规模化生态养殖实用案例分析及节能减排措施

张芮，陈伟，武晓燕

（1.天津环科环境咨询有限公司，天津300191；2.中华全国供销合作总社天津再生资源研究所，天津300191）

规模化生态养殖实用案例分析及节能减排措施

张芮1，陈伟1，武晓燕2

（1.天津环科环境咨询有限公司，天津300191；2.中华全国供销合作总社天津再生资源研究所，天津300191）

规模化生态养殖是利用一定的技术和管理方法，将养殖场废物经过处理后成为资源，用于能源和农作物种植，既减少了污染物的排放，也实现了可持续发展。通过对天津某规模化生态养殖企业进行实际调查，发现将畜禽粪便等废弃物通过厌氧发酵后可形成沼气和沼液，沼气利用于场内采暖、供电，沼液用于农作物种植。

规模化生态养殖；污染；循环利用

1 养殖业的规模化发展及污染问题

近30年来，随着改革开放和经济的迅猛发展，我国“菜篮子”工程建设成了各地畜牧业发展的重头之一，既丰富了人民的餐桌，也提升了农民的收入[1]。养殖业的发展不可避免地产生了大量的“畜产公害”：畜禽养殖粪便、养殖污水任意堆弃、排放现象普遍存在，养殖场集中地区环境恶化，间接地对水源、土壤空气等产生污染[2]。

2 生态养殖的概念

根据《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》,国家要大力发展循环经济，提出要节约资源能源、坚持资源开发与节能并重，节约为主，采取经济、行政、法律等手段和措施，逐步取得节约资源与能源的重要进步。因此，加强畜牧业的节能减排是规模化畜禽养殖业当前面临的一个重要议题。解决这一问题，国家与企业不仅要加快畜禽规模化、标准化、集约化养殖场建设，更要注重畜禽生态养殖和节能减排，实现畜禽养殖、生态、环保的有机统一。

所谓畜禽生态养殖通常是指在小规模养殖场内根据自然界物质循环系统规律，利用不同生物间产生的共生或互补关系，在一定的、狭小的、规模化的畜禽养殖空间及区域内，通过标准的技术方法和管理手段，使不同生物在同一环境中共同生长，以达到既保持生态平衡、环境保护的作用，同时也提高畜禽养殖效益的一种方式。这种方式可归纳为沼气利用和“有机肥生产+种养结合”两大模式[1，4]。

3 天津某养殖企业的生态养殖效益分析

据统计，目前天津市有规模化畜禽养殖企业1531家，对河道等水系有较大影响的820家。根据2014年1月1日起正式实施的《畜禽规划养殖污染防治条例》，天津市已经开始治理畜禽污染企业，主要采取“干清粪和污水治理”相结合的治理方式，即将畜禽粪便进行收集，然后由利用单位进行清运，制作有机肥。

天津梦得集团有限公司是天津规模较大的一家奶牛企业，对于其新建的“年产8 400 t优质牛奶及350头良种奶牛繁育基地”项目，拟采用“干清粪+污水治理”方案，可年产沼气量14.78万m3，用于企业自身采暖热源、物料保温热源和热水热源，同时减少污水排放13 000 t，处理出水部分在场区内回用，部分作为农田灌溉水资源化利用。

3.1 企业的污水处理工艺流程

污水采用“UASB厌氧发酵+斜板沉淀池+SASS好氧处理”的处理工艺，设计处理能力50 t/d，处理后的出水可以回用。企业的污水处理工艺流程见图1。

3.2 企业的节能减排效益

本项目污水处理系统设置的沼气发酵罐平均每天进料量为20.17 t，设计停留时间为20～25 d，则发酵罐内容积为450 m3。本项目发酵温度属于中温发酵（约35℃），产气率约为0.9 m3/d，即沼气产生量为405.0 m3/d。

