浙江省農(nóng)村沼氣利用典型技術(shù)的表征和演進(jìn)

劉銀秀，董越勇*，邊武英，金娟，聶新軍，范志斌，王強(qiáng)

(1.浙江省農(nóng)業(yè)生態(tài)與能源辦公室，浙江 杭州 310012； 2.浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

在農(nóng)業(yè)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)村的生產(chǎn)生活過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量各種各樣的有機(jī)廢棄物，主要有畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈、尾菜、生活垃圾、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，浙江省畜禽糞污產(chǎn)生量1 755萬(wàn)t，農(nóng)作物秸稈1 128萬(wàn) t。這些有機(jī)廢棄物如不加以處理，勢(shì)必會(huì)影響農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，威脅人民群眾的身體健康，同時(shí)也浪費(fèi)了大量的寶貴生物資源。采用沼氣工程對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村有機(jī)廢棄物進(jìn)行厭氧發(fā)酵，可有效實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化、循環(huán)化、減量化，被認(rèn)為是最有潛力的處理方式之一[1]。產(chǎn)生的沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷50%～70%，是優(yōu)質(zhì)的燃料，可為農(nóng)戶提供生活用能，也可用于發(fā)電，厭氧發(fā)酵的液相殘留物沼液，富含多種農(nóng)作物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有促進(jìn)作物生長(zhǎng)、防治作物病害和改良土壤性狀等多重功效。2010年，諸暨市安家湖村利用村中某規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)糞污，建設(shè)的集中供氣工程可解決150戶農(nóng)戶的生活用能，每年每戶可節(jié)約燃料支出577元[2]。四川省成都市某村通過(guò)集中供氣工程解決了70多戶的生活用能問(wèn)題[3]。吳曉梅等[4]對(duì)福建省福清市某規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)沼氣發(fā)電工程進(jìn)行了實(shí)例分析，該工程日產(chǎn)沼氣1 500 m3，所產(chǎn)沼氣主要用于養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)、生活用電，多余的電并入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，每年可節(jié)約用電84.23萬(wàn)kW·h，節(jié)約用電開支54萬(wàn)元。谷偉楠等[5]對(duì)云南省某縣利用規(guī)?；託夤こ烫幚硎卟藦U棄物進(jìn)行了實(shí)例分析，項(xiàng)目創(chuàng)建了集中收儲(chǔ)運(yùn)體系，以沼氣工程為紐帶，產(chǎn)生的沼渣、沼液變成綠色有機(jī)肥，沼氣提純?yōu)樘烊粴?，?shí)現(xiàn)了蔬菜廢棄物資源化綜合利用。董越勇等[6]通過(guò)對(duì)浙江省30個(gè)沼氣工程沼液進(jìn)行養(yǎng)分調(diào)查和差異性分析得出，產(chǎn)生的沼液可直接施用于農(nóng)作物種植。

