畜禽糞便利用技術是根據自然條件、經濟條件、養殖規模、環境承載能力等因素，采用多種技術和模式，科學組合，對畜禽糞便進行綜合治理，以達到無害化、減量化處理和生態化、資源化利用的目的。

目前我國畜禽糞便主要用作沼氣發酵原料、肥料、養殖蚯蚓等。

一、概述

(一)分類

1．農村戶用沼氣技術 農村戶用沼氣技術是利用沼氣發酵裝置，將農戶養殖產生的畜禽糞便和人糞便以及部分有機垃圾進行厭氧發酵處理，生產的沼氣用于炊事和照明，沼渣和沼液用于農業生產。這一技術既提供了清潔能源和無公害有機肥料，又解決了糞便污染問題。

農村戶用沼氣池一般為6～10立方米，包括沼氣發酵裝置、沼渣沼液利用裝置和沼氣輸配系統等。

2．集約化畜禽養殖場大中型沼氣工程技術 畜禽養殖場大中型沼氣工程技術是以規模化畜禽養殖場禽畜糞便污水的污染治理為主要目的，以禽畜糞便的厭氧消化為主要技術環節，集污水處理、沼氣生產、資源化利用為一體的系統工程技術。主要由前處理、厭

氧消化、后處理、綜合利用四個環節組成。

一個完整的沼氣工程應同時具備治理污染、生產能源和綜合利用三大功能，也就是說，畜禽糞便和污水經過厭氧消化后，既可處理廢棄物凈化環境，獲得優質能源(沼氣)，還可進行生物質資源的多層次綜合利用。由于畜禽養殖場沼氣工程技術集環保、能源、資源再利用為一體，又被稱為畜禽養殖能源環境工程技術。

3．糞便堆漚處理生產有機肥技術 糞便堆漚處理生產有機肥技術是通過調節畜禽糞便中的碳氮比和人工控制水分、溫度、酸堿度等條件，利用微生物的發酵作用處理畜禽糞便，生產有機肥料。畜禽糞便通過堆漚處理腐熟后，由于含有大量的有機質和豐富的氮、磷、鉀及微量元素等營養物質，所以是農業生產中的優質肥料，可增加土壤肥力，提高農作物產量和品質，有利于發展現代有機農業。

在堆漚過程中，伴隨著有機物分解和腐殖質形成的過程，有機質由不穩定狀態轉化為穩定的腐殖質物質。由于碳素等揮發性成分分解轉化，堆漚原料在體積和重量上發生了明顯的變化，重量和體積均會減少1／2左右。

4．其他利用技術

(1)畜禽糞便直接還田利用。畜禽糞便直接還田作肥料是一種傳統的、經濟有效的糞污處置方式，可以在不外排污染的情況下，充分循環利用糞污中有用的營養物質，改善土壤中營養元素含量，提高土壤的肥力，增加農作物的產量。但若土地處理利用糞便量過多，超過了其承載能力，不僅影響植物的正常生長，造成產量降低，而且污染環境。

(2)畜禽糞便蚯蚓資源化處理技術。利用經過發酵的畜禽糞便養殖蚯蚓，其有機質通過蚯蚓的消化系統，在蛋白酶、脂肪酶、纖維酶、淀粉酶的作用下，能迅速分解、轉化成為自身或其他生物易于利用的營養物質。利用蚯蚓處理有機廢棄物，既可以生產優良的動物蛋白，又可以生產肥沃的生物有機肥。

(二)我國技術研發現狀

近年來，我國集約化養殖業迅猛發展，產生了巨大的社會效益和經濟效益，同時也產生了大量的畜禽糞便廢棄物。這些畜禽糞便廢棄物如果不妥善處理，必將破壞生態平衡，影響畜禽的安全生產和人們的食品安全。針對這種情況，人們研發了各種控制及綜合利用的技術。

近年來，在引進、消化、吸收國外同類技術的基礎上，經過總結和大力研發，已經初步形成能源環保、能源生態等模式的畜禽糞便利用技術，相應的配套設備、設施、產品技術也基本齊備。

