中小型养猪场沼气工程与应用技术

周强龙　廖川康　李伦成

摘要 为解决畜牧养殖业带来的环境污染问题，应建设养猪场沼气工程，发展现代有机农业。本文从规范标准建设，科学饲养管理；坚持综合利用，发展循环经济；发挥龙头作用，扩大示范效应等方面总结了中小型养猪场沼气工程与应用技术，以期为畜禽养殖场沼气工程建设提供参考。

关键词 沼气工程；养猪场；应用技术

中图分类号 S216.4 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2017）13-0181-02

目前，我国大部分养殖场都建设在水、电、路较为方便的地方，但是同时也给排污埋下了隐患，对周围水源、土壤、空气造成了不同程度的污染。因此，要实现畜牧业持续发展，首先要利用建设养猪场沼气工程解决养殖业带来的环境污染，通过粪污厌氧发酵产生清洁能源和沼液沼渣还田发展现代有机农业。这样以来既解决了养殖场粪污对大气、水、土壤的污染，也有利于周围环境的改善，从而有效促进畜牧业和有机农业的健康、持续发展。

安康市汉滨区大河镇小河口黑猪养殖场位于汉滨区北部，气候适宜，光照充足，通风良好，地理环境独特，交通便利，水资源丰富，有利于发展畜牧养殖。养殖场依山势修建在上部，中部修建沼气工程，下部发展温室蔬菜及果树，形成粪污就地消化利用的良性循环农业模式。现将该沼气工程与应用技术总结如下。

1 规范标准建设，科学饲养管理

安康市汉滨区大河镇小河口黑猪养殖场猪舍面积达13.33 hm2，酸化池、沼气池、好氧池、储气池占地0.2 hm2。目前，有基础母猪400多头、种公猪50多头。采取自繁自育方式养殖，年出栏商品肉猪1万多头。在建场初期，遵循“方便、经济、有效”的原则，采用以综合利用为主、设施处理为辅的方法，污染防治设施与主体工程同时设计、同时施工。猪舍总建筑面积按每饲养1头基础母猪需 15～20 m2计算，辅助建筑总面积按每饲养1头基础母猪需2～3 m2 计算。采用轻钢结构或砖混结构，屋顶采用双坡式屋顶，净高度不低于2.5～2.7 m。地面硬化，向粪尿沟处作1%～3%的倾斜，地面结实，易于冲刷，能耐受各种形式的消毒。朝向需满足日照、通风、防火、防疫的要求。

养殖场按管理区、生产区、隔离区和病死猪及粪污无害化处理区4个功能区分区布置，各功能区之间界限分明。管理区内包括生活设施、猪场办公设施、与外界接触密切的生产辅助设施（饲料库、车库等）；生产区主要包括公猪舍、母猪舍、产房、保育舍、生长舍、育成舍、测定舍以及有关生产辅助设施；隔离区包括兽医室、隔离猪舍；死猪及粪污无害化处理区包括死猪无害化处理和粪污处理设施。猪场与外界应有专用道路连通；场内道路分净道和污道，两者应严格分开，禁止交叉与混用。分娩母猪采用产床限位饲养，保育猪应采用网、床等饲养设施。配备全覆盖自动视频监控系统，实现全程跟踪的监控管理。建立饲料、药物疫苗等使用管理、卫生防疫等各项管理制度，规定不同阶段生猪生产的技术操作规程[1-2]。

2 坚持综合利用，发展循环经济

安康市作为南水北调的重要水源涵养地和国家主体生态功能保护区，实施了更严格的环境保护措施。因此，“有效控制环境污染，保护一江清水供北京”不仅是养猪产业可持续发展的需要，同时也是一项光荣的政治任务。为解决粪便污水污染难题，实现规模养猪场粪污零排放，达到就地利用粪便污水的目的，应配套建设沼气工程，形成以沼气为纽带、产业相结合的互补型生态链农业模式。目前该场每天产生猪粪15 t、猪尿30 t、圈舍冲洗废水10 t。采用人工清理到酸化间，尿水直排酸化间，冲圈淡水直排到好氧池，从源头上减少固体、液体污染物的排放。

2.1 沼气工程工艺及工艺说明

在《陕西省农村中小型畜禽养殖场沼气工程设计规范》（DB61/T 502—2010）要求的基础上，在沼气厌氧发酵主池前增设了预处理池。用25 cm混凝土现浇或24砖墙，墙厚25 cm。主要为水解发酵和酸化阶段提供可靠的场所和环境条件，用于固体有机质水解成分子量较小的可溶性单糖、氨基酸、甘油、脂肪酸。因此，研究主攻点如下：一是养殖场消毒水等碱性物质在流入预处理池前先行入沉沙挥发池，进行碱性物质降解和沉沙，以免影响酸化进程；二是避免结壳、分层，用人工机械或自动搅拌，使酸化后的溶液能均匀进入厌氧发酵池。实践中用PVC管固定沿池向下2/3处，另一端连接厌氧发酵池，反复试验可以依靠预处理池自身压力，使前处理池中下部沉积物先进入厌氧发酵池，达到自动搅拌、均匀入池的目的，为提高厌氧发酵效率奠定基础。

