黑膜沼气池是一种集发酵、贮气于一体的超大型的沼气池，其粪污处理原理与其他厌氧生物处理过程一样，依靠厌氧菌的代谢功能，使有机底物得到降解并部分转化生成沼气。由于它具有耐冲击负荷强、运行费用低、工程造价低、污水处理效率高、沼气产量多等特点，深受我市畜牧养殖户的青睐。截止到目前，我市已有10多家大型畜牧养殖场建造了约10万立方米的黑膜沼气池。

金华市泰来生态农牧有限公司猪场（以下简称为泰来养猪场）位于金东区曹宅镇横塘水库尾端，占地463亩，建有猪舍136幢，年出栏生猪3.5万头，曰排放养殖污水200多吨（猪场将原干清粪工艺改建成“水泡粪”工艺）。2012年8月，该公司自筹资金，在原有的一口氧化塘基础上，利用HDPE防渗膜材料和封闭式厌氧塘工艺，改建了一座1.5万立方米的黑膜沼气池，并配备干湿分离机及75千瓦、200千瓦二台沼气发电机组，分别于当年9月、12月投入使用。自投入运行二年来，已处理猪粪便污水约15万吨；利用沼气发电近200万千瓦时，节省能源成本达130余万元。产生的沼液用于猪场周边的300亩苗木基地、 60亩水果基地、40亩牧草基地以及1020亩珍珠、鱼塘等。该黑膜沼气池的建造，既达到有效处理养殖排泄物，又回收了大量的沼气能源和沼液肥料，实现了养殖废弃物的资源化利用。

1 畜牧场黑膜泪气池粪汚处理工艺参数的研究

1.1 黑膜沼气池粪污处理工艺

1.1.1 黑膜沼气池的材料

黑膜沼气池是用黑色的HDPE防渗膜材料将氧化塘底部、顶部密封成一体的超大型的污水厌氧反应器。HDPE防渗膜材料具有耐高、低温，耐沥青、油及焦油，耐酸、碱、盐等强酸强碱化学介质腐蚀，抗老化性能好，抗紫外线、抗分解能力强，防渗系数高，抗拉伸机械性强，可裸露使用，材料使用寿命长等优点。尤其是成本低、性能好，目前广泛应用于污水处理、化学反应池、 垃圾填埋场等。

1.1.2 黑膜沼气池的粪污处理工艺

1.1.3 黑膜沼气池的施工

泰来养猪场黑膜沼气池地下部分的形状是 一个倒置的菱台，其底部土方尺寸为30米x40 米，上部土方尺寸为43米x68米，厌氧塘总深度 约11.5米（其中池顶部高4米、池底部水深约7.5米），水上面“浮”着的全是沼气。厚仅1.5毫米的黑膜像一个锅盖，罩住里面的沼气不外泄。当菱台四周及底部的土方夯实并修整完后，先在菱台四周边坡上铺设HDPE防渗膜材料，并按从上到下的铺设顺序进行。在铺设HDPE膜时，要力求焊缝最少，在保证施工质量的前提下，尽量节约原材料。HDPE膜之间接缝的搭接宽度一般不小于10厘米，纵向接缝应距离坝脚、弯脚处1.50米以上，并设在平面上。在铺设边坡时，要将进料管、出料管、自动排泥管、沼气收集管、温度测试孔等预埋件预埋。边坡铺设好后，再铺设底部。当池底及池四周施工完成后，在确保不漏水的前提下，养殖污水才可流入黑膜沼气池，待池内注满污水后，再进行顶部膜施工。

2 畜牧场粪污处理效果分析

2.1 畜牧场污水处理效果

为了探索黑膜沼气池处理养殖污水效果，我们在泰来养猪场的污水进出水口，进行了10次取样化验，经送样至金华市环保监测站检测，其污水处理效果较为理想。污水检测情况详见下表1。

从表1可以看出，进入黑膜沼气池的污水化学需氧量为9720mg/L~66400mg/L (冬季用水量少，污水浓度相对较高），经黑膜沼气池处理后的化学需氧量为862~2080mg/L，化学需氧量去除率达86.82%~97.18%,基本稳定在90%以上；其进水浓度越高（&52800mg/L),化学需氧量去除效果越好，去除率均在96.68%以上。进 水口污水中氨氮含量为154mg/L~4800mg/L, 经黑膜沼气池处理后的氨氮含量为132~2830mg/L，氨氮去除率为-34.67% ~ 90.64%,出水中的氨氣含量有增有减，氨氮处理效果不稳定。

2.2 温度影响情况分析

为了探索黑膜沼气池处理养殖污水效果与温度的关系，我们在泰来养猪场跟踪记录了黑膜沼气池的进出水口的污水温度、室外气温等数据，详见下表2。

从表2可以看出，黑膜沼气池污水出水温度均高于进水温度，常年进水温度基本保持在13.6 ~ 23.1，最低与最高温度差为9.5°C;常年出水温度基本保持在16.8~27.3°C，最低与最高温度差为10.5；每日进水、出水温差为2.0 ~6.7°C, 日出水温度与室外温度差为-3.7~ 18.9^0。当室外气温高于30时，出水温度要比室外温度低；室外气温越低，出水温度与室外温度差越大；相反，室外气温越高，出水温度与室外温度差越小，甚至低于室外温度。

3 结论

从泰来养猪场的黑膜沼气池运行二年来的 情况分析，黑膜沼气池具有厌氧发酵容积大、污水滞留期长、沼气产生量大、运行处理费低等优点，很适用于大型养殖场与“水泡粪”工艺养殖场的养殖排泄物的处理。

3.1 工程造价低

目前，在金华市区采用钢筋混凝土建造的沼气工程，包工包料的造价一般为500~700元/m3, 而黑膜沼气池包工包料的造价一般为50~60元/m3,其单价是钢混结构的十分之一，且可以省去建造沼气贮气柜的费用。另外，选用HDPE膜作建池材料，其密封性能要比钢混结构的密封性能好。

3.2 池内水温受外界影响小

黑膜沼气池容积大（1.5万立方米）、深度较深（7.5米），污水进入池内后，因每天进水量相对较少，加之黑膜沼气池顶部的沼气隔温和地埋式沼气池具有冬季相对恒温的特点，因此池内污水温度受外界影响较小，且耐污水的冲击负荷强。

3.3 沼气产生量大

污水在池内的滞留期长（60天以上），厌氧发酵充分，可收集的沼气量多，常年每天可用200千瓦的发电机组连续发电10小时以上。

3.4 污水处理效果好

进水口养殖污水化学需氧量为9720m g/L~66400 mg/L,而出水的化学需氧量为862~ 2080mg/L,处理率基本稳定在90%以上。

3.5 运行处理费用低

黑膜沼气池的进出污水是自流的，出渣又是采用自动出渣装置。由于该池容积大，池内污泥产生量少，不存在因浮渣、沉渣多而产生堵塞问题。因此，平时产生的管理费用极少。