我國畜禽糞便處理是在參照和引進國外先進技術，針對我國具體國情和經濟狀況基礎上發展起來的，由于處理難度較大和各地情況差異，所以畜禽糞便處理利用技術總體水平不高，有待于進一步提升。

隨著人們生活水平的改善和對環保要求的進一步提高，特別是隨著我國生物技術水平的不斷提高和有關機械及設備的進一步改進，形成高效低耗畜禽糞便處理技術是完全有可能的。可以預料，畜禽糞便的資源化、無害化處理和綜合利用是今后我國畜禽糞便處理利用的方向，將有利于我國農業可持續發展和農業環境污染的治理。

(三)國外發展情況

1．發展現狀 防治畜牧業污染已引起越來越多的國家和地區的重視，尤其是發達國家已經把畜牧業污染的技術規范化、防治法規化。這些國家對畜禽養殖場的建設管理嚴格，實施種養區域平衡一體化，控制畜禽糞便施用量，要求污染治理并達標排放，并采取污染轉移策略，制定優惠政策，形成了法律、法規和技術規范的完整體系。

技術上，從畜禽養殖場選址、建設、處理與貯存、綜合利用等都作了規范。畜禽養殖污染治理思路明確，如加拿大以畜禽糞便的利用為主，實現畜牧業和種植業的高度結合，產生糞便污水經還田得到利用，基本沒有污染物的排放，無需投人大量污染治理設施。采用的技術措施主要有：固液分離、畜禽污水處理、堆漚發酵處理和臭氣散發防治等。

2．發展趨勢 從國外尤其是發達國家的畜禽污染治理狀況來看，主要是采取畜牧業和整個農業的高度結合的方式，以充足的土地進行消化作為解決畜禽污染的出發點，采取獨立處理、復合回收、循環共生、遠程控制的現代綜合利用(處理)技術，通過技術引導、技術指導、技術規范，結合有關政策、法規和國家法律來進行多層次、多方面的管理，實現治理污染的目的。

3．對我國的啟示 發達國家對養殖業廢物利用處理關鍵是實現了技術發展和管理的有機結合。這也是發達國家從污染一治理一發展技術一加強管理的實踐中逐步形成的，值得我們借鑒。我國應在進一步研發處理技術的同時，注重技術和管理相結合研究。

二、技術要點

(一)農村產用沼氣池

1．技術路線(工藝流程) 目前我國建設的農村戶用沼氣池，一般都采用底層出料水壓式沼氣池型。在水壓式沼氣池的基礎上進行改進和發展，還研究出了強回流沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池(非水壓式)、旋流布料自動循環沼氣池等。工藝流程見圖2—l、圖2—2、圖2—3。

2．主要技術環節及要點

(1)各部件和設備的特點。我國產用沼氣池的最主要部件有三個部分：進料口、發酵池、出料間。發酵池是核心部件，必須滿足能夠密閉，有一定的池容、抗壓強度、使用壽命并便于維修等要求。

(2)技術的主要性能參數。

①氣密性。設計池內氣壓為8千帕或4千帕時，24小時觀測(水壓法或氣壓法均可)漏損率小于3％為合格。

②產氣率。目前我國農村沼氣池一般為常溫發酵，當滿足發酵工藝要求和正常使用管理的條件下，池容平均日產氣量為o．2～0．4立方米。

③正常貯氣量。為日產氣量的50％。

④強度安全系數。K≥2．65。

⑤正常使用壽命。20年以上。

⑥活荷載。2 000千牛／平方米。

⑦地基承載力設計值。≥50千帕。

⑧工作氣壓。池內正常工作氣壓≤8千帕，最大氣壓限值≤12千帕，采用浮罩貯氣的，可選≤4千帕。

⑨沼氣池容積。沼氣池容積根據農戶的養殖規模和日最大耗氣量確定，是設計中的一個關鍵。目前在我國廣大農村地區多采用6～10立方米的沼氣池。

⑩投料量。沼氣池的投料量應根據不同的貯氣方式確定。水壓式沼氣池，設計最大投料量以不大于主池容積的90％為宜；浮罩貯氣和氣袋貯氣的沼氣池，設計最大投料量可按主池容積的95％考慮。

