程，多数采用全混合发酵工艺。由于上海工业微生物研究所和上海交通大学等单位的介入，

“

”

也研发了一些新的发酵工艺和装备。如上海交大在上海 五四 农场建成同心圆折流反应器，
由于增加了原料在装置中的流程，提高了牛粪原料的降解率，在近中温发酵条件下，装置
池容产气率达到 11m3/m3d  

。

　　1991 年建成的上海星火农场大型奶牛场沼气工程是当地的标志性工程，也是 20 世
纪 90 年代国内最大的畜禽场沼气工程。该工程由上海市工业微生物研究所和上海城乡建
筑设计院共同设计。处理系统包括 6×450m3 厌氧消化塔、7×200m3 储气柜和固液分离
机（HWL-400 型 8~10m3/hr）。装置日处理来自 2000 多头牛的 80 吨粪污和 20 余吨
其他粪污。装置平均产气率 12m3/m3d，最高达到 20m3/m3d。其发酵装置内部设置有
软性纤维填料，发酵工艺类似于 UBF 反应器；针对奶牛粪中草多、浮渣多的特点，装置设
计中尤其考虑了除浮渣装置。发酵温度 28～30℃。进料 COD 浓度 37 673mg/l，出料
COD 7 723mg/l，去除率 795％。进料 TS52％，出料 TS34％，TS 分解率 35％。HRT14
天，容积负荷 37KgTS/ m3·d。装置平均沼气产率为 12m3/m3·d，最高 20m3/m3·d，
所产沼气供应 2 868 户职工家庭作生活燃料使用。沼渣用制花肥，经处理沼液或喷洒还田，
或再经过鱼塘处理后排放，出水 COD 在 100mg/l

 

以下。

　　近年来随着集约化奶牛养殖业的快速发展，沼气工程发展较快，但是客观来讲工程技
术进步不明显。以下是农业部沼气科学研究所在四川一处 720 头奶牛场沼气工程的设计方
案，试图在处理流程上有所创新，见图 1。奶牛场污染物包括牛粪和圈舍冲洗水两类。前者
浓度高，但是量仅为冲洗水的约 1/7。如果将两类粪污放在一起发酵处理，基建投资和运
行费用将很高，发酵条件也很难满足，比如要将冲洗水采用中温发酵就很满足。而且由于
牛粪和冲洗水的污染程度不一样，无害化的处理要求也不一样。为此，我们在处理工艺设
计中，对于奶牛场废水实行干清粪工艺，干粪和冲洗水清污分流、分别处置，综合利用，
分别达标，将解决这一问题。高浓度粪污（7％TS），来自牛粪和冲洗水沉淀粪浆，每天
约 50m3，粪污中 COD、BOD、NH-N、TP、粪大肠菌值等的浓度均很高，属于容易生化的
废水，主要通过高浓度发酵罐处理。牛舍冲洗水（02％TS）每天约 144m3，主要通过冲
洗水处理系统处理，经过沉淀、厌氧池和兼氧滤池处理后，COD 将降低到 400mg/L 以内，
再经过几十天滞留期以上的氧化塘处理，将能够全部满足《畜禽养殖业污染物排放标准》要

  

求。
　　图 1720 头奶牛场粪污处理工艺流程图

 

　　（三）国外奶牛场粪污处理沼气工程技术与模式
　　在欧洲、美国等养殖业发达国家，奶牛粪污最常规的处理方法是囤集较长时间后还田
（半年以上），称为自然处理。但是近年来调查发现，污染问题并没有很好解决。据资料显
示，在养殖业集中的区域，附近农田的氮、磷和重金属元素超标的情况已经非常普遍。在欧
洲国家，如德国、荷兰、比利时，25％以上的地下水的硝酸盐超过 50mg/L。在美国虽然有
较多的农田供粪污消纳，但是 50％以上的湖泊和 27％以上的河水养分超标。一旦雨季，
地表水被畜禽养殖粪污污染，导致 BOD 超标的现象比比皆是。尤其引起发达国家加强畜禽
养殖污染治理的原因是卫生问题。近年来由于人畜共传病，如疯牛病、禽流感、血吸虫病的
猖獗传播，促使这些国家加强污染治理力度，而沼气技术被认为是一种符合循环经济发展

 

的有效模式。
　　欧洲是目前农场沼气工程技术最发达、推广数量最多，技术最成熟的地区。欧洲沼气工
程数量较多的国家是德国、丹麦和英国。欧洲处理农村废物的沼气装置分为两类。一类称为
农 场 沼 气 池 （ onfarm AD plants ） , 另 一 类 称 为 集 中 厌 氧 消 化 系 统 （ Centralized 
Anaerobic Digestion, 简称 CAD），后一类近年来发展很快。集中厌氧消化系统代表了
目前欧洲沼气工程的发展趋势。即将一定区域内相临的农场畜禽粪便和其他有机废物收集、