3.2.1 综合楼、挤奶厅和食堂冬季采暖

项目综合楼、挤奶厅和食堂冬季采暖，热源由沼气锅炉提供，沼气为企业自身生产过程产生的。综合楼和挤奶厅供热负荷为45 W/m2、食堂供热负荷60 W/m2，面积分别为 1 000 m2，1 000 m2，400 m2。则本项目总热负荷为114 kW。锅炉热效率以80%计算，沼气燃烧效率以80%计算。经计算，项目采暖耗热量为883.01 GJ/a。项目内热力输送效率按0.92计，则本项目采暖季共需消耗热力959.80 GJ/a，折合32.75 t标准煤/a。

3.2.2 食堂沼气

项目设置小型食堂一座，食堂用气为企业自身污水处理站运行过程中产生的沼气。项目食堂燃用沼气，设有2个灶头。根据建设单位提供的资料，食堂用餐人数约为50人，提供员工一日三餐。根据《天津市城市总体规划（2005—2020年）》，天津市居民用气耗热指标7.45 MJ/人·d，沼气热值按21 MJ/m3计算，则居民用沼气量为0.35 m3/d，则食堂沼气总耗量为17.5 m3/d。

图1粪污处理工艺流程

3.2.3 挤奶厅、产房耗热水

项目挤奶厅、产房用水量为3.0 t，温度约为60℃，加热用热源为沼气燃烧产热。取水的初始温度夏季为15℃，冬季8℃，平常季节为10℃，则加热所需沼气量为：

夏季：4.2×（60-15）×3÷21÷0.8=33.75 m3/d；

冬季：4.2×（60-8）×3÷21÷0.8=39 m3/d；

平常季：4.2×（60-10）×3÷21÷0.8=37.5 m3/d。

3.2.4 厌氧发酵罐物料加热

沼气发酵罐每天进料量为20.17 t，设定物料冬季平均温度为2℃，春秋季节平均温度为15℃，夏季平均温度为30℃，加热采用加热排管与锅炉构成的一套自然循环加热系统，加热目标温度为35℃，物料比热为4.2 MJ/t·℃。经计算，各季节用于加热的沼气量为：

采暖期：4.2×（35-2）×25÷21÷0.8=206.25 m3/d；

夏季：4.2×（35-30）×25÷21÷0.8=31.25 m3/d；

其他季节：4.2×（35-15）×25÷21÷0.8=125 m3/d。

根据上述各项用气统计，可知本项目年消耗沼气量：

4 规模化生态养殖的节能减排措施

畜禽养殖场要做到节能减排，就要从养殖的每个环节着手。

4.1 减少污水排放

（1）将生产过程中产生的污水经过污水处理站进行处理后，达到《城市杂用水标准（道路清扫）》标准，可回用于厂区内挤奶厅地面冲洗，多余尾水可回用于周围农田灌溉，减少污水排放，提高水的利用率。

（2）采用干清粪工艺，减少牛舍内地面冲洗水使用，同时降低污水处理厂的处理负荷。

（3）夏季采用喷雾降温方式，比传统的喷淋系统节省水资源，并达到相应的降温效果。

（4）生活用水设施选用节水型设备和洁具。所有设备、管材、卫生洁具均有效选用低阻力、节能节水型、防跑冒滴漏的产品。座便器冲洗水量小于6 L，小便斗采用感应冲洗阀。供、用水装置定期检测和维修，使处于完好状态，严防泄漏。

4.2 合理利用热源

如制冷方法采暖热源为沼气锅炉热水，热水循环利用，减少补水量；采暖管道采用离心玻璃棉保温；加强锅炉的保温，减少热量损失。

5 结语

通过应用实例可以看出，对畜禽养殖场粪便的资源化利用，可明显节省企业的能耗，同时减少化学肥料使用，不仅对作物有益，也能减少土壤的板结。规模化畜禽养殖场可以进一步研究，实现节能降耗，资源再利用。

[1]张成虎.畜禽生态养殖废弃物的利用及节能减排的措施[J].中国牧业通讯，2011(8)：59-61.

