鎮(zhèn)安縣養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程建設(shè)的探索

朱 琦，董照鋒，李郁書，程光祿

(1．陜西省鎮(zhèn)安縣農(nóng)村能源辦公室，陜西 鎮(zhèn)安 711500;2．商洛市農(nóng)村能源工作站，陜西 商洛 726000)

鎮(zhèn)安縣位于陜西省東南部，秦嶺南麓，商洛市西南，處于漢江支流乾佑河與旬河中游，四季分明。近年來，借助畜牧養(yǎng)殖大市建設(shè)東風，鎮(zhèn)安縣畜牧業(yè)得到快速發(fā)展。2011年生豬飼養(yǎng)量達25.9萬頭、牛飼養(yǎng)量1.84萬頭、羊飼養(yǎng)量17.38萬只、家禽存籠55萬羽。

養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，使畜禽養(yǎng)殖污染問題凸顯，給生態(tài)環(huán)境造成嚴重威脅。養(yǎng)殖場沼氣工程是解決畜禽養(yǎng)殖污染問題的有效途徑［1］，近年來國家加大了投資力度，僅“十一五”期間中央投資建設(shè)養(yǎng)殖小區(qū)和聯(lián)戶工程1.3萬處［2］。鎮(zhèn)安縣從2011年開始建設(shè)養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程，自項目實施以來，積極探索工藝技術(shù)，規(guī)范工程建設(shè)，逐步形成了畜-沼-菜 (糧、果、藥)循環(huán)生態(tài)模式，實現(xiàn)了可再生能源利用和高效農(nóng)業(yè)發(fā)展的有機結(jié)合，既解決了養(yǎng)殖場污染問題，又促進了畜牧業(yè)健康發(fā)展，取得了良好的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。

1 現(xiàn)狀

鎮(zhèn)安縣養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程主要依托政府扶持建設(shè)，2010年中央預(yù)算內(nèi)投資15個，2011年下達11個。2011年4月開始啟動建設(shè)，每處工程建設(shè)規(guī)模為主池容積80 m3、預(yù)處理池10～12 m3、沼液沼渣存貯池35～40 m3，沼氣池上部建設(shè)圈舍或飼料加工房，配套管網(wǎng)設(shè)施及沼氣取暖燈28個、沼氣猛火爐1個、沼氣熱水器1臺、家用沼氣灶具2臺。目前已完成14處，投料運行9處，氣壓均在16 kPa以上，使用效果良好。經(jīng)使用情況調(diào)查，一個80 m3養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程1 a可產(chǎn)沼氣6 000 m3，可以滿足200頭養(yǎng)豬場全年生活炊事用能，60 m2圈舍供暖，還可以集中供氣5～10個農(nóng)戶，年產(chǎn)沼肥250 t左右，施入農(nóng)田可有效培肥地力，作物增產(chǎn)效果明顯。建起小型沼氣工程的養(yǎng)殖場不僅通過了環(huán)評，而且凈化了養(yǎng)殖場及周邊環(huán)境，減少了疾病傳播，保護了森林資源和水源，實現(xiàn)了養(yǎng)殖業(yè)的良性循環(huán)發(fā)展。

2 沼氣工程建設(shè)

2.1 工程設(shè)計

鎮(zhèn)安縣養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程根據(jù)養(yǎng)殖場實際條件因地制宜建設(shè)，設(shè)計原則、工藝與布局、容積計算等參照 DB61/T 502—2010［3］標準，設(shè)計平面圖見圖 1［4］。

2.2 工程工藝

根據(jù) DB61/T 501—2010［5］標準，結(jié)合養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程現(xiàn)場施工條件，依據(jù)《圓筒型水壓式沼氣池各部尺寸計算公式》計算建設(shè)尺寸，按照圖紙施工。鎮(zhèn)安縣推廣的全埋式養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程水壓間在沼氣池頂部，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，管理方便，產(chǎn)氣量足，對100～300頭養(yǎng)豬場糞便處理效果較好。

