一、前言
根据《富阳市农业农村面源污染状况调查报告》表明：全市畜禽污水（主要是冲栏废水）产生总量1517086吨，其中猪场的畜禽污水产生量占全市畜禽污水产生总量的82.85%，规模化畜禽污水的污染问题已不容忽视，治理工作迫在眉睫，重点是规模化生猪养殖场的畜禽污水。因此，今后规模化生猪养殖场的污染源治理将是农村面源污染源治理的首要任务之一。
近年来，我市许多规模化畜禽养殖场都已配套建设净化沼气工程，从使用的实际情况来看，减污排放的效果十分显著，工程的运行后大大降低了畜禽污水对周边环境的影响，受到了农户和养殖场的大力欢迎。但与此同时，由于重沼气工程建设，轻“三沼”综合利用，也暴露出了一些不足之处，主要是沼肥无法完全就地就近消化，非用肥季节时沼液的过剩排放对周围环境的污染。因此，我们希望通过这次示范工程的建设，对规模化“三沼”综合利用的模式进行一次深层次的实践和探索，总结出一些实用技术成果。
二、**养殖场强龙兴农示范工程
1 基本情况
富阳市**养殖场地处新登镇上旺村，距杭州60余公里，紧贴320国道，地理位置优越、交通便利。养殖场两边是青山绿水，山上大部分种植竹笋林和果园，附近没有工业污染源，空气质量高，满山的绿色使人感到心旷神怡，周边自然环境非常好。
为适应市场经济的发展，自2001年建场以来，经过几年地快速发展，现已拥有标准化猪舍10栋，栏舍面积5500平方米，专用房1000平方米，总养殖用地达到30余亩。目前，常年生猪存栏量已达到3100头，母猪存栏量420头，后备母猪100余头，种猪15头，年出栏生猪7500余头，年产值达到540万元，创利润95余万元，已成为富阳市最大的畜禽养殖场之一。
养殖场的干粪由人工清理并作为有机肥出售，最大日排放畜禽污水量（部分粪尿、冲栏水）34吨，污水水质中的CODcr在8000mg/L~10000mg/L之间，有机物浓度较高。
2 主要内容
**养殖场强龙兴农示范工程是一项以综合开发利用畜禽粪便为主要内容、以厌氧发酵沼气池技术为核心、以保护农业生态环境为目标的农能生态项目。简而言之，就是将养殖场的粪便污水作为厌氧发酵沼气池的原料，在严格缺氧的条件下，通过微生物作用，将其中的有机物分解成优质可燃气体——沼气和绿色有机肥料——沼肥，沼气用于农户的炊事用能、取暖和发电，沼肥用于种植各种农作物，同时大力推广“猪—沼—作物”生态农业模式，对生物质资源进行全方位的多层次开发利用。
这样，该生态工程具备了消除污染、产生能源和综合处理的三大功能，既消除了农业环境污染，又解决了一部分的能源问题，而且在厌氧发酵过程当中，病原菌、寄生虫卵等一些病菌可被杀死，切断了养殖场内传染病和寄生虫病的传播环节。
3 工程、工艺路线
**养殖场主厌氧处理池容积达到360m3，该装置采用了厌氧处理法净化高浓度畜禽污水，通过排水系统——预处理系统——厌氧发酵系统——厌氧过滤系统——沼气输配系统——沼肥输配系统等工艺流程，使畜禽污水变废为宝成为沼肥和沼气，有力地保护了养殖场周边生态环境。
图1 厌氧发酵系统、厌氧过滤系统
厌氧发酵池出水（沼肥）的处理遵循资源化、无害化利用原则，与种植业相结合。根据畜禽场周边种植业、水域养殖业环境和自然条件等的实际情况，开展能源生态模式的示范工程建设。以生态农业的观点统一筹划、系统安排，使周边的农田、山林或水生植物塘完全消纳经厌氧发酵池处理后的沼肥，在经一个系统化的粪便处理和资源化利用后，形成一个生态农业链。能源生态模式特点：畜禽污水在经厌氧消化处理和沉淀后，排灌到农田、山林或水生植物塘，使粪便多层次的资源化利用，并最终达到养殖污染的“零排放”。
现在对沼气的利用技术远比沼液、沼渣的利用技术要成熟，“猪－沼－作物”模式作为一种可持续发展的农业循环经济，已经得到了大家的共识，现在最大的问题是如何使这种生态农业模式达到最优化，争取以较小的投入达到较大的效益。**养殖场“猪－沼－作物”生态农业示范项目中扩建工程将重点建设沼肥的综合利用项目，以期对大规模沼肥综合利用的方式方法进行有益探索，为大中型“猪－沼－作物”生态农业提供一个示范点。
