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一、技术概述

畜禽粪便污水（简称畜禽粪污）处理利用是我国畜禽养殖业以及农业面源污染防控面临的一大问题。沼气发酵（厌氧消化）具有既削减污染物，又回收能源，还能减少温室气体排放等优点，被国内外视为最具前景，也是应用最广泛的粪污处理利用方法。但是畜禽饲养过程中，清粪或者冲洗畜禽舍的冲洗废水水量比较大，导致粪污浓度不高（干物质浓度只有 1%左右）、升温困难（利用沼气发电余热只能升温 5°C左右）、沼气发酵产气和污染物净化效率低、冬季甚至不产气，并且沼渣沼液肥效较低现代发酵技术应用的论文，单位养分运输成本高，处理利用难度大。针对畜禽养殖粪污沼气发酵这一技术瓶颈，农业部沼气科学研究所畜禽粪污沼气化处理利用团队研究了发酵过程加热能量与产气效能之间的关键问题，提出了底物与能量非均衡分配的沼气发酵思路，发明了新型沼气发酵加热方法，提高了畜禽粪污冬季产气效率，形成了基于浓稀分流的畜禽粪污沼气发酵技术。该技术主要解决冬季产气效率低和沼液处理利用难的问题。该技术已经成熟现代发酵技术应用的论文，在国内近 100 座畜禽粪污处理沼气工程中得到了应用，比如石家庄双鸽食品有限责任公司无极猪场粪污处理沼气工程，该工程处理存栏猪 7000-16000 头的粪污约 100 吨/天，浓污水用于沼气生产，产生的沼气用于发电或者烧锅炉，采用发电余热对沼气发酵罐进行增温保温。跟踪监测 1 年的运行情况表明，冬季室外平均气温-4--8C 时，沼气发酵罐内平均温度仍然能达到 29C 以上。冬季产气量（700-900m3/d）达到甚至高于 12 个月日平均产气量（705m3/d）。生产运行数据表明，浓稀分流工艺能显著改善猪场粪污沼气发酵的冬季处理和产气效率。

技术先进性：

（1）提高畜禽粪污沼气发酵生产效率，减少沼气发酵装置容积；

（2）保证大部分粪污沼气发酵冬季正常产气；

（3）提高部分沼渣沼液养分含量，降低单位养分的运输成本，有利于沼液还田利用；

（4）降低部分粪污污染物浓度，有利于达标处理；

（5）处理系统运行稳定。核心技术“基于浓稀分流的猪场粪便污水处理方法”（ZL2009100584721）、“用于废水前处理的浓稀分离装置及其分离方法” （ZL2012102308855），已经获得国家发明专利授权，也在影响因子大于 5 的国际刊物上发表多篇论文，获得了国际同行的广泛认可。

二、增产增效情况

沼气发酵装置产气效率比以往技术平均提高 20%以上；冬季正常产气，产气效率提高 50%，沼气发酵装置容积减少30%以上；浓沼液养分含量提高 50%以上，沼液运输成本或处理运行费降低 30%以上。

三、技术要点

经过前处理(格栅、调节池等)的畜禽粪便污水进入沉淀池，沉淀池可采用竖流式、平流式或者序批式沉淀池，沉淀池将粪污沉淀分离为上层清液（稀污水）和底层沉淀物（浓污水）。用污水泵将浓污水泵入沼气发酵装置，浓污水在沼气发酵装置中进行厌氧消化并生产沼气，沼气经过净化、贮存后用于发电，发电余热或者燃烧沼气产生的热水用于浓污水沼气发酵装置升温保温，保证浓污水沼气发酵温度达到中温(35°C)或近中温(25-30°C)。浓污水厌氧消化出水用作农田肥料。用污水泵将稀污水泵入常温沼气发酵装置，稀污水在常温沼气发酵装置中进行厌氧消化并生产沼气，所产沼气与浓污水产生的沼气一道处理利用。沼气发酵残余物首先考虑还田利用，利用不完剩余的沼液采用人工湿地、氧化塘等自然处理或者好氧处理进行后处理，处理出水达标排放。

四、适宜区域

适合规模化畜禽养殖废水、屠宰废水以及食品加工废水沼气发酵处理。在全国都可以推广应用，在冬季寒冷的北方地区效果更为突出。

注意事项：

1. 浓稀分流沉淀时间不小于 3 小时，最好采用序批式沉淀池进行浓稀分流；

2. 先将上层清液（稀污水）抽往稀污水沼气发酵装置，常温发酵，抽完后，再将底层沉淀物（浓污水）抽往浓污水沼气发酵装置，中温或近中温发酵。

3. 沼气发酵装置冬季需要加热，加热热源可采用发电余热，也可采用燃烧沼气加热热水锅炉，循环热水加热。

4. 必须做好沼气发酵装置保温，在装置内外温差 30C时，沼气发酵罐内混合液日温降小于 0.5C。