规模猪场粪污治理及资源化利用案例分析——以西安市户县清凉山养猪场为例

张 研，宁小敏，罗 蔚，胡建红，刘群伟，张巨亭

(1.西安职业技术学院，陕西 西安 710077；2.西安市畜牧技术推广中心，陕西 西安 710061；3.西安市户县清凉山养猪场，陕西 西安 710300)

随着西安市畜禽养殖规模的不断扩大，畜禽养殖废弃物产生量迅速增加，导致养殖污染问题日趋严重[1-3]。为实现畜禽养殖的可持续发展，近年来我国出台了多项畜禽养殖粪污治理的法律法规和指导性意见[4-5]，旨在通过开展不同粪污治理模式的实践，从源头上减少养殖废弃物产生量，从生产过程控制养殖废弃物造成的环境污染，从终端利用环节提高畜禽养殖废弃物资源化利用[6-7]。作为部级标准化示范场，西安市户县清凉山养猪场坚持“减量化、资源化、无害化、生态化”的粪污治理原则[8-9]，对猪场粪污进行干湿分离和无害化处理[10-11]，将粪污变废为宝生产成有机肥，有机肥还田后进行资源化利用，形成了“猪-沼-肥-果”生态循环农业产业链[12]，实现了种养结合的健康养殖模式。本文对西安市户县清凉山养猪场的粪污治理模式进行分析和总结，以期示范推广带动西安市规模养殖场废弃物治理及资源化利用工作，推动养殖废弃物收集、转化、利用体系的建立，促进生态养殖。

1 养殖场基本情况

户县清凉山养猪场位于户县蒋村镇富村窑村，始建于1994年，现占地4.67 hm2，2011年通过无公害产品认证，2012年被确定为部级标准化示范场，2014年被确定为市级现代农业园区。目前，生猪存栏达4 800头，年出栏近万头生猪。该猪场年均粪污排放量约2×104t，经无害化处理后实现能源化利用和资源化利用，形成了种养结合，循环农业模式。

2 粪污治理工艺流程和技术特点

2.1 工艺流程

该场80%的粪便采用深粪坑系统处理工艺，粪尿经漏缝地板落入含有微生物除臭菌的深粪坑系统中，通过管网自流到集污池，经干湿分离后分为固体部分和液体部分。固体部分添加生物发酵剂，搅匀，堆肥发酵(好氧发酵)，制作有机肥。液体部分经预处理后进入半地下沼气池，经过厌氧发酵后分为沼气、沼液、沼渣三部分，其中沼气燃烧用于炊事、照明等，沼渣经堆肥发酵后生产有机肥，沼液贮存在双层膜中，在适宜时节作为水肥用于农业灌溉。另外，20%粪便采用的是干清粪工艺，将收集的粪便加入生物发酵剂堆肥发酵生产有机肥。经无害化处理的粪渣、沼渣和沼液作为有机肥还田，实现了种养结合的循环生态农业，具有较好的经济和社会效益。其粪污处理模式的工艺流程见图1。除此之外，该场采用新型清洁绿色环保的生物质能源燃料代替煤炭，对猪场圈舍、生活区和办公区供暖，易燃节能无污染。

图1 粪污处理模式工艺流程图Fig.1 Flow chart of excrement dispose process

2.2 工艺特点

2.2.1 固液分离减少粪污处理量 该场粪污处理采用干湿分离技术，将干粪便与冲洗水、部分尿液分离，提高了固体部分好氧发酵效率，减少了液体部分的处理、贮存和土地消纳量，体现了粪污治理的减量化原则。

2.2.2 利用微生物制作有机肥 粪渣和粪尿的发酵体系均添加了相应的微生物菌群，在有机肥发酵过程中具有抑菌、灭害、除臭和富集养分的功效，不仅缩短了有机肥发酵周期，还可提高肥力、改良土壤，体现了粪污治理的无害化原则。

2.2.3 配套可消纳土地，就近还田利用 该场地处户县清凉山下，周围有大面积的果园和菜园，保障了足量可消纳猪场粪污的土地。经厌氧处理的液体部分作为水肥贮存在双层膜中，在农田适宜灌溉时通过地下管道(地埋管道总长2 000 m)施入周边的农田及果园，实现了粪污治理的资源化利用原则。

