規模化生態養殖實用案例分析及節能減排措施

張芮，陳偉，武曉燕

（1.天津環科環境咨詢有限公司，天津300191；2.中華全國供銷合作總社天津再生資源研究所，天津300191）

規模化生態養殖實用案例分析及節能減排措施

張芮1，陳偉1，武曉燕2

（1.天津環科環境咨詢有限公司，天津300191；2.中華全國供銷合作總社天津再生資源研究所，天津300191）

規模化生態養殖是利用一定的技術和管理方法，將養殖場廢物經過處理后成為資源，用于能源和農作物種植，既減少了污染物的排放，也實現了可持續發展。通過對天津某規模化生態養殖企業進行實際調查，發現將畜禽糞便等廢棄物通過厭氧發酵后可形成沼氣和沼液，沼氣利用于場內采暖、供電，沼液用于農作物種植。

規模化生態養殖；污染；循環利用

1 養殖業的規模化發展及污染問題

近30年來，隨著改革開放和經濟的迅猛發展，我國“菜籃子”工程建設成了各地畜牧業發展的重頭之一，既豐富了人民的餐桌，也提升了農民的收入[1]。養殖業的發展不可避免地產生了大量的“畜產公害”：畜禽養殖糞便、養殖污水任意堆棄、排放現象普遍存在，養殖場集中地區環境惡化，間接地對水源、土壤空氣等產生污染[2]。

2 生態養殖的概念

根據《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十一個五年規劃的建議》,國家要大力發展循環經濟，提出要節約資源能源、堅持資源開發與節能并重，節約為主，采取經濟、行政、法律等手段和措施，逐步取得節約資源與能源的重要進步。因此，加強畜牧業的節能減排是規模化畜禽養殖業當前面臨的一個重要議題。解決這一問題，國家與企業不僅要加快畜禽規模化、標準化、集約化養殖場建設，更要注重畜禽生態養殖和節能減排，實現畜禽養殖、生態、環保的有機統一。

所謂畜禽生態養殖通常是指在小規模養殖場內根據自然界物質循環系統規律，利用不同生物間產生的共生或互補關系，在一定的、狹小的、規模化的畜禽養殖空間及區域內，通過標準的技術方法和管理手段，使不同生物在同一環境中共同生長，以達到既保持生態平衡、環境保護的作用，同時也提高畜禽養殖效益的一種方式。這種方式可歸納為沼氣利用和“有機肥生產+種養結合”兩大模式[1，4]。

3 天津某養殖企業的生態養殖效益分析

據統計，目前天津市有規模化畜禽養殖企業1531家，對河道等水系有較大影響的820家。根據2014年1月1日起正式實施的《畜禽規劃養殖污染防治條例》，天津市已經開始治理畜禽污染企業，主要采取“干清糞和污水治理”相結合的治理方式，即將畜禽糞便進行收集，然后由利用單位進行清運，制作有機肥。

天津夢得集團有限公司是天津規模較大的一家奶牛企業，對于其新建的“年產8 400 t優質牛奶及350頭良種奶牛繁育基地”項目，擬采用“干清糞+污水治理”方案，可年產沼氣量14.78萬m3，用于企業自身采暖熱源、物料保溫熱源和熱水熱源，同時減少污水排放13 000 t，處理出水部分在場區內回用，部分作為農田灌溉水資源化利用。

3.1 企業的污水處理工藝流程

污水采用“UASB厭氧發酵+斜板沉淀池+SASS好氧處理”的處理工藝，設計處理能力50 t/d，處理后的出水可以回用。企業的污水處理工藝流程見圖1。

3.2 企業的節能減排效益

本項目污水處理系統設置的沼氣發酵罐平均每天進料量為20.17 t，設計停留時間為20～25 d，則發酵罐內容積為450 m3。本項目發酵溫度屬于中溫發酵（約35℃），產氣率約為0.9 m3/d，即沼氣產生量為405.0 m3/d。

3.2.1 綜合樓、擠奶廳和食堂冬季采暖

項目綜合樓、擠奶廳和食堂冬季采暖，熱源由沼氣鍋爐提供，沼氣為企業自身生產過程產生的。綜合樓和擠奶廳供熱負荷為45 W/m2、食堂供熱負荷60 W/m2，面積分別為 1 000 m2，1 000 m2，400 m2。則本項目總熱負荷為114 kW。鍋爐熱效率以80%計算，沼氣燃燒效率以80%計算。經計算，項目采暖耗熱量為883.01 GJ/a。項目內熱力輸送效率按0.92計，則本項目采暖季共需消耗熱力959.80 GJ/a，折合32.75 t標準煤/a。

3.2.2 食堂沼氣

項目設置小型食堂一座，食堂用氣為企業自身污水處理站運行過程中產生的沼氣。項目食堂燃用沼氣，設有2個灶頭。根據建設單位提供的資料，食堂用餐人數約為50人，提供員工一日三餐。根據《天津市城市總體規劃（2005—2020年）》，天津市居民用氣耗熱指標7.45 MJ/人·d，沼氣熱值按21 MJ/m3計算，則居民用沼氣量為0.35 m3/d，則食堂沼氣總耗量為17.5 m3/d。

