畜禽糞便，當(dāng)我們一直強(qiáng)調(diào)治理，強(qiáng)調(diào)達(dá)標(biāo)排放或者零排放時(shí)，是一種為治而治的被動思路。而實(shí)際上，以用為治，在利用過程中自然而然就實(shí)現(xiàn)了治理的效果，是更好的思路。6月28日，在2017湖南豬業(yè)博覽會暨高峰養(yǎng)豬論壇上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物質(zhì)工程中心程序表示，畜禽糞便的資源化與其治理是相輔相成的，必須徹底摒棄將畜禽糞便看作是“污染物”、治理是為了“達(dá)標(biāo)排放”“污水”的觀念。應(yīng)在循環(huán)利用和資源化過程中，自然而然地實(shí)現(xiàn)畜禽糞便的價(jià)值，從而推動畜禽糞便的治理。

我國引進(jìn)尚未“過關(guān)”的糞污處理技術(shù)和設(shè)備

“發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)相繼走上大規(guī)模、封閉式飼養(yǎng)畜、禽的道路?！背绦蚪榻B，一直到上世紀(jì)90年代末，發(fā)達(dá)國家特別是美國的集約化養(yǎng)殖場處理畜禽糞污的普遍做法，是在畜禽場內(nèi)/旁設(shè)大規(guī)模的類似化糞池的糞污塘。污染地上/下水，土壤和空氣的危害顯而易見。他表示，不幸的是，恰恰是在發(fā)達(dá)國家糞污處理尚未“過關(guān)”時(shí)，我們開始大量引進(jìn)他們的集約化養(yǎng)殖場成套設(shè)備與技術(shù)，而糞污處理問題則被遺忘。事實(shí)上，畜禽糞便污染造成嚴(yán)重的環(huán)境問題，在發(fā)達(dá)國家早已露頭，但在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，并未得到重視和妥善解決。

正是這種規(guī)?；瘜?dǎo)致我國的污染問題日益突出。程序介紹，我國現(xiàn)有大型規(guī)?；B(yǎng)豬場(年出欄500頭以上)40萬家，規(guī)?；膛?年存欄200頭以上)10萬家，每年形成的畜禽糞便量高達(dá)38億噸。以所含養(yǎng)分量計(jì)算的有效處理率不足四成，造成嚴(yán)重的面源污染：進(jìn)入水體的COD(化學(xué)需氧量)排量占全國COD排放總量的44%-48%。在我國，主要由農(nóng)業(yè)面源(畜禽糞污和過量施氮、磷化肥)污染引發(fā)的水體富營養(yǎng)化態(tài)勢在上世紀(jì)末已極為嚴(yán)重，表現(xiàn)為江、河水質(zhì)急劇惡化，湖泊的藍(lán)綠藻瘋狂生長，以及沿海海水的赤潮與滸苔。大量含磷的糞便進(jìn)入水體，使湖泊和河流地表水含磷率普遍超過200 μg/L，是歐盟標(biāo)準(zhǔn)最高允許濃度的8倍以上。據(jù)環(huán)保監(jiān)測數(shù)，當(dāng)前我國Ⅳ類至劣Ⅴ類污水水體占總水體的比例高達(dá)34% (2010年時(shí)更高達(dá)48%)，其中劣Ⅴ類黑臭水體占9.7%。

“必須充分重視規(guī)?；B(yǎng)殖必然會引發(fā)的廄糞污染問題。”程序認(rèn)為，沼氣和生態(tài)工程是最佳的對策。

沼氣工程存在大量問題

然而，我國養(yǎng)殖場對沼氣的利用讓人堪憂，很多都成了補(bǔ)貼工程、形象工程。程序介紹，上世紀(jì)80年代末畜禽養(yǎng)殖開始規(guī)?；螅託夤こ添樌沓烧碌爻蔀轲B(yǎng)殖場尤其是“菜藍(lán)子工程”大、中型養(yǎng)殖場處理糞污的主要手段。 但在當(dāng)時(shí)，畜禽糞污問題尚未引起農(nóng)業(yè)主管部門的重視，一系列問題長期得不到解決，沼氣一直未能改變農(nóng)戶沼氣那種“小打小鬧”的形象。一系列與養(yǎng)殖場配套的大、中型沼氣工程也始終未能擺脫效率低下、缺乏經(jīng)濟(jì)動力、邊建邊停工/關(guān)張、“久推”而“不廣”的窘境。令人遺憾的是，上世紀(jì)90年代中期以來，國家和地方財(cái)政雖也陸陸續(xù)續(xù)資助了上千個畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程，但都未能取得顯著的成效。近年來對這些工程的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分已報(bào)廢或處于停工狀態(tài)。真正能正常滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的，只能以個位數(shù)計(jì)。

