規(guī)模豬場利用沼氣發(fā)電的研究

蒙善朝

(南寧市水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)技術(shù)推廣站,廣西南寧 530001)

規(guī)模豬場利用沼氣發(fā)電的研究

蒙善朝

(南寧市水產(chǎn)畜牧獸醫(yī)技術(shù)推廣站,廣西南寧 530001)

沼氣發(fā)電是對廢棄能源加以綜合利用的重要新型技術(shù)，在經(jīng)濟發(fā)展水平較高的國家已經(jīng)得到大范圍的普及和推廣，國內(nèi)對該項技術(shù)的運用和發(fā)展已經(jīng)過了30幾個年頭，然而針對沼氣發(fā)電的研究仍需繼續(xù)深入，尤其是基于利用規(guī)模豬場沼氣發(fā)電的得失意義值得我們深入研究。隨著社會總體經(jīng)濟水平以及科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活觀念出現(xiàn)了重大改變，對規(guī)模養(yǎng)豬利用沼氣發(fā)電的經(jīng)濟效益和社會效益越來越重視。本文通過對南寧市當前規(guī)模養(yǎng)豬以及沼氣發(fā)電的現(xiàn)狀初步了解，探究有效促進規(guī)模養(yǎng)豬利用沼氣發(fā)電的可持續(xù)發(fā)展對策，為南寧市更好地構(gòu)建規(guī)模養(yǎng)豬利用穩(wěn)定的生態(tài)循環(huán)發(fā)展模式，為平衡兩者的經(jīng)濟效益和社會效益提供積極的參考對策。

規(guī)模豬場 用 沼氣發(fā)電 研究

1 南寧市規(guī)模豬場糞污處理和利用的現(xiàn)狀

基于加快養(yǎng)殖污染整治進度，把南寧市畜禽養(yǎng)殖環(huán)境治理推向深入，在全市范圍內(nèi)要求將其列入減排任務(wù)的養(yǎng)殖場、新（擴、改）建和得到政府資金扶植的規(guī)模養(yǎng)殖場必須要配套建設(shè)糞污治理設(shè)施，并關(guān)停養(yǎng)殖環(huán)境惡劣、治理無望的養(yǎng)殖場。3年來，實際整治養(yǎng)殖場528家，包括499家治理，29家關(guān)停，治理工程共新建沼氣池48 250，避雨式干糞堆積池12 790，雨污分離溝67 000 m、林業(yè)用地2 266.67，用于消納養(yǎng)殖場產(chǎn)生的干糞、沼液；建設(shè)有機肥生產(chǎn)廠3個，生產(chǎn)有機肥3.634萬t，關(guān)停養(yǎng)殖場共拆除豬舍11 373，削減養(yǎng)殖存欄量9 000頭。南寧市對于規(guī)模養(yǎng)殖場糞污的利用情況：（1）對養(yǎng)殖場進行標準化改造，降低用水量，改水沖清糞為干式清糞、改無限用水為控制用水、固液、雨污及干濕實現(xiàn)分離；（2）高床漏縫水泡糞技術(shù)的應(yīng)用，飼養(yǎng)肉豬基本不用水沖欄舍，能大大降低用水量，一頭豬平均節(jié)省用水0.5；（3）沼氣發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用：青秀區(qū)沙江安可騫豬場是南寧市第一家使用沼氣發(fā)電技術(shù)，而且還采用自動發(fā)電自動排渣系統(tǒng)，能為豬場解決90%的電能；（4）糞污的資源化利用，糞污農(nóng)業(yè)利用是當前最有效、最省錢的處理方式，即能消納規(guī)模養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞污，又能為種植業(yè)提供肥料，同時，還能產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益，達到了環(huán)境效益、經(jīng)濟效益雙贏的目的；（5）工廠化污水處理系統(tǒng)的應(yīng)用示范，經(jīng)過沉沙、厭氧、曝氣、再沉淀等一系列降解過程污水達標后直接排放到外界，為規(guī)模養(yǎng)殖場提供更多的治污模式。

