粪污处理技术10万头猪场沼气发电的经济分析随着农村经济的发展，养猪业以较快的速度向集约化方向发展，但随之产生了猪场的环境保护、猪粪尿及猪场污水处理的问题。

猪场污水处理的最好方法是采用生态学及生物学处理，在生物学处理过程中，需要经过厌氧发酵，厌氧发酵过程中污水中的有机物分解产生沼气及含氮、磷等物质。

沼气是极好的能源物质，其热值较高，燃烧后仅产生二氧化碳和水。

如果猪场中沼气的产量充足，就可以作为发电的能源。

据我国的技术条件，沼气发电仍需辅以15％的柴油，余者皆为沼气，因此可节省大量柴油，这对解决我国能源缺乏，改变农村面貌，改善农民生活质量有重大意义。

为探讨利用猪场污水处理过程中产生沼气进行发电的可行性，本文以深圳市农牧实业有限公司绿美特农业园10万头养猪场(下称深绿园猪场)已经实践了6年利用沼气发电的实例，进行经济分析并探讨其可行性。

一、厌氧发酵及沼气发电的设备与装置1、发酵池污水厌氧装置有很多类型，可根据猪场规模、所要求的发酵效率及投资能力等综合因素考虑。

深绿园猪场的养猪规模大，污水处理量也大，因此采用了1700立方米的钢筋混凝土卧式发酵池，日处理污水可达850立方米，产气量随气温变化，冬季产气少一些，但不低于500立方米，最高可产1500立方米以上。

2、脱硫塔、贮气罐、输送装置除发酵池(包括固液分离池、调节池)外，沼气要经过脱硫塔入贮气罐，再进入发电机系统，为防腐蚀，输气管一般用塑料管比较好。

3、发电设备发电设备为1台改装后的柴油发电机(现增为2台)，每台功率为100KW。

二、设备投资设备投资包括：1、发酵装置、脱硫塔及管道共投资71万元。

2、贮气罐为18万元。

3、100KW发电机(包括改装的二手55KW柴油机)8.4万元。

总计投资97.4万元。

此投资额包括污水处理及发电两个部分。

按年产10万头肥猪计算，一次性投资每头猪仅占9.7元；分10年摊销，10年共生产100万头，则每头猪年支出仅为0.97元。

三、运行情况及成本分析本项目运行至今已6年多，运行一直良好，运行成本较低。

厌氧发酵部分全部采用自流方式，只需1人操作，发电部分也只有3人，其中包括发电机管理及维修。

沼气发电在启动时要用一部分柴油，耗油量为柴油发电的15％，发动机启动后，就不再需要柴油。

根据6年多的运行成本分析如下(按年算)。

1、柴油成本根据测算，每千瓦时电需耗用柴油0.073升，按时价3.3元／L计算，其柴油成本为：3.3元／升×0.073升＝0.241元。

2、人工成本按3人管理计算：技工1人，年工资1500元／月×12＝18000元；管理人员1人，年工资1500元／月×12＝18000元；工人1人，年工资800元／月×12＝9600元。

合计：45600元，按年发电量48万KWh计算，每千瓦时电人工成本为0.095元。

3、润滑油(机油)支出据测算，每千瓦时电耗机油0.012元。

4、修理费每千瓦时电平均支出修理费0.021元。

5、折旧摊销总计投资97.4万元，按10年期限摊销完毕，每年沼气发电量48万KWh时计算，每千瓦时电应承担折旧费用0.203元。

以上合计，每千瓦时电实际成本为0.572元，其中折旧费占总费用的35.49％。

如果将污水处理的费用也摊销一部分折旧费，则发电费用至少可减少0.1元，发电成本则为0.472元／KWh。

在折旧费用中，猪粪尿处理的全部费用都计入沼气发电之内，实际上沼气发电仅是猪场污水处理的一种副产品，因此发电成本还有很大的降低潜力，为了计算方便未将污水处理的费用分出。

