一、案例概述
1.案例名称及简介
名称：江苏尚宝牧业种养循环猪田匹配模式
简介：该项目位于江苏省射阳县射阳盐场境内，由江苏尚宝牧业有限公司投资建设实施，项目总投资2620.8万元，其中包括建设厌氧发酵池5座，沼液池3座，还田管网系统1套，另配套有沼气发电机组7台，共计1600KW。目前，江苏尚宝牧业有限公司现有存栏基础母猪10000头，具备有年出栏20万头商品猪的生产能力。经估算，项目建成后可日处理猪粪水1200吨，恰好满足生产需要，可做到全量还田消纳，不对周边环境造成额外的环境压力。沼液还田一方面缓解了畜牧场的蓄粪压力，又为水稻和小麦种植提供了充足的有机肥，带来“双赢”，真正实现“种养结合”的生态循环农业发展模式。
2.案例覆盖范围
本案例适用于大型畜牧场，且畜牧场周边需要有大量可供还田的土地（其中以水田最优）。本案例对畜牧场粪污收集能力要求较高，需畜牧场具备一定的粪污收集能力及相关基础设施，其以水泡粪模式最优。除外，本案例对还田田块亦有一定要求，以具有一定水利设施基础的农场优先。
二、工艺及运作模式
（一）工艺流程
养猪场猪粪尿和冲洗水不仅含有高浓度有机污染物和高浓度固态悬浮物，而且富含氮、磷等营养元素，氨氮含量高。针对该粪污水的特点，设计工艺采用“格栅拦渣——厌氧发酵——沼气发电——沼液存储氧化后沼液还田”工艺路线。工艺流程如图所示。
图1 猪粪水处理工艺流程图
具体流程为畜牧场每天产生的猪粪尿及冲洗水经格栅拦渣去除如塑料袋、草绳、树叶等杂物后进入场内猪粪水收集池，池内安装搅拌器，通过搅拌使之均匀，然后泵入环保工程区调配池，池内安装搅拌器，通过搅拌使之再次均匀，然后泵入固液分离机进行固液分离，其中粪渣进入发酵灌发酵生产有机肥，粪水泵入黑膜厌氧发酵池进行厌氧发酵处理，产生的沼气经过净化集中后用于发电机发电。厌氧发酵所产生的沼液则流入沼液存储池储存，产生的沼渣则泵入沼渣收集池，经固液分离、发酵后作为有机肥销售。产生的沼液则存储到当年5月底，之后用于在水稻耕作期沼液全量还田，整个还田期持续4个月（6至9月份），之后进入8个月的存储期（10月至次年5月），待来年6份，再次还田。
（二）技术要点
本项目主要的技术要点有以下几点：
1.粪污收集
本项目最佳的粪污收集模式为尿泡粪模式，猪仔饲养过程中产生的尿液、粪污可通过粪沟进行统一收集，再定期通过管道排放至集粪坑进行集中处理，这样的好处在于可以最大化利用固液分离机对其进行固液分离，之后方便后续处理。其他，收集模式在经济成本及可靠性上不及以上方案。
2.粪污及沼液贮存
粪污及沼液的贮存主要需要注意的一共两个方面：
一是所有的暂存、贮存设施设备均需做好防渗、防漏处理，包括收集池、调配池、发酵池、存储池等（其中，收集池、调配池为钢筋混凝土结构，需采用抗渗混凝土，发酵池、存储池存储时间较久，应采用1.0mm以上HDPE防渗膜，并采用热焊接技术焊接，防止渗漏）。
二是要精确计算生产规模、粪污产量、贮存时间及贮存池大小的关系，做到既要满足使用需要，也要尽可能不造成投资浪费，具体计算方法为
存储池容积（m3）=生猪年平均粪污量（m/头）*生猪存栏量（头）*储存期（月）÷12（月）
其中，生猪年平均粪污量可参考《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）中的数据，或通过日常统计得出。
3.处理及应用
本项目处理段需要注意的地方比较多。首先，所有粪污在收集调配好后均需进行固液分离，本项目共采用6台SL-7挤压式固液分离机，单台最大处理量为40吨/小时，具体需要多少台，可根据项目调整，不建议采用振动式固液分离机，可靠性较低。其次，本项目粪污在固液分离后采用的是智能发酵罐发酵，条件不足的可采用和有机肥厂合作的方式处理相关粪污。最后，关于沼液还田部分，本项目主要适用于周边拥有大片耕地的情况，整体沼液还田需通过管道进行定点定量还田，以免出现大面积漫灌导致达到区域性环境容量上限污染环境。