2 規(guī)模豬場利用沼氣發(fā)電的優(yōu)勢

沼氣發(fā)電是隨著大型沼氣池建設(shè)和沼氣綜合利用的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的一項沼氣利用技術(shù)，它將厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)動機上，并裝有綜合發(fā)電裝置，以產(chǎn)生電能和熱能。建立在沼氣的基礎(chǔ)上進行發(fā)電的形式具備安全、環(huán)保以及高效等多重優(yōu)勢，屬于較為普及且經(jīng)濟性較高的綠色能源，有助于降低沼氣系統(tǒng)工程對環(huán)境造成的污染，控制溫室氣體的排放量，實現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)利用，使之變成新的使用能源，不僅能夠帶來顯著的經(jīng)濟效益，而且很大程度上保護了人類生活的環(huán)境。

3 沼氣發(fā)電的技術(shù)工藝流程

豬場養(yǎng)殖場產(chǎn)生的污水以及糞污等固體物經(jīng)過厭氧的發(fā)酵及時處理后形成沼氣，然后經(jīng)過脫硫以及汽水分離等流程，才可以利用沼氣進行發(fā)電。通過將沼氣和空氣根據(jù)特定比例進行混合，利用渦輪增壓裝置將其輸送至發(fā)動燃燒室，借助電子控制的技術(shù)，選擇閉環(huán)自動化的調(diào)節(jié)混合空氣燃比驅(qū)動的發(fā)動機，借助發(fā)動機的力量把機械能變換為電能，讓沼氣發(fā)電機組進行有效發(fā)電，并把發(fā)出的電能傳輸至控制系統(tǒng)，進而輸送至電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，最后環(huán)節(jié)將其輸送至電網(wǎng)，實現(xiàn)沼氣發(fā)電[1-3]。在這個過程中，發(fā)電機循環(huán)冷卻水的系統(tǒng)主要工作體現(xiàn)在：經(jīng)過熱水泵把60℃的循環(huán)冷卻水送至發(fā)電機的缸套換熱器，接著把它輸至版式的換熱水器中，把水-空散熱器A同水-空散熱器B空冷開始熱交換，最終將其輸至發(fā)電機內(nèi)專門負責廢氣余熱的交換器內(nèi)部開始熱交換，然后把循環(huán)冷卻水加熱至約為90℃，然后這部分的熱水會被直接運送至其他地方加以利用[2-3]。

4 沼氣發(fā)電的成本和日常維護及效益分析

按照相關(guān)資料并綜合沼氣發(fā)電的現(xiàn)狀，南寧市利用沼氣發(fā)電的成本以及日常維護消耗電能最少是需耗費0.7元/度或以上，大約高出市場面用電價格的0.12 元，雖然會消耗一定的費用對豬場養(yǎng)殖各項內(nèi)容給予養(yǎng)護，但是以南寧市目前沼氣發(fā)電的效益看，通過設(shè)施完善和糞污處理技術(shù)的廣泛利用，沼氣發(fā)電37萬kW·h，增收22.2萬元，生產(chǎn)沼氣441萬，燃料節(jié)支573.3萬元，利用豬場養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便進行沼氣發(fā)電，并加以綜合性利用不只是能夠產(chǎn)生理想的經(jīng)濟效益，并且能為南寧市規(guī)模豬場養(yǎng)殖帶來更大的社會效益。根據(jù)研究子資料顯示，2200的沼氣池，每1的沼氣池每日能夠產(chǎn)氣0.3，每日可產(chǎn)660沼氣，每年就可產(chǎn)沼氣24.09萬，每13的沼氣就能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電1.5kW，每年可以發(fā)電達361350W，每日發(fā)電可達990kW。通過這樣的方式實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)電，不只是增加本市區(qū)的經(jīng)濟效益，推進南寧市經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，而且對于保護社會環(huán)境以及節(jié)約社會資源具有重要的意義，有助于平衡社會效益以及經(jīng)濟效益兩者間的關(guān)系。