浙江省地處東南沿海長(zhǎng)江三角洲南翼，屬季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，四季分明，雨量充沛，是我國(guó)自然條件較優(yōu)越的地區(qū)之一。浙江農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)眾多，是農(nóng)、林、牧、漁各產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展的綜合性農(nóng)業(yè)區(qū)域。近幾年來(lái)，浙江省以綠水青山就是金山銀山為遵循，以深入實(shí)施“八八戰(zhàn)略”為統(tǒng)領(lǐng)，以打造國(guó)家鄉(xiāng)村振興示范省為抓手，積極推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村改革，深入實(shí)施統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展方略，農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。浙江省在推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展上，以農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物資源化、循環(huán)化和減量化為重點(diǎn)，全面推進(jìn)和提升以沼氣工程為紐帶的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用水平，不僅在調(diào)整農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，改善農(nóng)村居民生活環(huán)境發(fā)揮著積極的作用，更是成為浙江省實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)的綠色發(fā)展，促進(jìn)高效生態(tài)和綠色可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。浙江省從1957年開始在全省部署發(fā)展農(nóng)村沼氣以來(lái)，全省農(nóng)村沼氣建設(shè)得到了長(zhǎng)足、穩(wěn)定的發(fā)展。全省現(xiàn)有農(nóng)村規(guī)模化沼氣工程5 880處(池容83.68萬(wàn)m3)，年產(chǎn)沼氣8 098萬(wàn)m3，集中供氣戶數(shù)約3萬(wàn)戶，年發(fā)電量2 500 kW·h，年利用沼液800萬(wàn)t，可節(jié)約標(biāo)煤5.78萬(wàn)t，節(jié)約氮磷肥2.7萬(wàn)t。21世紀(jì)初，面對(duì)浙江省城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，農(nóng)村生產(chǎn)方式的變革和農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移不斷提速，純農(nóng)家庭逐漸減少，農(nóng)戶養(yǎng)殖比例逐年下降，養(yǎng)殖場(chǎng)集約化程度越來(lái)越高的事實(shí)，浙江省農(nóng)村能源管理部門深刻認(rèn)識(shí)到必須因地制宜探索農(nóng)村沼氣發(fā)展的新途徑、新模式，在認(rèn)真調(diào)研、深入分析的情況下，及時(shí)轉(zhuǎn)變思路，由發(fā)展戶用沼氣向發(fā)展規(guī)?；託夤こ?、集中供氣工程方向發(fā)展，積極探索適合的技術(shù)和模式。本文結(jié)合浙江省探索出的技術(shù)模式，對(duì)每種技術(shù)的工藝流程、地域分布、模式特點(diǎn)等進(jìn)行分析，以期為推進(jìn)農(nóng)村沼氣發(fā)展、農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供參考借鑒。

1 典型技術(shù)

1.1 農(nóng)村集群沼氣用戶統(tǒng)一供氣

1.1.1 工藝流程

畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈、廚余垃圾等農(nóng)業(yè)農(nóng)村有機(jī)廢棄物，經(jīng)簡(jiǎn)單分類及預(yù)處理后，進(jìn)入集水池(一般內(nèi)設(shè)攪拌裝置，促進(jìn)物料均勻)，經(jīng)固液分離設(shè)施后進(jìn)入酸化池酸化，然后進(jìn)入?yún)捬醭貎?nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，最后的發(fā)酵殘留物沼液進(jìn)入貯肥池，靜置一段時(shí)間后可通過(guò)輸送管網(wǎng)、運(yùn)輸車運(yùn)送至田間貯肥池待用，或者直接施用于種植業(yè)上。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)氣水分離器、脫硫塔等凈化后貯存于貯氣柜中，通過(guò)沼氣輸配管網(wǎng)就近向自然村或行政村的農(nóng)戶統(tǒng)一供氣，作為農(nóng)戶生產(chǎn)生活用能。

1.1.2 地域分布與應(yīng)用范圍

該技術(shù)(模式)適用于畜禽糞污、秸稈等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物資源豐富、獲取便利，村民居住較為集中且沼氣使用意愿較強(qiáng)，冬季平均氣溫不低于0 ℃的丘陵及山區(qū)，周圍配套有足夠面積的農(nóng)業(yè)種植區(qū)或茶園林地等，以保證開展沼液綜合利用，浙江省已經(jīng)推廣農(nóng)村集群沼氣用戶統(tǒng)一供氣模式300多處，供氣戶數(shù)約3萬(wàn)戶，主要分布在衢州、麗水、臺(tái)州等地。

1.1.3 技術(shù)特點(diǎn)

選址靈活?？梢砸劳叙B(yǎng)殖場(chǎng)在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)建立統(tǒng)一供氣工程，也可以通過(guò)就近收集畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈、尾菜、廚余垃圾等農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物，在村莊里建設(shè)統(tǒng)一供氣工程，通過(guò)沼氣輸送管網(wǎng)達(dá)到近遠(yuǎn)距離輸送沼氣的目的。

投資較大。山區(qū)建設(shè)統(tǒng)一供氣工程，建設(shè)單位成本較高，一般每戶需0.8萬(wàn)～1.0萬(wàn)元，建設(shè)一個(gè)供氣100戶的統(tǒng)一供氣工程需要80萬(wàn)～100萬(wàn)元的建設(shè)資金，而發(fā)展統(tǒng)一供氣模式的村莊大部分經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱，需要政府進(jìn)行補(bǔ)助才能完成。