依據(jù)圖紙和池墻施工工藝進行取土，達到池周垂直，管槽留空標準、位置精確。

主池池底厚度30 cm，網(wǎng)片12 cm×12 cm居混

圖1 養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程的平面設(shè)計

凝土中位;墻底交界處以螺紋鋼鋪底居池墻中位并將池底網(wǎng)片箍筋延長折上池墻，將上折主筋與該螺紋筋用扎絲扎牢，澆注混凝土后，振搗密實，再將池墻預(yù)過部位以最高點為基準校水平，以方便池墻施工。

將做池墻用的水泥磚磚口朝上，將池墻豎筋穿透無底磚，做完一圈后再將口朝上的空心水泥磚內(nèi)以磚填實，然后再在其上抹沙漿，綁橫筋、再抹沙漿 (將橫筋壓嚴實)，又砌再一排磚 (注意:每個磚與下一排磚必須錯開磚茬，每個磚縫必須以飽漿填實)，以此重復(fù)，最終成墻后回填。

做池頂前先打圈梁。用3根螺紋主筋，以池底曲率半徑為準繩修坡度做成三角形，并將延長的池墻豎筋套于其上 (背后2根，前1根)，用扎絲扎牢并將豎筋繼續(xù)延長以備頂用。該梁箍筋距離15 cm，做好后以混凝土充填，振搗密實。

用鋼模支好池頂，將池墻的延長筋折向池頂，再綁橫筋，采用稀加筋密剪筋的方法排列，密度12 cm×12 cm，混凝土澆注25 cm以上，振搗密實，面部抹光。

水壓間外墻在主池墻的重合線上，內(nèi)墻底部有圈梁 (由3根主筋組成，箍筋間距15 cm，呈三角形，上面要水平)。內(nèi)外墻均以水泥磚砌筑。

沼液池底澆注混凝土厚20 cm，12 cm×12 cm的鋼筋網(wǎng)片居于混凝土中間位置，振搗密實，池墻均以水泥磚砌筑。

粉刷密封采用“二灰八漿”做法，試壓采用密封天窗加強壓法進行。

沼氣池所有蓋板厚均為8 cm，其內(nèi)置鋼筋網(wǎng)片密度為10 cm×10 cm。

沼氣池發(fā)酵啟動時配料精良 (優(yōu)質(zhì)牛糞5 m3、豬糞15 m3)，科學合理搭配，認真觀察發(fā)酵狀況，確保一次發(fā)酵成功。

3 工程建設(shè)管理

3.1 項目申報

凡常年存欄量在100～300頭的小型養(yǎng)殖企業(yè)、合作社、養(yǎng)殖大戶可向縣農(nóng)業(yè)局提出立項申請，由縣農(nóng)村能源辦 (站)實地勘察，符合項目申報養(yǎng)殖數(shù)量和建設(shè)場地要求的確定立項，逐級上報待批。項目下達后，以縣區(qū)農(nóng)村能源部門為項目實施主體，組織項目建設(shè)單位施工。

3.2 資質(zhì)審核

建設(shè)中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的施工單位，一般應(yīng)具備農(nóng)業(yè)工程、環(huán)保工程或建筑工程丙級以上建設(shè)資質(zhì)，并在縣級農(nóng)村能源主管部門備案，具有建設(shè)中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的施工經(jīng)歷。工程建設(shè)應(yīng)在當?shù)剞r(nóng)村能源主管部門的指導(dǎo)下，在持國家“沼氣生產(chǎn)工”技師以上職業(yè)資格或農(nóng)村能源中級以上專業(yè)技術(shù)職務(wù)的專業(yè)技術(shù)人員的監(jiān)理下，以省廳印發(fā)的施工圖紙為樣本，結(jié)合本縣技術(shù)特點進行合理、規(guī)范設(shè)計。參與中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程建設(shè)的現(xiàn)場主管應(yīng)持國家“沼氣生產(chǎn)工”高級工以上職業(yè)資格證書，施工人員應(yīng)持國家“沼氣生產(chǎn)工”中級工以上職業(yè)資格證書。

3.3 合同管理

按照企業(yè)化運作，工程化管理的要求，縣級農(nóng)村能源部門與養(yǎng)殖場業(yè)主簽訂建設(shè)合同，與建設(shè)工隊簽訂施工合同，明確各方責任。施工合同要明確工程標準、建材規(guī)格、建設(shè)工期、工程勞酬、安全責任、付款方式、技術(shù)培訓(xùn)、投料運行、交工程序等?？h農(nóng)村能源部門從開工挖坑、池體澆注、粉刷及氣密性測試、進料啟動、設(shè)備安裝調(diào)試全程委派專人進行監(jiān)督管理，項目建設(shè)的每個環(huán)節(jié)都要留存圖片資料，發(fā)現(xiàn)問題及時指出，限期整改。