（三）运作模式
本项目在处理区域内建有相关管理站，实行站长负责制，值班人员负责污水处理站及沼气发电站的运行管理、日常维护、运行监测等工作。本项目主要分为场内和场外两个端口，其中场内主要负责将粪污有序、合理的排放至集粪坑，后续由场外的同志对其进行处理及再利用。粪污排出过程全程由管道输送，避免了转运或是二次驳运。此外，本项目的最终产物主要有两种，其中有机肥生产出来后会第一时间进入有机肥仓库进行储存，之后再经由专门的运输车辆送往附近的有机稻田进行还田，部分有机肥会通过机器包装就近销往附近所需的农户。废水部分在经过厌氧和好氧两道发酵工序后，进入沼液存储池暂存一般存储期为8个月，到当年5月底可进行沼液还田后，直接通过管道，用于全量还田，整个还田期持续4个月，全部还田完后再进入8个月的存储期。
三、效益分析
（一）成本概算
序号 | 项目 | 工程造价（万元） | ||
计费基数 | 费率 | 总额 | ||
1 | 猪粪水发酵池及储存池土建 | 600 | ||
2 | 沼液还田系统 | 300 | ||
3 | 铺膜工程 | 320 | ||
4 | 沼气发电设备采购及安装 | 500 | ||
5 | 集粪坑10座 | 120 | ||
6 | 沼渣池 | 110 | ||
7 | 沼气发电房及值班房土建 | 150 | ||
8 | 固液分离机采购及安装 | 100 | ||
9 | 智能发酵罐采购及安装 | 150 | ||
10 | 有机肥大棚土建 | 50 | ||
11 | 建设单位管理费 | 2400 | 1.2% | 28.8 |
12 | 工程监理费 | 2400 | 1.6% | 38.4 |
13 | 工程建设审计费 | 2400 | 0.2% | 4.8 |
14 | 预算编制及招标代理费 | 2400 | 1.0% | 24 |
15 | 设计费 | 2400 | 1% | 24 |
16 | 基本预备费 | 2520 | 4% | 100.8 |
17 | 工程总投资 | 2620.8 | ||
（二）效益分析
1.收益汇总
序号 | 类型 | 项目 | 数量 | 单位 | 单价（元） | 合计（万元） | 备注 |
1 | 经济效益 | 有机肥 | 16000 | 吨 | 200 | 320 | |
沼气发电 | 2190000 | kw.h | 0.51 | 129.21 | |||
2 | 生态效益 | 粪污水处理 | 250000 | 吨 | 10 | 250 | 价格参考达标排放环保处理成本价计 |
3 | 社会效益 | 减少周边农田化肥投入 | 15700 | 亩 | 60 | 94.2 | |
4 | 合计 | 793.41 | |||||
2.成本汇总
| 项目 | 数量 | 单位 | 单价（元） | 合计（万元） | 备注 |
1 | 固定资产折旧 | 1 | 项 | 2620800 | 262.08 | |
2 | 运输成本 | 16000 | 吨 | 20 | 32 | |
3 | 有机肥辅料 | 500 | 吨 | 500 | 25 | |
4 | 人工费 | 5 | 人*年 | 60000 | 30 | |
5 | 电费 | 400000 | Kw.h | 0.59 | 23.6 | |
6 | 设备保养及维修 | 1 | 项 | 520000 | 52 | 取投资总价的2% |
7 | 计量检测费用 | 1 | 项 | 50000 | 5 | |
8 | 合计 | 429.68 |
综上，本项目运营阶段综合效益为793.41万元/年，综合成本为429.68万元/年，则本项目最终年毛利约为363.73万元/年。
（市畜牧兽医站局畜牧业处供稿）