5 存在的問題

5.1 豬場布局不科學，沼液處理難度高

受到過去時期傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式和養(yǎng)殖局限用地的因素影響，加上部分養(yǎng)豬戶環(huán)保觀念落后，在養(yǎng)殖過程中注重環(huán)保的意識淡薄，養(yǎng)豬場人畜混居的情況較為普遍存在，不同村鎮(zhèn)的豬圈、牛舍同住宅相鄰，甚至有些的房前屋后都是豬舍。尤其是城中村的畜禽養(yǎng)殖，受人口居住密度大，養(yǎng)殖場地狹窄，糞污處理不當?shù)纫蛩赜绊?，污染較為嚴重，對周邊群眾的生活造成影響。在滿足相應(yīng)的沼氣發(fā)電條件后，大量的沼液和沼渣也會隨著電能的產(chǎn)生而相應(yīng)產(chǎn)出，處于長期的浸泡及發(fā)酵等，豬糞為主的固體類污染物同液態(tài)的物質(zhì)大致處于相對穩(wěn)定的融合狀態(tài)，難以將它們通過機器進行分離，大部分的沼液經(jīng)過不完全的分離后仍然被排入貯存池內(nèi)，使得沼液難處理的問題一直制約著豬場環(huán)境的凈化[1]。

5.2 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善，高濃度的沼液易產(chǎn)生二次污染

雖然絕大部分規(guī)模養(yǎng)豬場都建有沼氣池，但有些養(yǎng)豬戶是建的10～20ffffed戶用沼氣池，這類型的小沼氣池只適用于養(yǎng)3～5頭豬的散戶，對規(guī)模養(yǎng)殖戶來說其消耗的豬糞有限，并且夏天不能完全解決規(guī)模養(yǎng)豬戶的糞污問題。另外有些家庭的沼氣池年代已久，沼池的防護功能低下，基礎(chǔ)設(shè)施破舊常發(fā)漏水漏氣現(xiàn)象，需要改造或重建。同時針對小型規(guī)模養(yǎng)豬戶來說，目前沼氣的主要用途是家庭做飯，沒有用于豬場保育舍保溫，沼氣池所產(chǎn)生的氣量較大，利用率不高。沼液利用也不夠，有的養(yǎng)殖場直接向溝渠排放，導致某地區(qū)的局部地方的溝渠及池塘富氧化現(xiàn)象嚴重，不利于水生態(tài)環(huán)境的維持。

5.3 選擇較為徹底的方式處理豬糞污染，但可行性不高

選擇工業(yè)化的豬糞治污方式會需要投入較高的成本，其環(huán)保設(shè)施投入通常需要在150萬元以上。根據(jù)相關(guān)資料得知，一個萬頭豬場其污水處理廠正常運行達標排放，每年運行成本在10萬元以上，這需要耗費較高的投入成本，對于養(yǎng)豬業(yè)而言無疑是一筆大開支。南寧市“十二五”養(yǎng)殖減排任務(wù)的規(guī)模場，是以2007年農(nóng)業(yè)污染普查為依據(jù)，都是舊場，配套建設(shè)不完善。減排沒有專項建設(shè)資金，規(guī)模場糞便污水治理設(shè)施建設(shè)工程大、投資大，目前大部分是由業(yè)主自籌資金，困難大；部分規(guī)模場周邊土地消化面積不夠，土地受納合同因各種原因未能簽約，影響任務(wù)完成[2]。

