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摘 要：随着福州市生猪养殖业的迅猛发展，养殖业污染物治理减排压力逐年增加，探究因地制宜地处理养殖业污染物实现达标排放显得尤为重要。该文对近年来福州市规模化养猪场推广数量较多、且效果显著的福清市科明公司研发的层叠集气上流式厌氧工艺、以及沼液冲洗猪舍新技术的安全性、可行性技术要点和实施效果进行了详细的阐述，为广大规模化养猪场污水处理实现“零”排放及循环利用提供参考。
关键词：层叠集气上流式厌氧工艺；污水处理“零”排放；规模化养猪场；福州市
中图分类号 S851 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）18-88-03
随着经济发展和人民生活水平的提高，福州市生猪养殖业得到了迅猛的发展，据统计截至2012年底，全市共建成年出栏1 000头以上的生猪规模养殖场690家，生猪规模养殖占68%，出栏数187万头。这些规模化养猪场大多处于先发展后治理的状况，在养猪场选址和全过程治理方面缺乏环保意识、缺乏环保资金投入、缺乏配套的環保治理设施与方法、缺乏完善的服务管理手段，严重威胁着我市养猪业持续、健康发展，也由此造成养猪场周边的群众怨声载道，纠纷不断。因此，根据福州市生猪养殖污染治理现状、存在问题与发展规划，探讨如何应用推广一些行之有效、切合福州市实际技术工艺模式及投资省、污水处理效率高、运行稳定、后续管理方便的沼气发酵装置尤为重要。从20世纪90年代开始，我市研究开发出斜流隧道式厌氧污泥滤床工艺技术，在规模化养猪场广泛推广，深受广大养殖业主的好评。随着技术工艺研究的不断深入，在实践中也发现一些问题和缺点，通过近些年来不断改进、完善、总结，于2008年研发出半地埋式双层结构层叠集气上流式厌氧工艺，实现工艺技术新的飞跃，整个系统更加完善，为探索福州市规模化养殖污水处理实现“零”排放开辟一条新路。
1 半地埋式双层结构层叠集气上流式厌氧工艺流程及特点
层叠集气上流式厌氧污泥床-过滤器（Cascading set gathering of gas Up-flow Blanket Filter简称CGUBF）工艺流程见图1。
该沼气工艺技术按照污染防治、能源生产利用、循环生态农业开发的功能要求，积极推广逐场规划设计、统一施工建池、集中供气、综合利用的建设模式，以发展农业循环经济为指导，将沼气工程与养殖业发展、污染物（粪便污水、母猪胎盘内器脏、病死猪）处理、“三沼”综合利用、后续管理等进行统一筹划、系统安排。该工艺技术的主要特点如下：
1.1 高效性 虽然属于常温发酵工艺，但由于工艺技术先进科学合理，如进水布点多而均匀、池体地埋深保温性能好、内置填料、集气搅拌、出料方便、定期排渣等，促使池容产气率提高。
1.2 经济性 厌氧发酵装置采用半地埋式钢筋混凝土结构，结构紧凑，水压间、多层储气室、发酵间于一体，节省土地成本与工程造价。半地埋式双层结构，减少工程施工难度与土方量，节省施工成本。钢筋混凝土结构施工建设方便，长久耐用，且不用单独建造储气柜，节省投资，后期运行管理费用低。
1.3 整体性 该工艺不只是考虑单个发酵装置，而是包括前处理工艺技术、发酵技术、后处理技术、“三沼”利用、病死猪处理、疫病防控等整个系统实行统筹规划，整体性强，形成养猪场良性循环，从而提高效率。
1.4 稳定性 该工艺技术通过10多年来在各地的应用推广实践检验，工程运行正常，未出现故障与维修问题，污水处理效果与产气效果良好。