(3)推廣該項技術需要注意的事項。要充分發揮其能源、生態、經濟多種效益，為農民提供優質生活能源，改善庭院衛生環境，必須在保證建設質量的同時，還應注重后期管理維護，同時引導農戶開展沼液、沼渣綜合利用，推廣應用“四位一體”和“豬一沼一果”等多種模式，發展循環農業。

(4)主要技術和建設模式。目前我國戶用沼氣主要有底層出料水壓式沼氣池、強回流沼氣池、分離貯氣浮罩沼氣池、旋流布料自動循環沼氣池、曲流布料沼氣池等池型。根據地域、氣候、環境條件和各地農業發展的特點有北方“四位一體”能源生態模式與技術，南方“豬一沼一果”能源生態模式與技術，西北“五配套”能源生態模式與技術等。

在實際推廣中，推行了“一池三改”，即在建設戶用沼氣池的同時，統一規劃，將沼氣池、畜禽舍、廁所同步連通改造或新建。

(二)集約化畜禽養殖場大中型沼氣工程

1.技術路線（工藝流程）見圖2-4、圖2—5、圖2－6 。

2．主要技術環節及要點

(1)各部件和設備的特點。目前常規工藝系統，

①前處理裝置。包括預處理池、調節池、增濕裝置和固液分離設備等裝置和設備。這些裝置和設備對于保證沼氣工程系統的穩定運行具有重要的作用。

②厭氧消化器。包括厭氧生物濾床(AF)、上流式污泥固定床(UASB)等消化裝置，對提高工程系統技術功能作用顯著。

③沼氣的收集、貯存及輸配系統。包括氣液分離、凈化脫硫、貯氣輸氣和沼氣燃燒等設備。對于保證向用戶穩定供氣和高效率使用具有關鍵性的作用。

④沼液后處理裝置。包括發酵液沉淀池、好氧厭氧處理設施以及廢液的排放設施等，是確保達標排放不可缺少的組成部分。

⑤沼渣處理系統。包括發酵后固體殘余物的干燥、固液分離和制造顆粒肥料和飼料等設備，是改善整個工程的經濟性和實現資源綜合利用的主要技術措施。

(2)推廣該項技術需要注意的事項。

第一，畜禽養殖場沼氣工程的設計應該符合當地總體規劃，與當地客觀實際緊密結合，正確處理集中與分散、處理與利用、近期與遠期的關系。應以減量化、無害化、資源化為目標，應用先進技術和工藝，實行清潔生產，從源頭上減少糞污排放量。

第二，畜禽養殖場沼氣工程的原料是養殖場的污水和糞便，應有充足和穩定的來源，嚴禁混入其他有毒、有害污水或污泥。

第三，畜禽養殖場沼氣工程必須科學設計，以節省投資和降低運行費用。

第四，畜禽養殖場沼氣工程的設計應由具有相應設計資質的單位承擔。運行管理人員必須熟悉沼氣工程處理工藝和設施、設備的運行要求與技術指標，并應持有職業資格證書(沼氣生產)。操作人員必須了解本工程處理工藝，熟悉本崗位設施、設備的運行要求和技術指標。

第五，畜禽養殖場沼氣工程運行、維護及安全規定應符合現行有關標準的規定。應建立日常保養、定期維護和大修三級維護保養制度。

第六，必須按照有關防火、防爆的要求做好安全防護措施，確保安全。

(3)主要技術(設備)。目前主要工藝類型有第一代厭氧反應器：AC(全混合接觸式厭氧)；第二代厭氧反應器：AF(厭氧生物濾床)、UASB(上流式污泥固定床)、USR(升流式固體反應

