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发展农业循环经济是闽江流域畜禽养殖业污染治理的重要途径

——长富六牧“牧—沼—肥—草”试点模式初探

信息来源:本网 发布时间:2009-02-02 16:13:00 作者:叶 夏

一、闽江流域畜禽养殖业发展及污染现状

改革开放以来,福建省畜牧业取得了巨大成就,畜牧业不但摆脱了农村副业的从属地位,而且已经发展成为农业和农村经济新的增长点和重要的支柱产业。据统计,全省畜牧业产值由1995年的144.45亿元提高到2004年的291.69亿元,按照可比价格计算,增长71%,年均递增6.1%2004年全省人均畜牧业收入826元,畜牧业在十一项农村人均家庭纯收入中位居第2位。其中,以闽江流域畜牧业养殖发展尤为迅速,以南平市为例,为了进一步加大农业结构调整,2001年市政府出台了《加快发展畜牧业的意见》,制定了“四十”条优惠政策,提出“稳猪增禽攻出栏”,发展草食牲畜,建立瘦肉型商品猪、草食牲畜、肉(蛋)禽三大基地,培育壮大畜牧大产业。2004年畜牧产值32.18亿元,比2003年增11.2%,产值占农业总产值的24.1%,畜牧业人均收入达649元,比2003年增25%,以延平区为例,畜牧收入占家庭经营性收入的三分之一,全市涌现出延平炉下、太平,建阳吕口、邵武城郊等一批畜牧养殖重点乡镇,畜牧业收入占40%以上。

畜牧业的飞速发展,使闽江流域的水环境污染结构发生明显变化。据调查测算,闽江流域畜禽养殖废水排放量31.17万吨/日,处理量15万吨/日,处理率为50%,畜禽养殖废水的COD排放量706.35/日,氨氮排放量76.57/日,分别是流域工业废水排放量的5.7倍、7.5倍。南平市区域内畜禽养殖排放的COD和氨氮分别约占全流域畜禽养殖污染的70%54%。畜禽养殖业污染已经成为闽江流域重要污染源,因此,有必要开展畜牧业养殖污水综合治理技术模式研究。

二、长富六牧的“牧—沼—肥—草”试点模式

福建长富第六牧场位于顺昌县水南镇新屯村,闽江富屯溪沿岸第一重山,是集奶牛饲养和农业种植为一体的民营股份制企业,牧场组建于19995月,现奶牛存栏1500多头,年产鲜奶6000吨,产值1500万元,是闽北推广清洁生产工艺的典型示范奶牛场,该场采用干清粪+水冲洗的方式处理牛舍卫生,每天人工清粪约30立方米,每天排放牛尿等污水40立方米,每天冲洗用水40立方米。

2003年福建省发展与改革委员会、福建省农业厅联合开展闽江流域畜牧养殖业污染沼气综合治理规划研究,同时选择六牧等四家奶牛场作为治理试点,邀请北京、上海、江西等地国内知名专家,会同省内专家,对八个设计单位提供的15份闽江流域(南平段)奶牛场污水沼气综合治理技术方案进行评审,并综合15个方案的设计优点,总结推荐出一个较为优化的工艺技术。在此基础上,分别对各技术方案的科学性、合理性、经济性做出综合评价。

长富六牧治理工艺如图1 

 

 

 

 

 

               1处理工艺流程图

三、长富六牧厌氧工艺设计的主要依据与特点

根据牛粪质轻、长草纤维较多,粪便中含有较多的产甲烷菌、不易酸化等特点,采用的USR消化反应器,该工艺具有以下优点:

1、它不仅在垂直方向上具备塞流式这种推流的特点,同时由于生物菌固体颗粒与污水的比重差异使反应器中下部的微生物浓度很高,大大提高了反应器的SRT,从而提高固体有机物的分解消化效率。

2、该反应器通过底部布水管的进水,可实现均匀布水和搅拌一举两得的功效,提高消化效果和克服短流现象。

3、根据污水处理原理,污水处理构筑物的有效水深不宜太浅,在常规的水污染处理设计中一般是不小于4m的,USR反应器设计深度都在4m以上,这不仅克服了塞流式面积/体积比值大的缺点,而且更符合水处理构筑物的通常深度要求。

4该反应器不易结壳,底部容易设置泥斗将沼渣定期外排。

5、可以设计成圆形(圆柱、圆锥等),不仅受力更为均匀,而且从水流体力学理论而言,水力条件最佳。

6中间沉淀池上部清液由溢流堰收集接入沼液贮池,底部污渣定期排到污泥干化场。

2003年,根据专家意见,USR工艺在我省第一次用于奶牛场污水治理,从2004年投入运行后的跟踪情况分析,与传统的隧道式沼气池相比,在排渣、产气、防结壳、处理效率等方面都有较大的进步。

