研究沼气在养殖小区治污减排中的综合利用

　　随着规模化、集约化的兴起，同时带给环境承载的压力愈来愈大，尤其是规模养殖粪污存在的潜在面源污染，使汉江水质保护和南水北调水源地保护面临新的挑战。为有效治理规模养殖粪污面源污染，陕西省旬阳县从2011年立项，实行圈沼配套、畜沼园结合，以沼气为纽带，以法律为准绳，项目引领，多效并举，走出一条成功的资源化利用新路子。

　　1　沼气对生态环境建设的作用

　　1.1　汉江生态环境保护的需要　汉(丹)江流域为国家南水北调中线工程重要水源涵养地，占水源区总面积的67%，该工程从汉江丹江水库引水，沿太行山东麓北上，经河南、河北输水至严重缺水的华北地区，以解决京津用水问题，总长1 421 km，涉及汉江和丹江流域两大水系5市31个县(区)，总面积62 731 km2。汉江、丹江水质的好坏直接影响用水地区的综合效益，直接关系工程效益与成效。按照南水北调中线工程用水标准，陕南秦巴山区汉江、丹江流域的水质都要保持在Ⅱ类或优于Ⅲ类的标准。治理农业尤其是养殖面源污染，对于保护国家南水北调中线工程水源涵养区、保护秦巴山区水环境具有十分重要的战略意义。

　　1.2　发展现代农业的需要　现代农业以规模化、集约化为特征，以资源减量化、可循环为显著标志。规模养殖场的沼气配套工程，就是以沼气为纽带，连接种养业无害化生产。养殖粪污经封闭运行、沼气发酵，沼液、沼渣综合利用后还田，整个系统符合现代农业的发展特征，资源的循环利用效率高，技术先进，成熟可靠，适宜大面积推广应用。

　　1.3　法律赋予各级政府生态环境保护的特殊使命　《环境保护法》《丹江流域水污染防治条例》、国务院近期出台的“水十条”以及《畜禽规模养殖污染防治条例》，都明确畜牧养殖的禁养区和限养区，并明确污染防治的权利义务，也就是说养殖业必须服从和适应汉江(丹江)生态涵养保护地的需求，养殖不得污染环境、污染水源，养殖粪污必须经有效的处理，达到“水污分流、干湿分离、达标排放、资源化利用”的目标任务。

　　2　养殖小区沼气建设技术规范

　　依养殖规模确定厌氧发酵池及干发酵池容积，一般千头养猪场建100 m3厌氧发酵池、28～30 m3干发酵池、20 m3的前处理池及50～80 m3的三格沼液池，按日产气量50%容积设计建设贮气柜，以厌氧发酵池占地面积确定暖房建筑面积，以养殖种类确定破壳设施，避免厌氧发酵池结壳，增加干物质滞留时间，减少甲烷菌流失。

　　2.1　建两格干湿分离有机肥好氧堆沤发酵池　建两格干湿分离有机肥好氧堆沤发酵池，交替使用，避免间断。池底做防渗处理，粪便污水下渗底部入沼气池前处理，池墙四周中下部增设透气孔，免去人工翻堆之烦;池前安装出粪门，方便经发酵后的干粪出运;顶部安装阳光板，充分利用光能增温，提高发酵和干燥效率。

　　2.2　沼气厌氧发酵前增设预处理　首先，增设粪污收集系统，冲洗圈舍污水、干湿分离产生的重力水、沼气池循环水进入前处理池。同时，增设消毒水排放口，使酸化过程前处理进行，确保主池厌氧发酵效率。其次，前处理池与厌氧发酵池间增设反压虹吸式进料管，确保前处理中下部沉积干粪能先行入发酵池，避免沉淀。

　　2.3　应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、沼渣经虹吸式排放到第二格，再进行厌氧发酵和沉淀，上部沼液经过滤后流入第三格，利用污水泵循环利用冲圈。其中第二格中的沼液、沼渣也可抽到干发酵池进行干燥处理，反复利用，尽可能减少沼液直接排放量。

　　2.4　增建储气柜，创新储气安全系统　按日产气量50%容积建一个储气柜，适当高度安装排气管，当气柜上浮到该高度时，系统会自动排放罐内的水汽混合物，以减少罐内压力和上浮高度，维护气柜及支架系统安全。

　　2.5　厌氧发酵池上建太阳能暖房　以提升厌氧发酵温度，确保池内周年发酵所需温度。同时，可在太阳能暖房育苗和育雏，还可生产芽菜，其综合利用效益十分显著。

　　2.6　沼液、沼渣的综合利用　经养殖场反复利用后的沼液抽到周边农田，沼渣生产食用菌后直接还田，生产无公害农产品。使养殖粪污达到了资源化利用目标，保护了环境，提升了生产效率。

　　3　引用技术的理论依据与实践创新

　　3.1　理论依据　按照《畜禽规模养殖污染防治条例》，利用沼气厌氧发酵原理、有机肥好氧堆沤原理、太阳能综合利用原理，围绕养殖场粪污治理，实现养殖场“雨污分流、干湿分离、达标排放、资源化利用”目标。

　　3.2　实践创新

　　3.2.1　引进嫁接的技术　1)有机肥好氧堆沤技术，建符合养殖规模要求的一池两格干湿分离有机肥好氧堆沤发酵池;2)引用卫生厕所三格化粪池原理，建三格沼液储存池，提升沼液发酵利用效率;3)引用太阳能综合利用技术，在厌氧发酵池上修建太阳能暖房，即可提升厌氧发酵效率，又可育苗、育雏，拓展利用途径，增加综合收益。

　　3.2.2　实践中发明创造的技术　1)厌氧发酵前增设预处理，前处理池与厌氧发酵增设反压虹吸式进料管，使前处理池中下部粪能先行入发酵池，避免沉积;2)创建储气安全系统，在气柜适当高度安装排气管，以维护用气稳定，确保气柜及用气安全，其技术水平在同类地区处于领先水平，曾获得环保部西北检测中心节能减排专家组抽查检测后的充分肯定，已在全县大面积推广，深受社会各界普遍好评与欢迎。

　　4　应用前景分析

　　养殖小区沼气配套工程技术，已在全县130余家规模养殖场普遍推广应用，其应用成效得到周边10余县市同行的认可，到旬参观学习。目前，与旬阳县沼气生产技术人员签订施工合同的超过50家，有合作意向的超过10县区。其引用技术成熟可靠，实践创新经济实用，全市行业主管部门已在旬召开现场会，随后以“旬阳标准”、“旬阳模式”在全市全面推广，应用前景十分广阔。