場糞污處理是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)與資源利用的重要方向之一，但目前我國仍面臨著收集、處理和利用方面的困難和挑戰(zhàn)。在設(shè)計(jì)規(guī)模豬場糞污收集與資源化利用設(shè)施時(shí)，需要充分考慮豬場的實(shí)際情況和污染特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有的處理技術(shù)和政策法規(guī)，制定出科學(xué)合理的處理方案。除此之外，還需要大力推進(jìn)科技創(chuàng)新、加強(qiáng)管理與監(jiān)督，共同推動規(guī)模豬場糞污處理與資源化利用事業(yè)的健康發(fā)展。期望本文的探討能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究者和從事豬場糞污處理人員提供一定的借鑒和啟示。