四、长富六牧的“牧—沼—肥—草”技术模式经济、社会、生态环境效益

(1)   与水冲式相比,节约用水,减少污水排放

实施雨污分离,固液分离。所有牛舍安装地下管道,实行雨污分离,每天挤奶缸、机器设备等的清洗用水、雨天雨水从明沟排放,排放的牛尿少量粪渣和冲洗污水,汇集到沉砂池,沉砂后进入固液分离池,固体部分送到干化场,液体部分进入厌氧消化池。

实施干清粪工艺,首先用锯木屑吸干牛粪,然后由人工将牛粪、饲料残渣物统一收集到有机肥厂做为原料。处理效率在85%以上(每三天一次,每次30立方米锯木),日产生污水量80立方米(1500头奶牛)。与水冲式相比,日减少冲水量200立方米。

(2)   粪便资源化利用,经济效益显著

2003年长富六牧与杭州天创沃元实业有限公司合股投资800多万元(其中基建投资500多万元,设备投资300多万元),兴建一座以粪便、料渣为原料,年产2万吨的有机肥厂。有机肥在发酵、干燥、制粒、熟化过程中,根据土壤养分供应状况和作物需要,添加氮、磷、钾养分和必要的中、微量元素,制成有机质含量高、养分齐全、速效和缓效性兼备、比例合理、肥效稳定的果树、烟叶、茶叶、蔬菜等有机无机复混专用肥。有机肥分一般专用肥和优质复混专用肥两种,每吨售价分别为450元和550元,投产两年来,产品销路很好。

(3)   沼气及其综合利用效益

长富六牧采用USR厌氧工艺,建造三座有效容积720立方米沼气池,。连接USR反应器、沼气柜和沼气用户间的沼气管均采用专用沼气管,同时在沼气利用系统中配备气水分离器、砂滤器、脱硫器、阻火柜和沼气压力表等。根据测算,年产沼气量在13-15万立方米/年左右,这些沼气主要用于锅炉燃烧,热水供清洗牛舍的挤奶缸、暖水泡料。多余的沼气供奶牛场自身的职工日常生活能源需求(食堂、澡堂等)。

(4)   沼液综合利用效益

该工程的后处理系统,重点是建造沼液贮肥池1014立方米、氧化塘3000立方米,将所有沼液经贮液池存储调节和无害化处理,然后,在施肥季节,通过浇灌系统用于灌溉600多亩牧草基地、玉米种植基地,以订单合同形式,发动农民种植并全部回收,作为奶牛的青饲料。

主要措施:与农民签定用肥合同,企业负责沼液输送管路的基础设施投入,农民负责泵压系统的耗电费。

目的:发展绿色青饲料。

五、结论

1、在闽江流域开展畜牧业污水综合治理,要着重发展种养平衡的农业循环经济模式,推广生态型畜牧场

各级政府要抓好畜牧业发展规划,把住规模化畜牧场项目审批关,做好环境影响评价,重点发展以养殖业为主导,种植业为基础,沼气为纽带,综合利用为重点,养、种平衡的生态型畜牧场。

2、注重综合利用模式技术研究,发展高效生态农业

按照物质流系统管理的理论,合理规划养殖业布局,构建相对集中、生态防护、分区管理、良性发展的养殖业循环经济发展模式,建立集中式沼气工程和规模化沼气供热发电联厂,把区域内有机废弃物变为可再生能源,激活区域资源再生潜力,提升经济综合附加值,提高乡镇经济竞争力。通过循环经济试点,带动流域集约化农业循环经济的大力发展。

运用工程技术和生化措施,推进畜禽养殖污染综合治理,加快畜禽养殖场废弃物综合利用和处理的能源环境工程建设,把畜禽粪便减量化、无害化、资源化,改善农村能源消费结构,推动养殖业和种养业集约、良性发展,提高农业产业效应,增加农民收入。

重视长富六牧、光泽圣农等循环经济模式研究,进一步拓展延伸循环产业链,做好“综合利用”大文章,将发展循环经济所形成的丰富的生物有机肥资源应用到有机食品和绿色食品生产中,发展无污染、高效益的生态农业。

 

 

 

参考文献:1、《南平市畜牧业发展规划》(2005-2010年)

              2福州大生态环境工程有限公司福建长富第六牧场能源环境工程技术方案