王桂柱，史国翠，王建涛，李 莉

（河北省唐山市畜牧工作站，河北 唐山 063000）

1 模式简介

资源化综合利用模式指粪污通过厌氧发酵，产生的沼气用作生活燃料或发电，发酵后剩余沼渣沼液作为有机肥，用于农业生产。厌氧发酵池及沼渣沼液贮存池的容积与粪污产生量、施肥周期、土地承载量相匹配。主要模式畜-沼-粮，该模式可实现节约资源和保护环境双赢。

唐山齐顺生物有机肥有限公司，位于唐山市乐亭县庞各庄乡，2016年采取资源化综合利用模式，是资源化综合利用模式的典型示范场。年存栏生猪5 000头，年产粪便3.8万吨，年生产固态有机肥0.85万吨，沼液肥1.1万吨，属于生猪养殖与有机肥生产的综合利用模式。

2 工艺流程

该模式下，粪便经过固液分离后，固体部分经过堆肥发酵，制成有机肥用于农业生产；液体部分采用厌氧发酵处理，用于沼气发电、制作沼液肥。图1为齐顺养殖场粪污处理流程。

图1 齐顺养殖场粪污处理流程

3 技术介绍

3.1 原料预处理

原料来源于猪场粪污和外购牛粪，完全实现粪污全利用。猪舍两侧设有尿沟（图2），猪尿可直接排到储存池，猪粪即可用推车运输，这样减轻了粪尿收集工作。该模式下收集的粪便在匀浆池中收集后，转入预热池，为厌氧发酵做准备。

图2 猪舍边上的尿沟

3.2 厌氧发酵原理

厌氧发酵罐（图3）和二级发酵池，以及沼气净化利用等配套设施构成了畜禽粪便处理系统中最为关键的厌氧发酵系统。该模式采用升流式固体厌氧反应器（USR），USR的下部是含厌氧微生物的固体床，发酵原料从反应器底部进入，依靠进料和所产沼气的上升动力按一定的速度向上升流，料液通过高浓度厌氧微生物固体床时，有机物被分解发酵，上清液从反应器上部排出。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样大幅提高了固体有机物的分解率。采用双层储气膜储存沼气（图4），产生沼气经过水汽分离、脱硫塔提纯后，沼气发电能够供应猪舍的正常生产，每天可产生沼气1 600米3，每小时可发电85千瓦。该设备操作简单，易于初学者接受。

图3 厌氧发酵罐

图4 双层储气膜储存沼气

3.3 沼液、沼渣利用

经厌氧发酵后的沼液沼渣经过固液分离，沼液经过无害化处理后，可做成液体肥（图5）；沼渣干化后按1∶1加入发酵菌剂和草炭腐植酸，经过21~30天堆肥发酵，可做成固态有机肥（图6）。

图5 液体有机肥

图6 固体有机肥

4 效益分析

每年投入成本536.85万元，产生电、液体肥、固体肥合计1 184.42万元，直接经济利益647.57万元。

4.1 经济效益

年运行成本包括水电费、人工费、设备折旧费和维修费、原料费、销售费用。养殖场自用地下水，水费折算电费计算。

电费=平均每天耗电量900千瓦×330天×每千瓦时电0.5元=14.85万元（年处理粪污按照330天计算）

人工费=每月2 500元×12月×5人=15万元

粪污处理设备总投资500万元，按20年使用寿命计算，平均每年折旧费25万元，每年维修费用2万元。

养殖场采用固体粪、液体粪分离收集，故粪便原料收集成本可忽略不计。

需额外购买牛粪3万吨/年×100元/吨=300万元，腐殖酸4 000吨价值160万元。

有机肥销售成本按10元/吨计算，则项目每年生产液体、固体有机肥2万吨，销售成本合计20万元。

运行成本=水电费+人工费+设备折旧费和维修费+原料费+销售费用=14.85+15+27+300+160+20=536.85万元

4.2 获取收益

年处理粪便38 325吨，产生沼气58.4万米3，发电78.84万千瓦，节约电费39.42万元；生产液态肥1.1万吨，固态肥0.85万吨，总共价值1 145万元。

项目年利润=收益-成本=1 145万元+39.42万元-536.85万元=647.57万元

4.3 生态效益

该模式不仅能消耗掉养殖场内的粪污，同时还吸收了周边牛场的粪便，收集粪便转化为清洁能源和有机肥，为周边花生等农作物提供优质肥料，有效缓解粪便污染带来的环境压力。

5 推广建议

该处理模式适于收集大中型养猪场畜禽粪便的集中处理，周围有配套的农田或园艺种植，减少有机肥销售、运输成本。