1.5 便利性 前我市大多数沼气工程没建自动排浮渣与底部污泥的装置，导致刚运行时效果还好，以后运行效率逐年降低，主要原因是没有定期出料。而该工艺配有自动排泥渣装置，促使料液循环处理。另外，整个工艺无动力运行，管理方便安全简单，对管理人员专业培训要求不高。
1.6 实用性 能充分考虑、利用我市山地丘陵多的地势特点解决自动进出料问题；采用半地埋结构，可充分利用地温提高冬天沼气发酵温度；利用沼液冲洗猪舍，既可解决农作物消纳地面积少的问题，又可减少养猪场用水量，延长微生物菌滞留期；配套进行病死猪处理，既有效地搞好养猪场疫病防控，又降低了养殖场处置病死猪的费用。
2 规模化养猪场实现污水“零”排放存在问题及必须做好8项工作
我市规模化生猪养殖场实现污水“零”排放普遍存在以下几个问题：一是周边消纳地少，且大部分耕地不属于养猪场业主，可供养猪场使用的土地面积少，造成沼液无法利用与储存。二是猪舍环保设施简陋，雨污不分，如遇雨天必然增加污水量，甚至把泥沙带入沼气池。三是养猪场资金及土地缺乏，建设沼气工程容积小负荷大或沼气工艺落后，特别到冬天沼气池处理效果更差，沼液出水浓度过高。四是目前沼液利用现状是一部分随农时使用，作为肥料和灌溉水，而在非农用季节，则直接排放，成为水体二次污染源。五是对于生物发酵垫料零排放工艺，由于需改造猪舍，增加垫料与购买有益微生物菌，增加养殖成本，且我市气温高湿度大，需加大排气装置，否则易发生猪皮肤病、呼吸道疾病。针对以上问题，随着近年来各县（市、区）政府实施畜禽养殖布局划分、农业减排达标排放、生态县建设等，对规模化养猪场实现污水“零”排放提出更高的环保要求，因此，为了实现规模化养猪场污水“零”排放，必须重点做好以下8项工作：
2.1 养殖业主要做好养殖规划 要树立农业废弃物循环利用的意识，在建场选址时要充分考虑养殖污染物的消纳土地面积，根据消纳土地种植何种农作物，测算每年消纳地农作物的用肥量，严格控制养殖规模。
2.2 建设长期、稳定、高效运转的沼气工程 沼气工程是养殖污水处理的核心，其运转效率、稳定性、污水滞留时间、微生物菌中毒或受抑制等关系到污水处理效果、病原菌杀灭程度，所以可在设计时邀请相关专家进行工程工艺方案论证，确保工程项目建设的科学性、合理性和规范性。
关键词：层叠集气上流式厌氧工艺；污水处理“零”排放；规模化养猪场；福州市
中图分类号 S851 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）18-88-03
随着经济发展和人民生活水平的提高，福州市生猪养殖业得到了迅猛的发展，据统计截至2012年底，全市共建成年出栏1 000头以上的生猪规模养殖场690家，生猪规模养殖占68%，出栏数187万头。这些规模化养猪场大多处于先发展后治理的状况，在养猪场选址和全过程治理方面缺乏环保意识、缺乏环保资金投入、缺乏配套的環保治理设施与方法、缺乏完善的服务管理手段，严重威胁着我市养猪业持续、健康发展，也由此造成养猪场周边的群众怨声载道，纠纷不断。因此，根据福州市生猪养殖污染治理现状、存在问题与发展规划，探讨如何应用推广一些行之有效、切合福州市实际技术工艺模式及投资省、污水处理效率高、运行稳定、后续管理方便的沼气发酵装置尤为重要。从20世纪90年代开始，我市研究开发出斜流隧道式厌氧污泥滤床工艺技术，在规模化养猪场广泛推广，深受广大养殖业主的好评。随着技术工艺研究的不断深入，在实践中也发现一些问题和缺点，通过近些年来不断改进、完善、总结，于2008年研发出半地埋式双层结构层叠集气上流式厌氧工艺，实现工艺技术新的飞跃，整个系统更加完善，为探索福州市规模化养殖污水处理实现“零”排放开辟一条新路。
1 半地埋式双层结构层叠集气上流式厌氧工艺流程及特点