是什么問題導(dǎo)致的呢？程序表示，現(xiàn)存的沼氣工程普遍存在著下列一個或數(shù)個致命性的問題：因?yàn)樵虾图夹g(shù)的原因?qū)е庐a(chǎn)氣量低，形不成利用規(guī)模；沼氣只能低值利用甚至放空白白燒掉；沼液、沼渣量過大，成為難以處理的包袱；設(shè)計(jì)落后，建造質(zhì)量低下；故障頻發(fā)；沒有良好的商業(yè)化運(yùn)行、經(jīng)營模式。許多沼氣工程只是養(yǎng)殖場的附屬，而非獨(dú)立企業(yè)。因此可以因“?！别B(yǎng)殖場排污而心安理得于長期虧損，靠補(bǔ)貼過日子。

而大、中型養(yǎng)殖場沼氣工程的一個致命缺陷，是沼氣原料采用完全的糞污。其產(chǎn)沼氣量低下，特別是水沖糞式養(yǎng)殖場的原料，干物質(zhì)濃度非常低，不可能規(guī)?；a(chǎn)出沼氣。由此導(dǎo)致產(chǎn)出的問題是沼氣形成不了商品，只能就地、低值使用甚至白白燒掉。因而絕大多數(shù)沼氣工程不具備經(jīng)濟(jì)上的可持續(xù)性。其次是大量的沼液的處理難題。采用糞便尤其是水沖式糞液作原料的，埋下了沼液過多的禍根，周邊農(nóng)地的面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法消納如此的量。再者，絕大多數(shù)與養(yǎng)殖場配套的大、中型沼氣工程一直是“環(huán)保主導(dǎo)”的思路，為了符合“污水” 達(dá)標(biāo)排放的要求，包括將COD，氨氮含量，總磷含量大幅度降低，設(shè)計(jì)了一系列為脫氮和脫磷服務(wù)的設(shè)施。先天性地造成造價(jià)過高，運(yùn)行成本過高和資源嚴(yán)重浪費(fèi)。程序表示， 在只有高的投入，沒有或很少產(chǎn)出的前提下，養(yǎng)殖場不可能有使用大、中型沼氣工程的積極性，更不可能用好它。

除了投入和消納難題，產(chǎn)出效益問題也是同樣突出。程序介紹，我國磷資源匱乏，低品位磷居多，因此曾長期不得不以每年千萬噸的規(guī)模進(jìn)口氮、磷化肥特別是磷含量高的復(fù)合肥。生產(chǎn)氮肥所必需的氨，是極其耗費(fèi)能源的合成過程；而為了排放“達(dá)標(biāo)”而實(shí)施脫氮，卻是耗費(fèi)能源去完成與合成氨相反(將銨態(tài)氮降解為氮?dú)?的分解過程。因此，僅僅為了達(dá)標(biāo)排放而設(shè)計(jì)脫氮和脫磷流程，是一種被動思維，造成資源的極大的浪費(fèi)。此外，因沼氣量少，又無法經(jīng)濟(jì)地運(yùn)輸，只能就地利用，作為炊事、照明的能源，價(jià)值低下。沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益很差。

基于這些原因，程序認(rèn)為，結(jié)果只能是這些年來，與養(yǎng)殖場配套的大、中型沼氣示范工程在各種財(cái)政補(bǔ)貼下不斷新建；而同時(shí)，已建工程又不斷地因故障停工甚至毀棄。畜禽糞便沼氣處理和利用模式不斷“示范”了20來年，卻始終無法推廣。

