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大型奶牛养殖场粪污分类处理技术应用案例随着我国城镇化程度不断提升，居民对肉蛋奶需求持续高速增长。养殖行业规模化、集中度越来越高，我国每年产生的畜禽粪污总量达近40亿吨，已经成为我国农业面源污染的主要来源之一。

一、背景

1. 技术应用所属行业特点、机遇与挑战；

随着我国城镇化程度不断提升，居民对肉蛋奶需求持续高速增长。养殖行业规模化、集中度越来越高，我国每年产生的畜禽粪污总量达近40亿吨，已经成为我国农业面源污染的主要来源之一。在生态环境刚性约束日益严苛的形势下，由此产生了畜禽粪污治理的巨大市场空间。然而，目前畜禽养殖粪污治理与资源化利用行业整体上面临核心技术缺乏、重建设轻运营、整体盈利能力低、行业竞争加剧、客户集中度高、原料持续供应等挑战。

2. 技术应用所解决的行业难点、热点问题，必要性及重要意义

随着双碳目标实施路线图的逐渐清晰化，畜禽养殖粪污治理与资源化利用行业的转型升级也必将面临政策升级、技术革新、项目管理模式创新等难点。但是，在不同养殖类型的细分领域中，奶牛养殖业因其产品标准化程度较高、产业链条各环节相对固定等原因，为大型奶牛养殖场粪污治理与资源化利用率先实现转型升级创造了契机。

多年来，内蒙古华蒙科创环保科技工程有限公司与中国农业大学农业农村部可再生能源清洁化利用技术重点实验室等单位合作，公司以“有限资源，无限循环”为设计理念，致力于中国畜牧养殖业粪污环保处理与清洁能源生产，开发及应用的“大型奶牛养殖场粪污分类处理技术模式”，实现了养殖粪污的气电热肥等多联产，并实现了沼渣基牛卧床垫料、沼渣基生态有机肥等的规模化应用。该技术模式通过对各环节的精细化测算及管理，并综合运用了若干专利技术，显著提高了大型奶牛养殖场粪污治理和资源化利用过程中系统的整体能量利用效率，实现了养分有效回收、资源全量利用、园区达标排放、绿色能源生产和经济效益提升。

二、应用案例

1. 项目概述（以应用为切入点，介绍包括但不限于：应用项目地点、资源及负荷等主要应用场景，以及项目规模、生产能力、关键实施步骤、主要功能与创新点、主要实施单位等）

案例地点：河北省武强县街关镇，河北聚碳生物科技有限公司规模化生物燃气项目。

适用原料：畜禽养殖粪便、秸秆等。

主要实施单位：内蒙古华蒙科创环保科技工程有限公司。

项目规模：项目总占地100亩，其中建设用地40.17亩，农用设施配套用地59.83亩。建设厌氧消化器及其附属设施、有机肥生产车间、沼液沼渣循环利用及挤奶厅废水和生活污水处理设施等，建筑面积17200㎡，购置仪器设备共226台。

项目共分为三期工程，全部建成后达到6*6000m³的厌氧发酵反应器，日处理牛粪尿2000t，年产沼气1580万m³，年发电3160万余度，年生产牛卧床垫料15万m³，沼液60万t，日处理挤奶厅废水及生活污水350t，达标排放。

截至目前，二期工程已经全部建成，年减排二氧化碳9万吨，日处理牛粪尿1200t，年产沼气1200万m³；年发电2400万余度，电价0.75元/度；年生产牛卧床垫料9万m³；年产固态有机肥3万吨；液态有机肥60万t；日处理挤奶厅废水及生活污水350t，达标排放。

经济效益： 年均实现净利润总额700万元。

关键步骤：通过粪污分类处理，采用“粪尿和污水分类收集+养殖场冲洗用水循环利用+中温厌氧发酵+污水处理”工艺步骤。

主要功能：实现养殖场粪水的“减量化”、“再利用”、“资源化”和“无害化”、产生生物质能源、牛卧床垫料、有机肥等。

2. 主要效益（通过可量化的关键指标，描述应用案例的经济效益或社会效益）

效益分析：该项目应用了“十二五”国家科技支撑计划项目的部分成果—基于“计算机辅助菌种选择技术（CASCADE）”的高效厌氧菌剂，显著提高了系统的甲烷产率和运行稳定性，同时也成功应用了“大型奶牛养殖场粪污分类处理技术模式”。

项目二期工程可以达到：处理牛粪尿1200t/d；沼气年产量1200万m³；年发电2400万度；年产牛卧床垫料9万m3；年产有机肥：3万吨。

生态效益：年减排7万吨以上二氧化碳当量。

经济效益：二期运营可实现年净利润700万元。

社会效益：增加就业、促进脱贫攻坚。周围辐射到的街关镇14个村，带动农户2000户，其中建档立卡贫困户数1000户实现部分脱贫。单位招聘职工几乎全部聘用本地人员，提高了本地就业机会。有机肥科学还田，改良土壤；有机饲草种植，促进种养结合，增加农业收入。

三、技术要点

（关键技术描述，自主知识产权的设备、技术、产品、软件等）

技术要求

大型奶牛养殖场粪污分类处理技术模式即“粪尿和污水分类收集+养殖场冲洗用水循环利用+中温厌氧发酵+污水处理”相结合的技术模式。该模式是通过对大型奶牛养殖业的各类废水进行科学分类处理，从而实现养殖场粪水的“减量化”、“再利用”、“资源化”和“无害化”。

技术特点

1、源头减量、过程控制、后端资源合理利用。

2、养殖场粪水分类处理：养殖场雨水进行单独分流，用于绿化或直接排放；养殖场挤奶厅的CIP清洗水和生活污水等含有化学药剂的废水，进行污水达标处理；挤奶厅待挤区的冲洗水及养殖场冲洗粪道的水，分别进行循环利用。养殖场的牛粪尿及待挤区循环后的稠液作为厌氧发酵系统的原料进入厌氧发酵系统。

四、应用前景

（行业前景、商业模式、推广空间、问题挑战等）

随着我国畜禽养殖规模的不断扩大，畜禽粪便，污水等养殖废弃物的产生量也迅速增加。畜禽养殖污染已成为我国农业污染的主要来源，近年的污染源普查动态更新数据也显示，畜禽养殖污染物排放量在全国污染物总排放量中的占比在上升。在此背景下，国家颁布了《畜禽规模养殖污染防治条例》、《农业生物质能产业发展规划》、《可再生能源中长期发展规划》、《产业结构调整指导目录（2019）》以及《可再生能源法》等均对养殖业粪水处理项目的发展提出了鼓励。

该技术模式在河北聚碳生物科技有限公司的规模化生物燃气项目中进行了应用，很好地从源头上解决了环境污染及粪水资源化利用难题，同时完全符合国家环保要求。该项目被评为“农业部科教司重点示范项目”、“河北省畜牧养殖业环保示范项目”。实践表明该技术模式具有良好的经济效益、环境效益和生态效益，且相关经验易于推广复制。

此外，该技术模式还在内蒙古、宁夏、山东、新疆、四川、云南等地区实现了应用，创造了良好的生态、经济及社会效益。