层叠集气上流式厌氧污泥床-过滤器（Cascading set gathering of gas Up-flow Blanket Filter简称CGUBF）工艺流程见图1。
该沼气工艺技术按照污染防治、能源生产利用、循环生态农业开发的功能要求，积极推广逐场规划设计、统一施工建池、集中供气、综合利用的建设模式，以发展农业循环经济为指导，将沼气工程与养殖业发展、污染物（粪便污水、母猪胎盘内器脏、病死猪）处理、“三沼”综合利用、后续管理等进行统一筹划、系统安排。该工艺技术的主要特点如下：
1.1 高效性 虽然属于常温发酵工艺，但由于工艺技术先进科学合理，如进水布点多而均匀、池体地埋深保温性能好、内置填料、集气搅拌、出料方便、定期排渣等，促使池容产气率提高。
1.2 经济性 厌氧发酵装置采用半地埋式钢筋混凝土结构，结构紧凑，水压间、多层储气室、发酵间于一体，节省土地成本与工程造价。半地埋式双层结构，减少工程施工难度与土方量，节省施工成本。钢筋混凝土结构施工建设方便，长久耐用，且不用单独建造储气柜，节省投资，后期运行管理费用低。
1.3 整体性 该工艺不只是考虑单个发酵装置，而是包括前处理工艺技术、发酵技术、后处理技术、“三沼”利用、病死猪处理、疫病防控等整个系统实行统筹规划，整体性强，形成养猪场良性循环，从而提高效率。
1.4 稳定性 该工艺技术通过10多年来在各地的应用推广实践检验，工程运行正常，未出现故障与维修问题，污水处理效果与产气效果良好。
1.5 便利性 前我市大多数沼气工程没建自动排浮渣与底部污泥的装置，导致刚运行时效果还好，以后运行效率逐年降低，主要原因是没有定期出料。而该工艺配有自动排泥渣装置，促使料液循环处理。另外，整个工艺无动力运行，管理方便安全简单，对管理人员专业培训要求不高。
1.6 实用性 能充分考虑、利用我市山地丘陵多的地势特点解决自动进出料问题；采用半地埋结构，可充分利用地温提高冬天沼气发酵温度；利用沼液冲洗猪舍，既可解决农作物消纳地面积少的问题，又可减少养猪场用水量，延长微生物菌滞留期；配套进行病死猪处理，既有效地搞好养猪场疫病防控，又降低了养殖场处置病死猪的费用。
2 规模化养猪场实现污水“零”排放存在问题及必须做好8项工作
我市规模化生猪养殖场实现污水“零”排放普遍存在以下几个问题：一是周边消纳地少，且大部分耕地不属于养猪场业主，可供养猪场使用的土地面积少，造成沼液无法利用与储存。二是猪舍环保设施简陋，雨污不分，如遇雨天必然增加污水量，甚至把泥沙带入沼气池。三是养猪场资金及土地缺乏，建设沼气工程容积小负荷大或沼气工艺落后，特别到冬天沼气池处理效果更差，沼液出水浓度过高。四是目前沼液利用现状是一部分随农时使用，作为肥料和灌溉水，而在非农用季节，则直接排放，成为水体二次污染源。五是对于生物发酵垫料零排放工艺，由于需改造猪舍，增加垫料与购买有益微生物菌，增加养殖成本，且我市气温高湿度大，需加大排气装置，否则易发生猪皮肤病、呼吸道疾病。针对以上问题，随着近年来各县（市、区）政府实施畜禽养殖布局划分、农业减排达标排放、生态县建设等，对规模化养猪场实现污水“零”排放提出更高的环保要求，因此，为了实现规模化养猪场污水“零”排放，必须重点做好以下8项工作：
2.1 养殖业主要做好养殖规划 要树立农业废弃物循环利用的意识，在建场选址时要充分考虑养殖污染物的消纳土地面积，根据消纳土地种植何种农作物，测算每年消纳地农作物的用肥量，严格控制养殖规模。
2.2 建设长期、稳定、高效运转的沼气工程 沼气工程是养殖污水处理的核心，其运转效率、稳定性、污水滞留时间、微生物菌中毒或受抑制等关系到污水处理效果、病原菌杀灭程度，所以可在设计时邀请相关专家进行工程工艺方案论证，确保工程项目建设的科学性、合理性和规范性。