6 對策措施

6.1 擴大宣傳，提高全民對沼氣全面綜合性利用的意識

注重對沼氣利用與污糞處理重要性的大力宣傳，通過以“美麗南寧、清潔鄉(xiāng)村”為契機，積極倡導清潔豬場規(guī)模經(jīng)營的養(yǎng)殖模式，在社會上形成良好的減排治污氛圍。提高養(yǎng)豬戶全民對環(huán)保及綜合性利用沼氣的意識；綜合性利用沼氣有助于高效處理豬場產(chǎn)生的糞污，及時處理養(yǎng)殖產(chǎn)生的問題，促進養(yǎng)豬場的內(nèi)部及周邊環(huán)境的改善，對構(gòu)建健康循環(huán)的生態(tài)環(huán)境具有積極的促進意義。所以政府部門應(yīng)積極倡導養(yǎng)豬戶綜合利用沼氣，促進沼氣功能的多樣化發(fā)揮：養(yǎng)豬場通過利用沼氣發(fā)電產(chǎn)生的冷卻水，通過輸入管道為豬場保溫，或者是通向農(nóng)舍管道為發(fā)電或是炊事燃燒提供有利的條件；政府定期組織相關(guān)人員深入各大村鎮(zhèn)加強對豬場規(guī)模經(jīng)營的整治和宣傳，在社會上營造良好的輿論環(huán)境，倡導“誰污染、誰治理”的原則，對全市的養(yǎng)豬戶提出相應(yīng)的要求，必須按照規(guī)章制度辦事，不可私自排放豬糞污水，避免對環(huán)境造成嚴重的污染[3]。

6.2 科學規(guī)劃養(yǎng)殖布局，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

按照“兩型社會”發(fā)展的客觀要求，遵循經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護并重的理念，遵循適度規(guī)模、畜地平衡、總量控制的原則，并根據(jù)新出臺的《南寧市畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)和限養(yǎng)區(qū)劃定》，在全市范圍內(nèi)清理禁養(yǎng)區(qū)和限養(yǎng)區(qū)內(nèi)的養(yǎng)殖場，同時積極倡導廣大養(yǎng)豬戶實現(xiàn)健康高效地發(fā)展養(yǎng)殖小區(qū)，鼓舞發(fā)展符合自身發(fā)展狀況的規(guī)模養(yǎng)殖。注重對沼氣發(fā)電的綜合研究，推進沼氣能源多元化的利用模式；積極構(gòu)建良好的典型形象，讓不同養(yǎng)豬戶親身體驗治污后綜合利用沼氣的經(jīng)濟性，這樣才有助于調(diào)動他們積極參與這項工程的研究。

6.3 積極推進生產(chǎn)方式的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)變，構(gòu)建穩(wěn)固的技術(shù)保障

規(guī)模養(yǎng)豬應(yīng)選擇新技術(shù)及新工藝來降低糞污的排放，大力推廣各種環(huán)保養(yǎng)殖新技術(shù)，為實現(xiàn)標準化、規(guī)模化的養(yǎng)殖模式不斷努力，加大對規(guī)模養(yǎng)豬戶知識教育和培訓的力度，普及沼氣綜合利用以及環(huán)保的理論知識，倡導其在實踐工作中落實相關(guān)的制度要求；并提供必要的技術(shù)理論指導和技術(shù)，以及時處理養(yǎng)殖活動中存在的問題，積極推進規(guī)模養(yǎng)豬生產(chǎn)與經(jīng)營方式的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。促進沼氣發(fā)電效益的最大化。對小型養(yǎng)殖戶要建設(shè)與其養(yǎng)殖規(guī)模相適應(yīng)的沼氣池，建設(shè)好“四池一塘”（四個分級發(fā)酵池，一個氧化塘）糞水處理系統(tǒng)，對糞污實行干濕分離，糞水經(jīng)發(fā)酵實現(xiàn)無害排放，干糞可用于制作商品肥料或養(yǎng)殖蚯蚓，實施生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式。

[1] 桑磊，周麗娜，鄧歡.畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水處理技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國資源綜合利用，2010，4（2）：118-124.

[2] 胡啟春，李謙，潘科，等.適應(yīng)生豬優(yōu)勢區(qū)域的沼氣工程發(fā)展分析[J].中國沼氣，2010，9（4）：135-148.

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