[2]张怡.我国规模化畜禽养殖业的环境问题与防治对策[C].中国环境科学学会学术年会优秀论文集，2007：1 102-1 104.

[3]金冬霞.规模化畜禽养殖场污染防治综合对策[C].环境保护，2002(12)：18-20.

[4]肖乐.中国水产养殖进入质量管理新阶段《水产养殖质量安全管理规定》实施访农业部渔业局副局长张合成[J].中国水产，2003(9)：9-12.

2017－10－31）

固体废物污染防治形势严峻

2017年11月1日，十二届全国人大常委会第三十次会议在北京人民大会堂举行第三次全体会议。张德江委员长出席会议并作关于检查固体废物污染环境防治法实施情况的报告。他强调，防治固体废物污染，与大气、水、土壤污染防治密切相关，是生态文明建设和环境保护工作中不可或缺的重要一环，是重要的民生工程和民心工程。固废法执法检查是本届全国人大常委会在环境保护领域监督工作的持续发力，也是今年监督工作的重点。

报告显示，固废法实施20多年来，特别是近5年来，我国加快推进固体废物污染防治基础设施建设，使固体废物利用处置能力有了较大提升，危险废物集中处置能力逐年提升。

报告同时也指出，当前固体废物污染防治形势严峻，面临着一些突出问题，必须要引起高度重视。一是固体废物产生量大、积存量多。我国每年产生畜禽养殖废弃物近0亿t、主要农作物秸秆约10亿t，一般工业固体废物约33亿t，工业危险废物约4000万t，固体废物产生量呈增长态势。二是污染防控风险隐患多。一些地方历史遗留废渣、尾矿库多，存在着较大环境安全隐患；部分地区危险废物不当堆存、非法倾倒处置问题突出，多地发现渗坑、暗管偷排废酸废液等违法事件。三是固体废物污染防治面临新形势、新问题，如快递包装废弃物、报废汽车等快速增长，污泥、脱硫石膏等污染治理副产物大量产生，加剧了环境污染。

从检查的情况看，污染者依法负责的各项制度落实仍不到位，部分企业的主体责任意识不强、守法意识淡薄，污染者付费机制尚未有效建立，绿色生活方式和消费模式尚未形成；一些地方政府的领导对固体废物污染防治工作重视不够，对污染防治严峻形势认识不足。此外，我国固废法出台已近22年，离上一次修订也有13年时间了。报告建议尽快启动固废法修订工作，统筹清洁生产促进法、循环经济促进法和固废法修改，共同推进固体废物“减量化、资源化、无害化”。

有业内专家表示，尽管《固体废物污染环境防治法》中已有较为详细的关于我国固体废物污染防治行政管理体制的规定，即统一监督管理、分级分部门负责的体制，但就实际操作效果看，更多地还是存在于立法层面，实际过程中的执行力略显不足。一方面是由于基层政府相关部门可能存在侥幸心理以及所引发的敷衍行为，另一方面则体现在上下级行政部门之间、中央和地方政府主管部门之间的监管力度不足问题。

Practical case analysis of the large-scale eco-breeding industry and energy saving and emission reduction measures

ZHANG Rui1,CHEN Wei1,WU Xiaoyan2
（1.Tianjin Environmental Consulting Co.,Ltd,Tianjin 300191,China；2.Tianjin Recyclable Resources Institution,China Co-op,Tianjin 300191,China）

In large-scale ecological breeding,the farming waste was processed to resources for energy and crop cultivation by using certain techniques and management methods,which reduces the emissions of pollutants,and also realizes the development of sustainability.In this paper,based on the actual investigation on a large-scale ecological breeding farm in Tianjin,it is found that the poultry waste can produce biogas and biogas slurry by the anaerobic fermentation.The biogas can be used for the heating and power supply in the farm,and the biogas slurry can be used for the planting for crops,which can realize waste resource reuse.

:scale ecological breeding;pollution;recycling

X713

A

1674-0912（2017）11-0036-03

张芮（1987-），天津人，硕士研究生，中级工程师，专业方向：环境工程。