圖1糞污處理工藝流程

3.2.3 擠奶廳、產房耗熱水

項目擠奶廳、產房用水量為3.0 t，溫度約為60℃，加熱用熱源為沼氣燃燒產熱。取水的初始溫度夏季為15℃，冬季8℃，平常季節為10℃，則加熱所需沼氣量為：

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 厭氧發酵罐物料加熱

沼氣發酵罐每天進料量為20.17 t，設定物料冬季平均溫度為2℃，春秋季節平均溫度為15℃，夏季平均溫度為30℃，加熱采用加熱排管與鍋爐構成的一套自然循環加熱系統，加熱目標溫度為35℃，物料比熱為4.2 MJ/t·℃。經計算，各季節用于加熱的沼氣量為：

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；

其他季節：4.2×（35-15）×25÷21÷0.8=125 m3/d。

根據上述各項用氣統計，可知本項目年消耗沼氣量：

4 規模化生態養殖的節能減排措施

畜禽養殖場要做到節能減排，就要從養殖的每個環節著手。

4.1 減少污水排放

（1）將生產過程中產生的污水經過污水處理站進行處理后，達到《城市雜用水標準（道路清掃）》標準，可回用于廠區內擠奶廳地面沖洗，多余尾水可回用于周圍農田灌溉，減少污水排放，提高水的利用率。

（2）采用干清糞工藝，減少牛舍內地面沖洗水使用，同時降低污水處理廠的處理負荷。

（3）夏季采用噴霧降溫方式，比傳統的噴淋系統節省水資源，并達到相應的降溫效果。

（4）生活用水設施選用節水型設備和潔具。所有設備、管材、衛生潔具均有效選用低阻力、節能節水型、防跑冒滴漏的產品。座便器沖洗水量小于6 L，小便斗采用感應沖洗閥。供、用水裝置定期檢測和維修，使處于完好狀態，嚴防泄漏。

4.2 合理利用熱源

如制冷方法采暖熱源為沼氣鍋爐熱水，熱水循環利用，減少補水量；采暖管道采用離心玻璃棉保溫；加強鍋爐的保溫，減少熱量損失。

5 結語

通過應用實例可以看出，對畜禽養殖場糞便的資源化利用，可明顯節省企業的能耗，同時減少化學肥料使用，不僅對作物有益，也能減少土壤的板結。規模化畜禽養殖場可以進一步研究，實現節能降耗，資源再利用。

[1]張成虎.畜禽生態養殖廢棄物的利用及節能減排的措施[J].中國牧業通訊，2011(8)：59-61.

[2]張怡.我國規模化畜禽養殖業的環境問題與防治對策[C].中國環境科學學會學術年會優秀論文集，2007：1 102-1 104.

[3]金冬霞.規模化畜禽養殖場污染防治綜合對策[C].環境保護，2002(12)：18-20.

[4]肖樂.中國水產養殖進入質量管理新階段《水產養殖質量安全管理規定》實施訪農業部漁業局副局長張合成[J].中國水產，2003(9)：9-12.

2017－10－31）

固體廢物污染防治形勢嚴峻

2017年11月1日，十二屆全國人大常委會第三十次會議在北京人民大會堂舉行第三次全體會議。張德江委員長出席會議并作關于檢查固體廢物污染環境防治法實施情況的報告。他強調，防治固體廢物污染，與大氣、水、土壤污染防治密切相關，是生態文明建設和環境保護工作中不可或缺的重要一環，是重要的民生工程和民心工程。固廢法執法檢查是本屆全國人大常委會在環境保護領域監督工作的持續發力，也是今年監督工作的重點。

報告顯示，固廢法實施20多年來，特別是近5年來，我國加快推進固體廢物污染防治基礎設施建設，使固體廢物利用處置能力有了較大提升，危險廢物集中處置能力逐年提升。

報告同時也指出，當前固體廢物污染防治形勢嚴峻，面臨著一些突出問題，必須要引起高度重視。一是固體廢物產生量大、積存量多。我國每年產生畜禽養殖廢棄物近0億t、主要農作物秸稈約10億t，一般工業固體廢物約33億t，工業危險廢物約4000萬t，固體廢物產生量呈增長態勢。二是污染防控風險隱患多。一些地方歷史遺留廢渣、尾礦庫多，存在著較大環境安全隱患；部分地區危險廢物不當堆存、非法傾倒處置問題突出，多地發現滲坑、暗管偷排廢酸廢液等違法事件。三是固體廢物污染防治面臨新形勢、新問題，如快遞包裝廢棄物、報廢汽車等快速增長，污泥、脫硫石膏等污染治理副產物大量產生，加劇了環境污染。

從檢查的情況看，污染者依法負責的各項制度落實仍不到位，部分企業的主體責任意識不強、守法意識淡薄，污染者付費機制尚未有效建立，綠色生活方式和消費模式尚未形成；一些地方政府的領導對固體廢物污染防治工作重視不夠，對污染防治嚴峻形勢認識不足。此外，我國固廢法出臺已近22年，離上一次修訂也有13年時間了。報告建議盡快啟動固廢法修訂工作，統籌清潔生產促進法、循環經濟促進法和固廢法修改，共同推進固體廢物“減量化、資源化、無害化”。

有業內專家表示，盡管《固體廢物污染環境防治法》中已有較為詳細的關于我國固體廢物污染防治行政管理體制的規定，即統一監督管理、分級分部門負責的體制，但就實際操作效果看，更多地還是存在于立法層面，實際過程中的執行力略顯不足。一方面是由于基層政府相關部門可能存在僥幸心理以及所引發的敷衍行為，另一方面則體現在上下級行政部門之間、中央和地方政府主管部門之間的監管力度不足問題。

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

張芮（1987-），天津人，碩士研究生，中級工程師，專業方向：環境工程。