市場(chǎng)化程度低。該模式一部分是由養(yǎng)殖場(chǎng)業(yè)主無(wú)償提供給周邊農(nóng)戶使用，一部分按1～1.5元·m-3的標(biāo)準(zhǔn)收取一定費(fèi)用，所收取費(fèi)用還不足以達(dá)到自負(fù)盈虧，市場(chǎng)化時(shí)機(jī)尚不成熟，需通過(guò)政府補(bǔ)貼、沼氣收入、農(nóng)戶自籌等多種途徑解決沼氣工程的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

注重沼氣的生產(chǎn)。應(yīng)盡量采用高濃度原料(一般總固體濃度>6%)，盡可能利用有限的原料生產(chǎn)出足夠多的沼氣，農(nóng)戶沼氣用量需求按0.1～0.15 m3·d-1·人-1進(jìn)行設(shè)計(jì)。

具備沼氣遠(yuǎn)距離的輸送能力。沼氣輸送暢通是該模式運(yùn)行正常的關(guān)鍵，沼氣輸氣管可采用逐級(jí)變徑，可基本滿足不同距離輸氣的壓力需求，也可配備具有防爆功能的沼氣增壓設(shè)備，滿足遠(yuǎn)距離輸氣時(shí)的壓力需求。

安全生產(chǎn)運(yùn)維管理要求高。該模式不僅涉及沼氣工程的安全生產(chǎn)運(yùn)維，還涉及沿途的沼氣輸送管道的安全維護(hù)、沼氣用戶戶內(nèi)的沼氣安全使用等，涉及面較廣，因此，對(duì)安全運(yùn)維管理有較高的要求。

效益明顯?？筛纳妻r(nóng)村用能結(jié)構(gòu)，提高清潔能源利用率，減少大氣污染及商品能源的消費(fèi)支出，一般每戶每年可減少燃料支出600元。同時(shí)，可從根本上防止對(duì)薪柴林的砍伐。據(jù)測(cè)算，使用沼氣平均一戶人家年可節(jié)柴5 000 kg以上，相當(dāng)于0.6 hm2薪炭林的年林木蓄積量。

1.2 沼氣熱電聯(lián)用高值化利用技術(shù)

1.2.1 工藝流程

將養(yǎng)殖場(chǎng)或周邊區(qū)域收集的畜禽糞污經(jīng)格柵(去除塑料袋等雜物)進(jìn)入集水池(內(nèi)設(shè)有機(jī)械攪拌裝置，促進(jìn)物料的均衡)，然后經(jīng)酸化池酸化，進(jìn)入?yún)捬醭貎?nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵殘余物沼液自流進(jìn)入沼液貯存池，靜置一段時(shí)間后可通過(guò)沼液輸送管網(wǎng)、運(yùn)輸車等方式送至田間貯肥池待用，或者直接施用于種植業(yè)。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)氣水分離器、脫硫塔等凈化達(dá)到沼氣發(fā)電設(shè)備的凈化要求后貯存于貯氣柜中，通過(guò)沼氣發(fā)電設(shè)備發(fā)電，所產(chǎn)生的電可用于養(yǎng)殖場(chǎng)自身用電需求，也可并網(wǎng)，發(fā)電余熱可用于沼氣池升溫，促進(jìn)厭氧池的厭氧發(fā)酵，提高效率。

1.2.2 地域分布與應(yīng)用范圍

適用于在冬季平均氣溫不低于0 ℃的地區(qū)，周圍有配套足夠面積的農(nóng)業(yè)種植區(qū)或茶園林地以保證開展綜合利用。目前，浙江省沼氣發(fā)電工程有130處，總裝機(jī)容量13 337 kW，年發(fā)電量2 500萬(wàn)kW·h，主要分布在杭州、衢州、金華等地，其中，浙江開啟能源科技有限公司的沼氣發(fā)電機(jī)組規(guī)模最大，總裝機(jī)容量為2 000 kW。2018年，全省上網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量為2 180 kW，年發(fā)電量為1 065萬(wàn)kW·h。

1.2.3 技術(shù)特點(diǎn)