四、讨论1、本文主要讨论猪场污水处理过程中利用沼气发电的可行性，因此不包括污水处理的效果。

本文的分析结果认为，利用猪场污水厌氧发酵处理产生的沼气，可作为能源进行发电，费用仅为0.47－0.57元／KWh，低于国家电纲的0.6－0.9元／KWh，而且这个费用包括了整个猪场的污水处理成本，如充分发挥猪粪尿及污水产沼气的潜力，成本还可降低，因此经济上切实可行。

2、在建立污水厌氧消化池时，成本的降低空间也较大，万头以下的猪场及农村的小型猪场，完全可以用其它建筑材料代替，关键是厌氧池要耐一定压力，不漏气即可。

3、利用柴油发动机改造成沼气发动机的技术已经过关，这是一项专门的技术，据深绿园猪场6年的使用结果证明这项技术是完全可行的。

4、深绿园猪场的经验证明，猪场污水完全可以利用厌氧发酵技术处理，产生的沼气可进行发电，发电量很大程度上可满足猪场用电需要，当然还取决于猪场规模及厌氧发酵技术、原料及自然条件等。

规模小于100头的猪场产沼气量少，是否有适合的发电机与之配套，需另行研讨，但所产沼气可作为热源毫无异议。

5、猪场污水采用厌氧发酵技术进行处理，既可控制污染，又可产生沼气供猪场和农户使用，同时降低污水处理及保护环境的成本，一举多得，这也是建立生态养猪业中的一个重要环节。

从生产流程控制猪场的环境污染1头90公斤左右的商品猪日排粪量约2.2公斤，尿量2.9公斤，污水20－30公斤从生产流程控制猪场的环境污染背景：随着养猪行业低利润化，以户养为主的传统饲养方式在发达的珠三角、长三角等养猪发达的地区已基本上被规模化、工厂化养殖所替代。

规模化猪场饲养规模大，集约化程度高，有利于提高生猪的饲养技术、防疫能力和管理水平；与传统方式相比，规模化饲养能大大提高生长速度和饲料转换率，从而有利于降低猪场的饲养成本，增加企业的经济效益。

然而集约化养殖场却存在着诸多环境方面的隐患。

它们每天要向外部环境排放大量粪尿等污染物，已渐渐地成为重要的非工业污染源。

据测算，1头90公斤左右的商品猪日排粪量约2.2公斤，尿量2.9公斤，污水20－30公斤(约含0.6－1.0公斤的总固体)。

这些粪尿污水若得不到及时处理，任其随意排放就会污染周围环境，特别是猪场附近的土壤生态系统。

本文从生产流程角度谈谈控制猪场污染物的方法，供同行参考。

从规划设计角度减少环境污染的途径过去许多集约化猪场过多考虑运输、销售等生产成本而忽视其对环境的潜在威胁，往往将场址选择在大中城市的城郊或靠近公路、河流水库等环境敏感的区域，以致产生了严重的生态环境问题，现在不得不重新面临搬迁。

因此建场时一定要把猪场的环境污染问题作为优先考虑的对象，将排污及配套设施规划在内，充分考虑周围环境对粪污的容纳能力。

在场址的选择上，应尽量选择在偏远地区、土地充裕、地势高燥、背风、向阳、水源充足、水质良好、排水顺畅、治理污染方便的地方建场；同时最好能与当地的立体农业相互促进，变废为宝，达到生态农业综合、持续、稳定地增长。

从营养角度减少环境污染的途径饲料安全是畜产品安全的前提和保障，在有条件的养殖场内最好采用膨化和颗粒加工技术，破坏或抑制饲料中的抗营养因子及有害物质和微生物，以改善饲料卫生，提高养分的饲料转化率，减少粪尿排泄量。

如果加工工艺控制不当，饲料添加的各种化学物质在粉碎、输送、混合、制粒、膨化等过程中会发生降解反应和氧化还原反应而生成一些有毒有害物质，对饲料及环境极易造成二次污染。