采用卫生厕所三格化粪池原理，建三格沼液储存池，原沼气池水压间作为第一格，发酵后的沼液、沼渣经虹吸管排放到第二格，再进行发酵和沉淀，上部沼液经过滤后流入第三格，利用污水泵进行循环利用冲圈。其中第二格中的沼液、沼渣也可抽到干发酵池进行干湿分离处理，反复利用，尽可能减少沼液直排量，提升循环利用效率。建设储气柜及检修通道，创新储气安全系统。

按日产气量50%容积建一个储气柜，在气柜适当高度安装排氣管，当贮气上浮到该高度时，系统会自动排放罐内水汽混合物，以减少罐内压力和上浮高度，维护气柜及支架系统安全。在密封柜水槽底部和中部设置排水阀和溢流口，满足气柜的密封水定期排放和更换，避免硫化物酸化而腐蚀气柜。

依据太阳能综合利用原理，在厌氧发酵池上修建太阳能暖房。按厌氧发酵池面积修建太阳能暖房（砖墙高 1.8 m，矢高0.6 m，墙厚12 cm，用4 cm×6 cm方管作脊梁，上盖长×宽=6.0 m×2.1 m的阳光板），太阳能暖房面积为63 m2，太阳能的有效利用能确保池内周年发酵所需的有效温度[3-5]。

2.2 养猪场沼气工程能有效解决治污减排及场区生产生活用能，“三沼”综合利用前景广阔

经过多年的试验示范，形成了具有地方特色的畜—沼—园（果、菜）模式，技术成熟可靠。沼气可供周边农户炊事用能以及大棚生产棚内增施 CO2气肥，沼液可用于饲喂牲畜、养鱼以及作叶面喷肥，沼渣可与干发酵收集的干粪一起用于生产食用菌后还田培肥地力。一口8 m3沼气池所产生的沼肥折成合化肥量为硫酸铵50 kg、过磷酸钙40 kg或氯化钾15 kg。既节约了生产成本，又改善了土壤理化结构，提高了土壤肥力，达到绿色种植目的，形成了“畜—沼—果（蔬）”循环模式，有机地把养殖业与种植业结合起来，既很好地处理了粪污，净化了环境，防止了污染，同时又节约了能源，实现养殖场粪污处理资源化利用和环境治理的双重目标[6]。

3 发挥龙头作用，扩大示范效应

通过沼气工程和果（蔬）种植循环经济模式的建立，对于探索发挥畜牧业循环持续发展具有独特的示范效应。一是改善了养殖场自身生产、生活空间及周围环境，减少了传染病的发生和传播，使生猪生长率上升、品质提高、经济效益提高，同时实现了资源利用变废为宝，带来很好的经济效益和环境效应。二是用沼渣、沼液生产的有机肥在果蔬上的利用极大地改善了果蔬的品质，而且果蔬的产量高、味道鲜，深受消费者的欢迎。试验证明，产量增长31%，总产值增长30%。以沼肥利用为突破口，采取公司+基地的形式，在全村建设13.33 hm2绿色农产品生产基地，成为该镇及周边绿色果蔬、肉品等重点供应基地，成为全区农业产业循环经济示范样板。

4 结语

实施以沼气为纽带的集约化能源生态工程建设，发展养殖场沼气，是加快农村小康建设的必然选择。不但能够改善农村环境卫生，提高农民生活质量，推动物质文明和精神文明建设，加快农村小康建设，还可以变废为宝，综合利用，增加养殖场和周边种植农民的收入。大力开发以沼气为纽带的生态农业，是加快农业结构调整，实现农业追赶型、跨越式发展的必由之路。

5 参考文献

[1] 邓可蕴.中国农村能源综合建设理论与实践[M].北京：中国环境科学出版社，2001.

[2] 邱凌.庭园沼气高效生产与利用[M].北京：科学技术文献出版社，2007.

[3] 农村中小型畜禽养殖场沼气工程设计规范：DB61/T502-2010[EB/OL].（2014-04-01）[2017-04-14].http：//www.sxny.gov.cn/templet/xmxiehui/showarticle.jsp？id=90502.

[4] 韩芳，林聪.畜禽养殖场沼气工程厌氧消化技术优化分析[J].农业工程学报，2011（增刊1）：41-47.

[5] 胡启春，汤晓玉，宁睿婷，等.与生猪产业发展联动的中国沼气工程建设现状分析[J].农业工程学报，2015（8）：1-6.

[6] 邓良伟，陈子爱，龚建军.中德沼气工程比较[J].可再生能源，2008（1）：110-114.