2.2.4 种养结合，循环农业 该场配套了33.33 hm2葡萄园及33.33 hm2农田，还有周边的零散果园，通过与周边5 km内的富村窑农田、果园以及荣华葡萄园签订长期合作协议，向其提供有机肥，形成“猪-沼-肥-果”生态循环农业产业链，充分实现了养殖与种植相结合的循环农业发展模式，体现了粪污治理的生态化原则。

3 粪污处理设施、设备情况

该场粪污处理设施设备主要用于粪便的干湿分离及分离后液体和固体部分的发酵处理，主要设备包括固液分离机(漯河瑞银畜牧机械有限公司，型号HFJS64-200，功率5.1 kw)、LG918轮胎式装载机(山东临工工程机械有限公司，型号YC4D80-T20，功率58 kw)、槽式翻抛机(郑州市天赐重工机械有限公司，型号FJ4000，功率16.1 kw)、半湿物料粉碎机(郑州市天赐重工机械有限公司，BSFS-60，30 kw)、筛分机(郑州市天赐重工机械有限公司，型号GS1.2×4.0，功率4.0 kw)、传送式料仓(郑州市天赐重工机械有限公司，型号PLB25000)等；主要设施包括粪尿输送管道、堆肥场、发酵池、沼气池、沼液贮存池及配套的水电设施等。

粪污处理设施设备总投资约200万元，其中液体部分发酵系统投资约40万元，固体部分发酵处理系统投资150多万元。场区配建厌氧发酵池约300 m3和沼液贮存池3 000 m3，每年可处理约60 000 t粪尿。另外，配备有机肥生产车间1 360 m2，可承担本场半年的粪便产生量，每年可生产有机肥约2 000 t。

4 治理成效

该场养殖粪污经无害化处理后，变废为宝进行资源化利用，既提高了经济效益，也降低了环境污染。其粪污治理及资源化利用主要分三个部分：液体部分经厌氧发酵生成沼气；固体部分及厌氧发酵残留的沼渣经堆肥发酵生产有机肥；厌氧发酵残留的沼液经适当稀释后用作农田、果园和菜园的灌溉用水。该场的沼气、沼液和有机肥资源化利用减少了环境污染、改善了周围农田土壤结构、降低了化肥施用量、节约了生产成本、提高了经济效益。

目前，该场的粪污年排放量约为20 000 t，经无害化处理后，年生产沼气、沼液和有机肥分别约40 000 m3、18 250 m3和1 095 t。其中沼液和有机肥的售价分别为50 元/m3和800 元/t，粪污的资源化利用使该场每年可实现经济效益约200万元。此外，该场积极响应环保政策，撤换燃煤锅炉，改用以农作物秸秆为原料的生物质能源燃料供暖，高效环保节能的同时杜绝了煤炭燃料造成的空气污染，有利于改善生态环境。

图2 粪污治理的部分设施设备Fig.2 Some facilities and equipment of excrement treatment

5 总 结

在当前严峻的环保形势下，加快推进畜禽养殖粪污的无害化处理和资源化利用，实行生态健康养殖，是大势所趋。户县清凉山养猪场坚持源头减量、过程控制、终端利用的粪污治理路径，在提升养殖环节节水节料工艺设备的基础上，配备了养殖粪污收集、贮存、处理、利用设施和设备，规范了粪污无害化处理工艺流程，以粪污为肥料资源，采用干湿分离和无害化处理技术生产沼气、沼液和有机肥，并配套了与养殖规模和处理工艺相适应的粪污消纳土地，通过粪污资源化利用实现了“零污染”、“零排放”，构建了种养结合、农牧循环的可持续发展格局。

综上所述，该场的有机肥生产、“猪-沼-肥-果”生态养殖方式和生物质能源燃料供暖模式，符合“减量化、资源化、无害化、生态化”的治理原则，提高了经济效益，改善了周围生态环境，对推动西安市畜禽规模养殖场的粪污治理工作具有良好的示范带动作用，对于改善生态环境和促进畜禽养殖业的绿色生态发展具有重要意义。

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