適應(yīng)性強(qiáng)。技術(shù)(模式)適用于各種類型的農(nóng)村沼氣工程，即只要有穩(wěn)定的沼氣生產(chǎn)，選擇與沼氣產(chǎn)量相匹配的沼氣發(fā)電機(jī)組，就可適用。既可滿足養(yǎng)殖場(chǎng)自身的用電需要，也可用于并網(wǎng)發(fā)電，享受可再生能源發(fā)電補(bǔ)助。

注重沼氣的穩(wěn)定生產(chǎn)。穩(wěn)定足量的沼氣生產(chǎn)是沼氣發(fā)電正常使用的前提條件，應(yīng)盡量采用高濃度原料(一般總固體濃度>6%)，盡可能利用有限的原料生產(chǎn)出足夠多的沼氣，一般1 m3沼氣發(fā)電2 kW·h。

沼氣凈化要求高。沼氣中含有的硫化氫、水分、含塵量等，如果處理達(dá)不到沼氣發(fā)電機(jī)組的要求，則會(huì)對(duì)其使用壽命、發(fā)電功率等產(chǎn)生較大影響，從而影響收益。

對(duì)沼氣發(fā)電設(shè)備要求高。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)沼氣發(fā)電設(shè)備還存在可靠性差、熱負(fù)荷高、啟動(dòng)困難、維修次數(shù)多等問(wèn)題，國(guó)外沼氣發(fā)電設(shè)備性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)，價(jià)格也較為昂貴，國(guó)內(nèi)大多選擇國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)，對(duì)沼氣發(fā)電的使用積極性、推廣起到了一定的阻礙作用。

發(fā)電成本較高。浙江省沼氣發(fā)電成本在0.38～2.44元·(kW·h)-1(不含沼氣工程折舊)，現(xiàn)農(nóng)村用電價(jià)格為0.6～0.8元·(kW·h)-1，2018年浙江省沼氣發(fā)電上網(wǎng)補(bǔ)貼價(jià)格為0.80～1.1元·(kW·h)-1，如果對(duì)自用的沼氣發(fā)電沒(méi)有相應(yīng)的政策補(bǔ)助，則會(huì)極大影響業(yè)主使用沼氣發(fā)電的積極性。

1.3 沼氣沼液利用并重的“舒蘭模式”

1.3.1 應(yīng)用背景

蕭山舒蘭農(nóng)業(yè)有限公司是一家以綠色生產(chǎn)、保鮮、加工、配送產(chǎn)業(yè)化為特征的農(nóng)業(yè)企業(yè)，年產(chǎn)蔬菜、瓜果數(shù)量大，同時(shí)，也有大量的農(nóng)作物秸稈、尾菜等農(nóng)業(yè)廢棄物，為減少秸稈亂堆亂放、焚燒現(xiàn)象，改善基地生態(tài)環(huán)境，公司建成了沼氣沼液利用并重的“舒蘭模式”。

1.3.2 工藝流程

將農(nóng)作物秸稈、尾菜粉碎成長(zhǎng)度為3～5 cm，利用太陽(yáng)能發(fā)酵房(150 m2)進(jìn)行堆漚，產(chǎn)生的滲濾液與外拉的畜禽糞污一起進(jìn)入勻漿池(25 m3)，攪拌均勻后，進(jìn)入一體化結(jié)構(gòu)厭氧罐(沼氣池300 m3，雙膜貯氣柜120 m3)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，厭氧工藝為CSTR，水力停留時(shí)間為30 d，發(fā)酵溫度保持在25 ℃左右。產(chǎn)生的沼氣凈化后部分用于食堂的炊事用能，部分用于發(fā)電(裝機(jī)容量30 kW)，發(fā)電余熱用于勻漿池和沼氣池的增溫，太陽(yáng)能發(fā)酵房厭氧堆漚產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)加工制成育苗基質(zhì)，產(chǎn)生的沼液用于54 hm2蔬菜基地的肥水噴灌。

1.3.3 技術(shù)特點(diǎn)

以處理秸稈、尾菜為主要目的，為農(nóng)村沼氣工程綜合利用提供了多原料利用的成功模式。

利用太陽(yáng)能發(fā)酵房預(yù)處理秸稈、尾菜，可提高發(fā)酵溫度，縮短發(fā)酵時(shí)間，大大提高效率。

在主體區(qū)域范圍內(nèi)形成了“秸稈、尾菜、畜禽糞污—沼氣工程—沼氣炊事用能發(fā)電—沼液用于蔬菜基地”的農(nóng)業(yè)生態(tài)小循環(huán)。