農(nóng)戶沼氣向產(chǎn)業(yè)沼氣轉(zhuǎn)變

然而，沼氣作為一個有效處理糞污的手段，目前仍被推廣，如何解決問題是當(dāng)前最重要的問題之一。程序認(rèn)為，要想使沼氣擺脫多年來人們心目中“小打小鬧”和“土”的形象，以及改變投入大、產(chǎn)出小、靠補(bǔ)貼過活的“公益性”、“事業(yè)”、和“經(jīng)濟(jì)上不可持續(xù)”局面的出路在于：1、觀念/定位變革。以商品化、規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)沼氣替代自給自足式的小沼氣；變“公益性事業(yè)”定位為環(huán)保、經(jīng)濟(jì)“雙贏”的企業(yè)；2、模式轉(zhuǎn)變。包括產(chǎn)品的多樣化和高值化，運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變；3、原料/技術(shù)/工藝/裝備創(chuàng)新。用畜禽糞便與多種產(chǎn)沼氣潛力高的原料(如有機(jī)廢棄物和高濃度有機(jī)廢水、秸稈、能源作物)混合發(fā)酵，從而大幅提高產(chǎn)氣率；采用新工藝(如以秸稈為主要原料，沼液幾乎完全用于接種)以大幅減少沼液的形成。

程序指出，依靠畜禽糞便制造沼氣是完全可行的，但指望完全使用人畜糞便作原料大量產(chǎn)出沼氣則是不現(xiàn)實(shí)的。沼氣要從揮發(fā)性有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，而人、畜、禽糞便的揮發(fā)性有機(jī)物含量很低。因此，為了擴(kuò)大沼氣產(chǎn)出，宜采用畜、禽糞便與干物含量高的原料，如青貯秸稈、廚余垃圾，屠宰下腳料等混合發(fā)酵。當(dāng)采用秸稈特別是干秸稈與畜、禽糞便混合發(fā)酵時(shí)，不但利用了后者營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物較多的優(yōu)勢，而且還通過大幅度提高干物質(zhì)(TS)和發(fā)酵液回流(接種)等，大幅度減少沼液的形成。從根本上解決當(dāng)前大、中型沼氣工程沼液過多、消納難的負(fù)擔(dān)。
針對我國沼氣界長期存在的問題，程序表示，其團(tuán)隊(duì)在2007年就提出與“農(nóng)戶沼氣”相對應(yīng)的“產(chǎn)業(yè)沼氣”概念，主張要實(shí)現(xiàn)自給向商品、小池向大工程、事業(yè)向企業(yè)的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)折。其后又進(jìn)一步明確，轉(zhuǎn)變成產(chǎn)業(yè)沼氣的最終產(chǎn)物就是生物天然氣(生物甲烷)。

產(chǎn)業(yè)沼氣是否就可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出呢？程序介紹，沼氣工程產(chǎn)品的高值化利用，首先是沼氣的高值化。當(dāng)前最有效的途徑是在規(guī)模化生產(chǎn)沼氣前提下將其提純，使其甲烷含量超過90%，從而成為與天然氣同質(zhì)的生物天然氣。能夠并入天然氣管網(wǎng)，或用作車用燃料替代汽、柴油。而每1m³低值利用的沼氣只值0.5元左右；1 m³ 沼氣可提煉0.5-0.6m³生物天然氣，而每1m³生物天然氣價(jià)值為3.2-5.5元。

程序舉例，2011年，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物質(zhì)工程中心與廣西武鳴安寧淀粉廠合作建成的日產(chǎn)1.2萬m³車用生物天然氣廠。產(chǎn)品供應(yīng)南寧市出租車。車用天然氣價(jià)是4.95元/m³。每行駛1km比用汽油省0.3元，每月可比燒汽油多收入2000-3000元。

沼氣提純精制為生物天然氣是很有吸引力的途徑。但企業(yè)要想贏利，如何經(jīng)濟(jì)地提純以控制成本是關(guān)鍵。 國、內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)是，除非企業(yè)的沼氣日產(chǎn)量達(dá)到1萬立方米以上，否則上提純設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用都過大。而事事上中、小沼氣工程今后會越來越多，其日產(chǎn)氣能力只是在幾百至兩三千立方米之間。因此，在大、中型沼氣工程數(shù)量將有大的增長的未來,如何避免每個沼氣場都自建沼氣提純裝置從而造成投資沉重負(fù)擔(dān)、同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)在一個地區(qū)能有相當(dāng)規(guī)模生物天然氣產(chǎn)出。就是一個必須解決的問題。否則，這些分散的、小規(guī)模的沼氣只能照舊被低值利用甚至白白浪費(fèi)掉。

對此，程序表示，采用分散生產(chǎn)沼氣— 就地初加工為沼氣水合物—拉運(yùn)到提純廠集中加工—集中銷售方式，可能是一條符合農(nóng)村實(shí)際、有中國特色的沼氣工程路子。