一般我們所提到的萬頭豬場，指的是出欄量在1萬頭左右的養豬場，其實際存欄量一般在5000~6000頭。萬頭豬場的糞便及污水的排放量比較大，對周邊環境影響較嚴重，因此對固廢的再利用和合理的排放尤為重要，一般情況我們都采用建設沼氣工程，以達到糞便和污水的合理再利用，且產生的“三沼”也是有利資源。如何建設好沼氣工程是本文探討的重點。
一、萬頭豬場組成和周期情況
萬頭豬場組成和數量如下：
·妊娠母豬數=周配母豬數×15周；
·臨產母豬數=周分娩母豬數×單元產欄數；
·哺乳母豬數=周分娩母豬數×3周；
·空懷斷奶母豬數=周斷奶母豬數+超期未配及妊檢空懷母豬數（周斷奶母豬數的1/2）；
·后備母豬數=（成年母豬數×30%÷12個月）×4個月；
·成年公豬數=周配母豬數×3÷2.5(公豬周使用次數)+1~2頭(按3次本交計算)；
·仔豬數=周分娩胎數×4 周×10頭/胎；
·保育豬=周斷奶數×4周；
·中大豬=周保育成活數×16周；
·年上市肉豬數=周分娩胎數×52 周×9.1頭/胎(仔豬7 周齡上市)；
配種分娩率85%，胎均產活仔9.5頭以上，胎均上市9.3頭，成年母豬年淘汰（更新）率30%，成年母豬年產胎數2.20頭，年均提供上市仔豬數20.46頭。
萬頭豬場實際存欄情況
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組成
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數量
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妊娠母
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360
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臨產母
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20
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哺乳母
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60
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空懷斷奶母
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30
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后備母
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48
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成年公
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30
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后備公
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6
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仔豬
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800
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保育豬
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760
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中大豬
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2949
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合計
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5063
（其中基礎母豬為470）
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在以上基礎上才可以達到萬頭豬場的年上市肉豬數1萬頭以上。
二、萬頭豬場產糞量、尿液及污水量計算
1 產糞量
·母豬總數為518頭，母豬日產糞量約為3.6斤，每天產糞1.86t；
·公豬總數為36頭，公豬日產糞量約為2.6斤，每天產糞0.09t；
·仔豬總數為800頭，仔豬日產糞量約為1斤，每天產糞0.8t；
·保育豬和大中豬總數為3709頭，保育豬和大中豬日產糞量約為1.75斤，每天產糞6.5t；
萬頭豬場平均日產糞量約為9.25t，平均每頭豬的產糞量約為1.83斤。
2 尿液量和污水量
由于區域環境的不同以及季節的變化，豬場的產尿量和污水用量差異比較大，在這里我們還是取平均值，一般每頭豬的尿液量為3.5kg/天，污水量為20kg/天；因此按照平均值計算，日產尿液量大概在17.72t，沖洗污水量大概在101.26t。
三、沼氣工程規模及選型確定
1 反應器容積規模確定
CSTR工藝
采用CSTR工藝，進料濃度一般為8%，HRT為24天，豬糞的含水量為82%，要達到8%的進料濃度，9.25t鮮糞需要添加11.56t的尿液和沖洗污水，因此，每天的進料量為20.81t，平均滯留時間為24天，厭氧反應器的容積至少在500m3，如果考慮反應器的容積率，一般在85%，反應器容積就要考慮擴大到600m3規模。
USR工藝
采用USR工藝，進料濃度可以控制在3-5%，那么每天的進料量就將增加到41.65t；因為USR反應器的固體滯留期(SRT)和微生物滯留期(MRT)比水力滯留期高得多的，從而提高了固體有機物的分解率和反應器的效率。所以采用USR工藝可以適當縮短HRT，一般控制在15天-18天比較適宜，由此可以得出，采用USR工藝反應器的容積可以選擇在600m3-750m3的規模范圍內。
因此，一個萬頭豬場如果采用CSTR工藝，需要建500-600m3規模的反應器；若采用USR工藝，需要建600-750m3規模的反應器。不過根據各地氣候條件和業主的需要也可以在滿足原料充足的條件下適當的調整規模大小。
建議
養殖業主和設計單位在設計大中型沼氣工程的時候，一定要結合養殖場實際糞源量的情況來設計反應裝置的容積規模，不能隨意擴大或縮小；如果設計規模小于養殖場實際原料的處理量，就會造成多余無法處理或者進入反應器后造成容積負荷增大，影響反應效果和產氣率。如果設計規模大于養殖場實際原料的處理量，就會造成反應器容積率降低，滯留時間延長，降低產氣率的同時也增加了污泥的沉淀幾率，會造成大量污泥堆積無法排除，影響整個反應器的正常運行。
2 儲氣裝置規模確定
根據反應器的規模，基本可以確定儲氣規模，我們按照常溫發酵1:1的容積產氣率來計算，一般儲氣柜的容積確定為反應器容積的50%~60%，如果主要用于發電，則儲氣柜的容積確定為反應器容積的40%；儲氣裝置和沼氣利用都必須嚴格按照反應器規模來量身定做，儲氣裝置的規模只要按照比例來確定就比較簡單，在這里我們主要談沼氣利用裝置的選擇。
3 增溫加熱裝置規模確定
一般在北方，沼氣工程多用于鍋爐供暖。據有關資料，一個15m3的沼氣池能夠保證50平方米的房屋進行利用沼氣采暖。按照有關數據計算，單位面積供暖熱指標為81.5-104.5w/㎡；農戶住宅熱負荷：Q總=單位面積供暖熱指標×建筑面積，供暖時間：8h/d，燃燒器熱負荷：Q=3Q總，按100w/㎡=360kJ/h/㎡計，取面積100㎡/戶，360kJ/h/㎡ ×100㎡=36MJ/h=1.7m3沼氣，采暖8小時，需要沼氣＞13.6m3；因此600m3規模的沼氣工程可以供44戶農戶的供暖需要。
而在南方沼氣工程多用于供氣和沼氣發電，按照每戶每天用氣2m3計算，一個600m3規模的沼氣工程可以滿足300戶的用氣需求。
4 沼氣發電裝置規模確定
用于發電的沼氣，其組分中甲烷含量應大于60%，硫化氫含量應小于0.03%，供氣壓力不低于2-6kPa。農村以3-10kW沼氣機和沼氣發電機組為主。酒廠、糖廠、畜牧場、污水處理廠的大中型環保能源工程，主要以單機容量為50-200kW的沼氣發電機組為主。20-600kW純燃沼氣發電機組系列產品，氣耗率0.6-0.8m3/kW·h(沼氣熱值＞21MJ/m3)。
以柴油機改裝為全燃沼氣的奧托機時，因為沼氣中含二氧化碳，在不改變原發動機容積的情況下，由于不能增加混合氣的熱值，所以沼氣發動機熱效率一般在25%-30%范圍。發動機的熱效率為35%，發電機的熱效率為90%時，則每立方米沼氣可發電約1.5-2度。
因此，600m3規模的沼氣站發電機組規格應為：
日沼氣產量÷24h×1.5kWh/m3
即600m3÷24h×1.5kWh/m3=37.5kWh/h，選擇35kW～50kW發電機組較適宜。
根據以上情況的分析，可知：一個萬頭豬場可以選擇建設600m3規模CSTR工藝反應器，也可以選擇建設600-750m3規模的USR工藝反應器；在北方可以供44戶居民取暖需要，在南方可以供300戶居民生活用氣需要；可以安裝35kW～50kW發電機組，供應養殖場和周邊用電需要。