經(jīng)濟(jì)效益顯著。年可處理農(nóng)作物秸稈910 t、豬糞730 t。年可節(jié)省育苗基質(zhì)的有機(jī)質(zhì)投入18.8萬(wàn)元；沼氣發(fā)電為公司提供電能，發(fā)電余熱用于勻漿池和沼氣池的增溫，年可節(jié)省電費(fèi)5.8萬(wàn)元；沼液施用年可節(jié)省化肥費(fèi)用7.6萬(wàn)元，年可節(jié)支32.2萬(wàn)元，扣除人工、燃油、設(shè)備維護(hù)及折舊等運(yùn)行成本28萬(wàn)元，年總收益約4.2萬(wàn)元。

1.4 利用不同農(nóng)業(yè)廢棄物制備沼氣技術(shù)

1.4.1 應(yīng)用背景

農(nóng)村沼氣工程作為開發(fā)可再生能源應(yīng)用的一個(gè)途徑，一直被各方所重視，但是隨著浙江省“五水共治”、三改一拆、畜牧業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等政策的影響，農(nóng)村沼氣又在走下坡路，原有的農(nóng)村沼氣工程因養(yǎng)殖場(chǎng)搬遷，無(wú)原料供應(yīng)而被大量廢棄，現(xiàn)有的原料結(jié)構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足沼氣工程的日常運(yùn)行。隨著鄉(xiāng)村振興，生態(tài)宜居為農(nóng)村廢棄物的處理提出了更高的要求。浙江省積極探索利用農(nóng)村沼氣工程處理有機(jī)生活(廚余)垃圾、秸稈等，取得了一定成效。

1.4.2 農(nóng)村沼氣工程原料來(lái)源

浙江省農(nóng)村沼氣工程原料來(lái)源原先主要以畜禽糞污作為單一來(lái)源為主，也積極探索過(guò)農(nóng)作物秸稈作為單一來(lái)源進(jìn)行沼氣技術(shù)應(yīng)用，但是農(nóng)作物秸稈由于其成分主要以纖維類為主，結(jié)構(gòu)緊密不易分解，且極易在厭氧池發(fā)生結(jié)殼現(xiàn)象而影響整個(gè)厭氧效果，沼氣工程的干發(fā)酵技術(shù)不過(guò)關(guān)等原因，大多以失敗告終，但是經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，浙江省探索出農(nóng)作物秸稈預(yù)處理后與畜禽糞污進(jìn)行科學(xué)配比后作為混合原料制備沼氣的成功案例，并加以推廣。同時(shí)，隨著農(nóng)村垃圾分類的不斷升級(jí)，農(nóng)村有機(jī)生活(含廚余)垃圾也逐漸成為沼氣工程來(lái)源之一，這幾種原料可以根據(jù)需要作為農(nóng)村沼氣工程的單一原料，也可多種原料同時(shí)混合進(jìn)行使用。

1.4.3 工藝流程

將收集來(lái)的農(nóng)作物秸稈經(jīng)粉碎堆漚等方式預(yù)處理所產(chǎn)生的滲濾液、有機(jī)生活(廚余)垃圾進(jìn)行再次分類，畜禽糞污等按沼氣工程設(shè)計(jì)要求，選擇單一原料或者混合原料進(jìn)入勻漿池?cái)嚢杈鶆?，進(jìn)入酸化池酸化再進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣凈化后可集中供給周邊農(nóng)戶作為生活用能，也可供養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)生活用能或進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的沼液部分回流用于勻漿池和秸稈堆漚，多余沼液進(jìn)入貯肥池，靜置一段時(shí)間后通過(guò)輸送管網(wǎng)、運(yùn)輸車運(yùn)送至田間貯肥池待用，或者直接施用于種植業(yè)上。