3.4 建設(shè)標準

養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程建設(shè)要嚴格執(zhí)行《農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范》、《農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程建設(shè)規(guī)范》［5－6］，不得隨意設(shè)計和施工。厭氧消化裝置原則上為100 m3，最少不低于80 m3，一般采用溫室保溫、并聯(lián)地上立式圓柱形旋動推流式厭氧消化裝置，結(jié)構(gòu)層采用C30鋼筋砼或磚鋼筋砼建設(shè)，調(diào)節(jié)池和沼液池的結(jié)構(gòu)層采用磚砼建設(shè)，進料管采用 φ100 mm耐壓1.60 MPa以上的PVC管，排泥管采用φ150 mm厚壁雙面鍍鋅鋼管，控制閥門為串聯(lián)式雙閥門，內(nèi)側(cè)閥門為常開，溢流管宜采用內(nèi)徑200 mm耐壓1.60 MPa以上的 PVC管，溢流口設(shè)置在保暖溫室外，實現(xiàn)溢流限壓的功能。濕式貯氣柜的施工及驗收應(yīng)符合NY/T 1220.3的有關(guān)規(guī)定。

3.5 資金管理

項目資金專款專用、專賬管理，按照“先建后補、竣工驗收、統(tǒng)一結(jié)賬”的原則實行報賬制度。所有的材料和設(shè)備通過正規(guī)途徑采購，凡涉及上級部門統(tǒng)一招標采購的設(shè)備在中標企業(yè)中擇優(yōu)選擇。工程建設(shè)先由養(yǎng)殖小區(qū)業(yè)主先行墊付啟動資金，然后按照項目進度依據(jù)相關(guān)發(fā)票報賬。施工方工程款可以按照工程進度預(yù)付部分款項，在工程竣工并正常運行后先行支付60%工程款，在通過縣級驗收后可撥付80%工程款，在通過市級驗收后方可全部撥付。所有工程必須預(yù)留10%的質(zhì)量保證金，正常運行一年后全部支付。

4 存在問題

4.1 集中供氣難度大

由于養(yǎng)殖場沼氣工程是近2年才開始建設(shè)的新項目，鎮(zhèn)安縣在項目設(shè)計、工程預(yù)算、建設(shè)經(jīng)驗及技術(shù)力量上都不具備比較充足的條件，使小型沼氣工程建設(shè)速度慢，部分配套設(shè)施不完善，特別是供氣到戶難以完成。主要原因一是養(yǎng)殖場大多建在距村子較遠的地方，輸氣管道安裝難度大、成本高;二是輸氣距離遠，使沼氣壓力降低，灶前壓力小;三是沼氣準確計量難實施，收費難度大;四是養(yǎng)殖量跟不上、原料不足、管理不善等原因?qū)е庐a(chǎn)氣量不足，難以滿足項目設(shè)計的供氣戶數(shù)正常用氣［7］。

4.2 自籌資金落實難

每個沼氣工程總投資20萬元，2011年前計劃項目中央投資9萬元，2011年后投資12萬元，其余部分由養(yǎng)殖戶自籌。由于養(yǎng)殖戶自籌資金困難，大多數(shù)只能用國家投資部分建設(shè)預(yù)處理池、主發(fā)酵池、沼液沼渣存貯池和養(yǎng)殖場內(nèi)管網(wǎng)等基本設(shè)施，未能建造陽光保溫房等其他設(shè)施，配套設(shè)施不能全部到位，沼氣工程的功能不能有效發(fā)揮。

4.3 技術(shù)力量不足

商洛市農(nóng)村能源部門對養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程建設(shè)資質(zhì)做了明確的要求，但鎮(zhèn)安縣工程建設(shè)起步晚，技術(shù)力量培養(yǎng)不足，目前均由外地技工承建，雖然實行終身質(zhì)量負責制，但質(zhì)保金是正常使用一年后就支付給承建方，急需培養(yǎng)本地技術(shù)力量，確保工程建設(shè)和后續(xù)服務(wù)的技術(shù)保障。