**养殖场沼肥（沼液）施用范围为：90亩竹笋两用林，35亩农田，5亩果园。沼气工程每天产生12吨～33吨沼肥，先在2.10亩1.50米深的氧化塘内储存后，再用高压污水泵和输配主管道输送到山上的21个沼肥储存罐（1吨/罐），最后用沼肥输配支管道将沼肥根据不同农作物的用肥需求均匀的施用在各种植区域内。在农田的用肥季节，可直接排入1350米农田灌溉渠，用于35亩农田灌溉。
无公害竹笋两用林：由于竹林由于根系非常发达，根部可以大量吸收沼液里的有机物，对液体沼肥的适应性很强，可一次性吸收过量的沼肥。通过**养殖场的实地实验，竹林对液体沼肥的消纳能力非常强，90亩竹笋两用林中基本上没有出现由于过量施肥造成的竹笋减产现象，预计2008年的早笋亩产将增加20%以上。在具体的生产过程中无公害竹笋的生产技术按照浙江省地方标准DB33/T333.2—2001无公害竹笋第二部分生产技术准则执行，无公害竹笋的产品质量要求达到浙江省地方标准DB33/T333.3—2001无公害第三部分的质量要求。
图2 沼肥用于竹山和果园
有机农田：当前农田主要使用的化肥种类有氮肥、磷肥、钾肥和复合肥。如果使用沼液替代传统的农药化肥，可减轻农药化肥对农田的污染，沼液内含有激素类物质，能刺激作物生长，同时具有抑制细菌、抑制病虫害发生的作用。根据测试，畜禽粪便经沼气池厌氧发酵后，全氮保存率达114%（敞口堆沤肥全氮保存率仅为68%），其中氨态氮增加20%以上，磷钾没有明显的损失，以沼肥作为农作物的肥源，比直接施用人粪尿和化肥产量有明显的提高，粮食作物增产3%～7%，且在品质上有大幅度的提高，是真正的有机大米。
图3 农田灌溉水渠
绿色果园：由于长期单一、大量施用化肥，造成果园土壤理化性状恶化，有害物质残留增多，植株抗性变差，产量下降，果实品质低劣，不但影响经济效益，也污染环境及影响人体健康。沼肥既含有比较高的有机质，又含有对果树生长有利的微生物菌，还含有氮磷钾钙镁硫等这些果树生长需要的元素，完全可以满足果树的生长需要。如果果树使用沼肥，并且沼肥用量占到全年施肥量的60%左右，在提高产量的同时将大幅度提高果实的品质。
（单位：吨）
月
份
竹笋林
（90亩）
农田
（35亩）
果园
（5亩）
农作物用肥合计
沼气池沼肥产生量
1
360
2
350
350
470
3
230
50
280
560
4
230
230
670
5
50
50
780
6
1200
120
1320
910
7
550
100
650
990
8
780
500
1280
970
9
400
280
680
880
10
250
250
680
11
2000
2000
570
12
1200
1200
450
6390
1050
850
8290
8290
表1 **养殖场沼肥使用情况
**养殖场厌氧发酵池平均日产沼气55m3，建有30 m3的贮气柜一处，沼气输配管道800米，供应该场内与周边农户炊事用能。柴油－沼气双燃料发电机一台，作为养殖场停电时的后备电源。沼气使用范围包括了36台沼气灶（常年用）、45只沼气取暖灯（早春、冬季和深秋）、20Kw柴油－沼气双燃料发电机（夏季用）。
一台单眼沼气灶的用气量为0.55 m3/ 天，平均每个农户每天用1.50小时的沼气，36台单眼沼气灶每天用气29.70 m3。在夏季，在保证沼气灶用气的前提下，把多余的沼气用于发电，通过沼气发电有效解决养殖场的季节性停电问题，缓解了农村用电紧张的状况，养殖场的日常生产和生活用能有了可靠的保障。平均每只沼气取暖灯的用气量为0.98 m3/ 天，45只沼气取暖灯每天用气44.10 m3，到了早春、冬季和深秋时，主要把沼气用于养殖场的仔猪房取暖，在沼气不够时适当减少沼气灶用户数量。
