牲畜的排泄物是一种污染物，但同时也是一种重要的畜牧业资源。务农劳力的转移和肥料施用逐步的由有机肥为主转变为化肥占主导地位，导致牲畜排泄物由宝变为废弃物和垃圾，规模化养殖引起的环境问题日益显著。传统的工业污水或生活污水的处理方法投资过大，养殖业无法承受，并且一些措施并不能使污水中的氮、磷等物质完全得到处理。目前我国的排泄物的处理问题不断得到重视。规模化养殖场逐渐从靠近城市区域转移至山区等地域，根据畜牧业资源条件建立养殖场-农田作物生产复合系统，使养殖场排泄物无害化和资源化，实现农牧业两大产业的共同发展和生态经济的双赢，是未来规模化养殖的发展方向，也是未来畜牧业的发展方向。牲畜排泄物的科学处理只有实现粪尿资源化利用，变废为宝才能有效解决养殖造成的污染问题，这既是现代发展的必由之路，也是当代发展生态循环畜牧业的需要。
畜禽养殖废弃物污染成分复杂,包括氮、磷等水体富营养化物质;氨气、硫化氢、甲烷、甲醇、甲胺、二甲基硫醚等恶臭气体;铜、砷、萊、硒等重金属;抗生素、抗氧化剂等兽药残留物;大肠杆菌等传染病病菌;产生的固体废弃物,焚烧散布出来的烟尘等,对环境的负荷较大。因此,畜禽养殖废弃物的妥善处置和资源化利用工作显得尤为重要。
养殖小区存栏数约为100-500头。按最大存栏数500头计算污染物产生量:干清粪方式下,粪便和污水的日产生量约为1.5t和4m3,总污染物量约5.5t/d;水清粪方式下,类便和污水的产生量约为1.5t和9m3,总污染物量约10.5t/d。
厌氧消化+沼气工程
规模养殖汚染物处理可采用厌氧消化+沼气工程处理工艺,选择中温发酵工艺,厌氧反应器采用升流式固体厌氧反应器(USR)技术。升流式固体厌氧反应器(USR)技术是指原料从底部进入反应器内,与反应器里的厌氧微生物接触,使原材料得到快速消化的技术。未消化的有机物和厌氧微生物靠自然沉降滞留于反应器内,上清液从反应器上部溢出,使固体与微生物停留时间高于水力停留时间,从而提高了反应器的效率。USR技术对布水均匀性要求较高,需设置布水器。为了防止反应器顶部液位高度发生结壳现象,应在反应器顶部设置喷淋管。该技术处理效率较高,管理简单,运行成本低,适用于中小型沼气工程。
经计算,在20℃条件下,500头猪的猪粪、尿液总产气量约为500m3/d。可在养殖小区建设的同时,配套建设沼气工程综合利用管网。沼气池污染物处理系统包括储粪池、发酵池、沼渔池、沼液池、沼液沼澄排出管道等。沼液沼澄可综合利用,资源利用率高,可同步提高经济效益与生态效益。养殖小区的畜禽养殖污染物同生活污水一起进入集粪池,再进入调节池调节温度、碳氮比等发酵因素,送入到厌氧消化池发酵,产生的沼气经过净化设备净化后暂时储存在储气设备中,供周边农户生活、照明、采暖或者发电。沼液沼渣暂存在储存池,进行综合利用。该处理方式不但可减少畜禽养殖污染,还能为周边农户提供优质的能源和有机肥料,形成了一种无害化种植养殖相结合的循环模式。