1.4.4 應(yīng)用范圍

該技術(shù)適用于農(nóng)村垃圾分類較好、垃圾產(chǎn)量不大的村莊，也適用于農(nóng)作物秸稈、尾菜產(chǎn)生量較大并可進(jìn)行綜合利用的區(qū)域。浙江省主要在杭州、嘉興、紹興等地應(yīng)用。

1.4.5 技術(shù)特點(diǎn)

靈活方便適用面廣。該模式適用于各類村莊，可以根據(jù)垃圾產(chǎn)生量靈活設(shè)置規(guī)模，可因地制宜地根據(jù)秸稈種類與畜禽糞污進(jìn)行科學(xué)配比，滿足發(fā)酵原料碳氮比(C/N)25～30∶1的要求，無(wú)須添加其他物料，實(shí)現(xiàn)低成本的農(nóng)業(yè)廢棄物就近處理利用。

加強(qiáng)原料收集。要確保農(nóng)村沼氣工程原料充足，要做好秸稈、糞便、農(nóng)村有機(jī)生活(含廚余)垃圾等發(fā)酵原料的收集、貯存與運(yùn)輸。

垃圾分類要求高。厭氧裝置只能對(duì)可腐爛的有機(jī)廢棄物進(jìn)行處理，除農(nóng)戶家里需要進(jìn)行垃圾分類外，進(jìn)厭氧裝置前還要進(jìn)行二次分類，人工分揀工作量大，不適用于垃圾產(chǎn)生量大的村莊。

做好秸稈預(yù)處理。秸稈類原料主要由纖維素、木質(zhì)素組成，空間結(jié)構(gòu)致密，直接進(jìn)入沼氣池，難以被微生物降解和利用，且易發(fā)生結(jié)殼現(xiàn)象，因此，沼氣發(fā)酵前必須進(jìn)行預(yù)處理，提高原料的可生物降解性能，促進(jìn)厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣。目前，生物預(yù)處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法[7]。

尚處于試驗(yàn)示范推廣階段。雖然此技術(shù)在浙江省已有成功的案例，但是在秸稈預(yù)處理、垃圾分類、厭氧發(fā)酵工藝、微生物菌種及生物指標(biāo)、沼液回流等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，還不夠成熟，尚未能達(dá)到大規(guī)模推廣的階段，同時(shí)，人類生活垃圾區(qū)別于畜禽糞污、秸稈等，成分較為復(fù)雜，所產(chǎn)沼液成分是否符合資源化利用條件還需要進(jìn)一步的研究。

1.5 規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)沼氣工程循環(huán)利用模式

一般規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)建有與養(yǎng)殖規(guī)模相匹配的農(nóng)村沼氣工程，作為處理畜禽糞污的措施，達(dá)到畜禽糞污無(wú)害化、減量化、資源化處理的目的，在浙江省利用比較常規(guī)。

1.5.1 工藝流程

養(yǎng)殖糞污收集后經(jīng)格柵進(jìn)入集水池(內(nèi)設(shè)有機(jī)械攪拌裝置，促進(jìn)物料的均衡)，經(jīng)酸化池進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵池內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵，沼液自流進(jìn)入沼液貯存池，用肥時(shí)通過(guò)沼液輸送管道、運(yùn)輸車、田間貯肥池等方式施用于養(yǎng)殖場(chǎng)自有或者周邊農(nóng)田進(jìn)行種植業(yè)利用。產(chǎn)生的沼氣經(jīng)氣水分離器、脫硫塔等凈化后貯存于貯氣柜中，用于養(yǎng)殖場(chǎng)自身的用能需要。

1.5.2 地域分布及應(yīng)用范圍

該模式適用于對(duì)能源需求不大，周邊有一定土地，可完全消納全部沼液的中小型養(yǎng)殖場(chǎng)，是浙江省應(yīng)用較為廣泛的一種利用模式。

1.5.3 模式特點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)小循環(huán)，減少養(yǎng)殖場(chǎng)污染物外排現(xiàn)象，避免二次污染，示范性強(qiáng)。要做好用肥淡季及雨季沼液的管理，避免造成環(huán)境污染。農(nóng)村沼氣工程管理要求低，運(yùn)行成本費(fèi)用較低。一般養(yǎng)殖場(chǎng)業(yè)主可兼職管理沼氣工程的運(yùn)行管理，減少人工成本支出，一般只有照明、污水泵的用電，運(yùn)行成本較低。