4.4 沼肥利用效率低

小型沼氣工程的沼渣、沼液得不到有效的處理，農(nóng)民使用方式比較粗放，使用的積極性不高，工程系統(tǒng)效益得不到全面發(fā)揮。主要原因:一是沼液、沼渣綜合利用技術(shù)不夠先進，效益較低;二是農(nóng)村留守人員知識結(jié)構(gòu)和科技意識不高，對沼氣池管理不善，接受“三沼”綜合利用技術(shù)難度大;三是山區(qū)地少平地更少，沼渣、沼液運往田間難度大，大多數(shù)需要靠人力運輸。同時又缺乏產(chǎn)業(yè)支撐，沼液、沼渣效益得不到發(fā)揮。

5 措施及建議

完善項目設(shè)計。養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程可以不統(tǒng)一要求集中供氣，結(jié)合實際選擇有效的利用方式。具備農(nóng)戶供氣條件的按照在產(chǎn)氣量合理設(shè)計供氣戶數(shù)，距農(nóng)戶集中居住區(qū)較遠的應(yīng)該設(shè)計小型發(fā)電機組和沼氣供暖、降溫設(shè)施和洗浴設(shè)施，除了保證廠區(qū)生活和生產(chǎn)用能，在夏季產(chǎn)氣旺盛時段，小型發(fā)電機組發(fā)電供圈舍降溫，冬季寒冷季節(jié)產(chǎn)氣量相對較低，可以給圈舍沼氣取暖，促進牲畜生長。

加大資金投入力度。省級和市級財政應(yīng)落實養(yǎng)殖小區(qū)沼氣配套資金，縣級財政應(yīng)從支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展和節(jié)能減排的角度出發(fā)出臺扶持政策，減輕農(nóng)戶自籌資金壓力，完善系統(tǒng)工程，推動養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程又好又快發(fā)展。建議各級財政出臺沼氣和沼肥利用補貼政策，提高農(nóng)民和養(yǎng)殖場業(yè)主建設(shè)和維護沼氣工程的積極性，促進農(nóng)村節(jié)能減排。

強化技術(shù)培訓(xùn)。提升現(xiàn)有技工的技術(shù)水平，加強沼氣技師和高級技工的培訓(xùn)鑒定力度。組織開展技能大賽和技術(shù)交流活動，選派工作能力強的技工參加一些高水平的技術(shù)培訓(xùn)班。采用以師帶徒的辦法，培養(yǎng)本土技術(shù)人員，培育本土技術(shù)專家，解決工程建設(shè)和后續(xù)服務(wù)的后顧之憂。

提高“三沼”綜合利用水平。沼氣工程效益除了沼氣外，要在“三沼”綜合利用上下功夫，積極爭取科研立項，爭取地方財政支持，促進技術(shù)進步。把養(yǎng)殖小區(qū)沼氣工程建設(shè)與蔬菜、林果等特色產(chǎn)業(yè)有機結(jié)合起來，加強“三沼”綜合利用技術(shù)示范推廣力度，切實發(fā)揮沼氣工程的綜合效益。

［1］張東，徐甦，陳斌，等．畜禽糞便沼氣工程處理技術(shù) ［J］．浙江農(nóng)業(yè)科學，2012(2):223－227．

［2］中華人民共和國農(nóng)業(yè)部．全國農(nóng)村沼氣工程建設(shè)規(guī)劃(2006－2010)［R］．2007:20－21．

［3］DB61/T 502—2010，農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程設(shè)計規(guī)范 ［S］．

［4］董照鋒，朱琦，王立錄，等．養(yǎng)殖小區(qū)上部回流沼氣工程模式 ［J］．農(nóng)業(yè)科學研究，2012，33(2):31－34，39．

［5］DB61/T 503—2010農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程建設(shè)規(guī)范 ［S］．

［6］DB61/T 501—2010，農(nóng)村中小型畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程建設(shè)規(guī)范:陜西 ［S］．

［7］董照鋒，田書印，王立錄，等．山區(qū)農(nóng)村沼氣發(fā)展問題調(diào)查研究 ［J］．農(nóng)學學報，2012，2(1):26－30．