因此我们必须非常注意各类添加剂在猪饲料中的合理应用。

在猪日粮中近2／3的磷是以植酸磷和磷酸盐的形式存在的。

由于猪体内缺乏能有效利用植酸磷的各种酶，所以在加工时必须大量添加无机磷以满足猪的生长所需。

如果在饲料中添加植酸酶就可以将植酸磷水解为游离的正磷酸和肌醇而被吸收，从而提高磷的利用率，间接缓解磷对环境可能造成的污染。

另外在配制日粮时可采用低蛋白质—氨基酸平衡的“理想蛋白质”模式，在饲料中辅助添加益生素、酶制剂、酸化剂、氨化抑制剂、吸附剂、纤维素或寡糖以及除臭剂等，可以大大减少猪粪尿中氮、磷和臭素的排出量。

有资料表明，添加一定量的益生素，能够调节猪胃肠道内的微生物群落，促进有益菌的生长繁殖，使饲料在猪消化道的降解率上升15％，同时能提高氮的沉积率，使排放到环境中的氮源减少15％－25％，从而减轻氮对环境可能造成的污染。

从饲养管理角度减少环境污染的途径幼龄猪在低温影响下磷的排泄量会提高，而且会使骨骼发育不全；相反在超过37.8℃的高温环境中机体钾离子和碳酸盐的排泄量会增加而不利于猪的正常生长。

因此我们必须为猪生长发育提供适宜的环境，采取合理组群、及时处理猪场粪尿、定期消毒等措施；同时根据每日营养需要提供定量的饲料，尽量做到不浪费，以减少猪对饲料的摄入量。

这样一来就可在一定程度上减少猪场粪污的排放量，减少蛆蝇蚊螨等害虫的繁殖，而且可以降低猪尤其是仔猪的发病率。

此外，猪场内的老鼠、苍蝇等都可造成饲料营养损失或在饲料中留下毒素，还会传播各种传染性疾病。

在养殖场内我们应当尽可能消灭它们，以减少其对生产造成的损失。

从生物净化角度综合治理环境污染为了控制猪场对周围环境造成的污染，我们应当采取经济有效、方便可行的方法，遵循“无污化、资源化、低成本、高效率”的原则逐步削减污染物，使猪场周围的土壤、水体及大气自然生态系统免受污染。

但到目前为止，单一处理方法如好氧生物处理、厌氧生物处理等远没有达到人们所追求的理想效果。

杭州灯塔养殖总场的综合生物处理法处理猪粪污水，已取得了良好的效果，其污水处理工艺基本流程为：猪粪污水→格栅→浓污水集水池→固液分离机→沉淀池→调节池→UASB厌氧池→配水池→SBR好氧池→混凝沉淀池→达标排放。

几点建议1、由于近年来人们普遍担心动物体内细菌对抗生素的耐药性会通过食物链转移给人体，美国几乎冻结了对新型抗生素的审批。

我国抗生素的使用虽然有法可依，但执行和执法力度还有待改善。

笔者认为我国应该对目前中国养殖场的耐药性和抗药性展开全方位的调查，制止非法和滥用抗生素的不良行为，逐渐停止或部分停止在饲料中使用人用抗生素，鼓励开发如氟苯尼考、杆菌肽锌等畜禽专用的药物和饲料添加剂，同时利用一些天然的途径如酶制剂、酸化剂、中草药、甘露寡糖以及先进的管理技术来减轻养殖场特别是猪场对土壤和水体生态系统的环境压力。

2、为了从根本上缓解猪场对环境造成的污染，建议对猪场生产的全过程包括设计、修建、饲料加工、饲养、粪污处理等环节进行周密跟踪监测，以便及时发现和排除新污染物对生态系统可能造成的危害。

在修建时按照粪水分离工艺进行合理规划，在饲料加工中添加环保型饲料添加剂与畜用防臭剂，在饲养上采用先进的饲养管理技术，将猪粪便单独收集，尽量减少冲洗用水，在污染治理上因地制宜充分利用当地自然条件选择不同的工艺流程，以减少排泄物及其气味的污染，全面统筹兼顾经济效益、社会效益以及生态效益，实现畜牧业的可持续发展。

牛粪处理新工艺研制成功南京航空航天大学材料科学和技术学院的崔益华教授，近年来同合作伙伴研制了牛粪气化前置处理工艺和装备，完成了牛粪气化系统工艺流程的设计并申请了专利。

日前，已在江苏省南京市郊禄口镇一村成功安装应用了这种设备。