器)、UBF(升流式厭氧復合床)、厭氧混合反應器、厭氧折流反應器等；第三代厭氧反應器：EGSB(顆粒污泥膨脹床)、IC(內循環厭氧反應器)等。

(三)糞便堆漚處理生產有機肥

1．技術路線

2．主要技術環節及要點

(1)主要設備。畜禽糞便堆漚處理和制肥過程需要采用大量的通用設備和非標準設備。

①前處理相關設備。主要有地磅秤、堆料場、卸料臺和進料門、貯存塘或池、裝載機械、運輸機械等。

②堆肥設備。主要有翻堆機和發酵池、多段豎爐式發酵塔、筒式發酵倉、螺旋攪拌式發酵倉等。

③造粒設備。主要有滾筒式造粒機、轉盤式造粒機、擠壓式造粒機、壓縮式造粒機等。

④篩分和包裝設備。主要有固定篩、筒形篩、振動篩等。

(2)主要技術參數。

①C／N(碳氮比)。堆肥混合物的碳氮平衡是使微生物達到最佳生物活性的關鍵因素。堆肥混合物的C／N應保持在(25～35)：1。

②濕度。好氧堆肥一般應保持在40％～70％。

③pH。酸堿度隨堆肥混合物種類以及堆肥工藝階段的不同而變化，一般情況下不需調節。若需調節，可在堆肥降解開始前，通過向混合物投加堿或酸性物質來調節。

④其他設計參數。

長方形發酵堆垛需定期翻堆，使溫度保持在75℃以下。翻堆頻率為2～10天／次。

長方形條垛的寬、深只受翻堆設備的限制。條垛一般1．2～1．8米深，1．8—3．0米寬。

肥堆高度通常為2．5—4．5米，寬度通常為2倍深度值。

(3)推廣該項技術需要注意的事項。

①堆肥時間。堆肥時間隨C／N、濕度、天氣條件、堆肥運行管理類型及廢物和添加劑不同而不同。運行管理良好的條剁發酵堆肥在夏季堆肥時間一般為14—30天。復雜的容器內堆肥只需7天即可完成。

②溫度。要注意對堆肥溫度的監測。有利于微生物發酵并殺滅病原體，堆肥溫度要超過55~C。

③濕度。注意階段性監測堆肥混合物的濕度。過高和過低都會使堆肥速度降低或停止。過高會使堆肥由好氧轉變為厭氧，產生氣味。

④氣味。氣味是堆肥運行階段的良好指示器。腐爛氣味可能意味著堆肥由好氧轉為厭氧。

三、適宜推廣情況分析

2005年，全國生豬出欄75 913萬頭，羊出欄34 586萬只，肉牛出欄5 265萬頭，奶牛存欄1 267萬頭，豬、牛、羊等三大家畜存(出)欄總量約11．7億頭(只)，蛋雞、肉雞存(出)欄量約83．64億只。

近年來，我國畜禽養殖業的發展呈現出四個特點：一是集約化畜禽養殖場大量興起，發展速度快，其產值約占畜禽養殖業的40％。二是集約化畜禽養殖場發展區域不平衡，大多建在人口稠密、交通方便和水源充沛的地方，約30％的集約化畜禽養殖場距離居民區或水源地不到100米，80％以上大中型集約化畜禽養殖場分布在對畜禽產品需求較大的東部沿海地區及大城市郊區，而西部地區大中型集約化畜禽養殖場僅占總量的l％左右。三是相當數量的新建集約化畜禽養殖場是通過“公司+農產”形式集中發展起來的，或由養殖專業戶擴大規模發展而成，因此許多養殖場配套設施不完善，目前小規模集約化畜禽養殖場占我國集約化畜禽養殖場總數的80％以上。四是種、養分離趨勢明顯，有80％以上的集約化畜禽養殖場沒有足夠數量的配套耕地以消納其產生的畜禽糞便，使集約化畜禽養殖場的污染危害日漸凸顯。

專家預測，到2010年我國大中型養殖場的養殖量將有較快的增長，牛、豬、商品雞將分別達到23 783．3萬頭、99 894．6萬頭、843 575．8萬只，畜禽養殖糞便的排放量將達到45億噸。這些糞便若不能得到及時有效的處理，將對農田和水體造成嚴重污染。

我國現有各類規模養殖場1萬多個，絕大多數沒有沼氣工程設施，已建沼氣工程的不足5％。