单位：m3
季节
沼气灶
（36台）
取暖灯
（45只）
发电机
（20kw）
合计
春季
2680
1910
4590
夏季
2650
5990
8640
秋季
2720
2050
4770
冬季
100
1900
2000
8150
5860
5990
20000
表2 **养殖场沼气使用情况
**养殖场在本次工程建设中建造干粪储存房一处累计270立方米，用于堆放干粪和沼气池内清捞出来的固体沼肥（沼渣），并采取有效的防渗防漏措施，池壁渗透性标准为1×10-7cm/s，防止污染周边水环境，同时在其上面搭建雨棚，防止降雨（水）的进入。在满足进出料要求的前提下，将储粪设施两面封闭建造，切断畜禽粪便中有害微生物、致病菌及寄生虫卵的传染途径，减少来自粪便中病原体可能引起的疾病传播风险。干粪与沼渣通过在干粪储存池内一段时间堆沤后，作为商品肥出售。
三、经济、环境和社会效益
1 经济效益
该项目年产沼气2.00万m3，按1.30元/m3计算，能源经济收入为2.60万元，年产沼肥0.83万吨，按3.50元/吨计算，肥料的经济收入为2.91万元，总直接经济效益达到5.51万元。预计2008年的早笋亩产将增加20%以上，将为笋农带来可观的经济效益。
2 环境效益
大量的畜禽污水得到处理，减轻了对周围环境的污染；同时有利于养殖场的防疫工作，由于畜禽污水排放得到了控制，减少了有害病菌的传播途径，蚊蝇和寄生虫疾病的发生率降低，养殖场的卫生和环境条件明显改善。
3 社会效益
随着农民经济收入的增加，老百姓对生活质量和居住环境也有了较高的要求，养殖场污染治理工程的完成，使得养殖场周边地区农户的生活和生产环境得到了很大的改善。沼气可供应附近的农户烧菜烧饭，沼气发电可解决农民夏季停电时的燃眉之急，养殖场与农户之间的关系更加融洽。
四、工程整体分析
1、推广“猪-沼-作物”生态农业模式，实施种养平衡一体化，将种植业和养殖业有机结合是彻底解决畜禽污染的有效途径。高浓度畜禽污水经过厌氧发酵处理，有机物含量如CODcr、BOD5可降解85%~90%，产生的沼液、沼渣是适合农作物用肥的绿色无公害肥料，将沼肥用于农业生产，可达到一举多得的效果，实现畜禽污水的“零排放”，降低养殖场的治污成本，又可为种植业提供肥源，还促进了无公害农产品的生产。
2、“猪-沼-作物”生态农业模式在应用推广中，存在着许多实际困难，种养平衡一体化概念的执行并非易事，因为对养殖场和种植户来说在短期内都有不利因素，对于养殖场来说，建造有效、适宜的污水治理及配套设施需较高的成本；而对于种植户来说，使用液态沼肥比起化肥来成本更高（运输和施用）。另外，根据农作物的养分需求进行肥料的施用也很困难，因为比起化肥来，沼肥的性质具有更加不确定性和多样性。如果种植户要对沼肥进行计算并且没有养分剩余，种植户会面临产量的损失和产品质量的负面影响。鉴于以上情况，只有在明确的政策要求下，在给予养殖场、种植户适宜的建议和财政支持条件下，在政策制定者、各方面专家以及养殖场和种植户达成广泛协作关系的情况下，种养平衡一体化概念才有可能成功地被引入。因此，畜禽污水的治理不仅是养殖场自身的事，与种植户也有密切的关系，只有制定出合理的扶持政策和科学的用肥技术指导，让施用沼肥的费用与化肥的费用相当，才能使种植户有主动施用沼肥的意愿，“猪-沼-作物”生态农业模式才能健康稳定地发展。
3、工程重点针对液体沼肥就近消化难的问题，特别是沼肥输配系统的最优化铺设，沼肥出水施肥点的最优化分布，各种农作物的最优化施肥量等，进行初步的实践，同时对大规模沼肥综合利用的方式方法进行有益探索。实践证明，农田和果园对沼肥的消纳能力相当有限，中等规模以上的畜禽养殖场应当以竹笋林等耐肥型的农作物为“三沼”综合利用的主体。同时由于产肥和用肥的季节性，必须建设一定容积的沼肥储存设施或氧化塘来存放多余的沼肥，来解决产肥和用肥之间的矛盾。