2 存在問(wèn)題

農(nóng)村沼氣綜合利用技術(shù)典型模式涉及農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物處理利用、農(nóng)村用能結(jié)構(gòu)改善、鄉(xiāng)村振興等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)村生活的方方面面。這些模式的推廣應(yīng)用可有效處理畜禽糞污、農(nóng)作物秸稈、生活垃圾等農(nóng)業(yè)農(nóng)村有機(jī)廢棄物，節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，促進(jìn)現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)與環(huán)境建設(shè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)同共進(jìn)。但在推廣過(guò)程中尚存在一些亟須解決的問(wèn)題。

2.1 基礎(chǔ)研究力度不夠

隨著浙江省畜禽養(yǎng)殖量的下降，原有農(nóng)村沼氣工程因原料缺乏而被大量廢棄，開展以生活垃圾、餐廚垃圾、秸稈等為發(fā)酵原料的沼氣技術(shù)、微生物菌種等方面的研究，可有效解決農(nóng)村沼氣工程原料問(wèn)題，拓寬沼氣工程技術(shù)的應(yīng)用范圍。UASB、CSTR、ABR等厭氧工藝在運(yùn)行過(guò)程中仍存在處置效率、產(chǎn)氣率、出水濃度不穩(wěn)定等問(wèn)題。對(duì)沼液組分成分，沼液長(zhǎng)期施用后對(duì)土壤理化性狀的影響、土壤改良、農(nóng)產(chǎn)品增量提質(zhì)等的研究，還處于初步階段，不系統(tǒng)、不全面，無(wú)相應(yīng)的沼液施用與生態(tài)消納技術(shù)，沼液實(shí)際施用較為盲目，不利于沼液施用的可持續(xù)推進(jìn)。沼氣的有效利用研究還較低，存在部分沼氣隨意排空不利用的現(xiàn)象，給環(huán)境和安全都帶來(lái)了相當(dāng)?shù)碾[患。

2.2 政策扶持力度不持續(xù)不平衡

2017年，對(duì)浙江省各市、縣(市、區(qū))的農(nóng)村沼氣建設(shè)、后續(xù)服務(wù)、“三沼”(沼液、沼氣、沼渣)綜合利用方面的相關(guān)政策進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，浙江省有30多個(gè)縣出臺(tái)過(guò)與農(nóng)村沼氣相關(guān)的補(bǔ)助政策，占全省總縣數(shù)的1/3左右。出臺(tái)的政策主要集中在沼氣工程建設(shè)，而后續(xù)管理維護(hù)、終端產(chǎn)品補(bǔ)貼及廢棄沼氣工程安全拆除等出臺(tái)較少。大多政策都存在被取消的可能，持續(xù)性不高。

2.3 農(nóng)村沼氣工程運(yùn)維管理制度化自動(dòng)化程度不高

農(nóng)村沼氣工程是集生物、環(huán)保、建筑、能源、化工等多學(xué)科應(yīng)用交叉的技術(shù)，管理要求相對(duì)較高，應(yīng)通過(guò)制定相應(yīng)的安全生產(chǎn)運(yùn)維制度加強(qiáng)管理。但由于一些部門、業(yè)主存在“重建不重管”的思想，制度建立不夠完善，存在相關(guān)部門監(jiān)管和技術(shù)扶持力度不夠，農(nóng)村沼氣主體責(zé)任不到位的現(xiàn)象；同時(shí)，國(guó)產(chǎn)沼氣工程設(shè)備制造水平低，且質(zhì)量參差不齊，沼氣凈化、利用技術(shù)自動(dòng)化程度不高，從而出現(xiàn)部分農(nóng)村沼氣工程存在無(wú)人或者偶爾看管，綜合效益不明顯的情況，造成資源的極大浪費(fèi)，產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

3 建議

3.1 加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)

在全面調(diào)查全省農(nóng)村沼氣發(fā)展現(xiàn)狀、沼氣沼液綜合利用現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)農(nóng)村有機(jī)廢棄物資源量等，并全面評(píng)價(jià)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合浙江省綠色農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、可再生能源利用等，按照“政府支持、企業(yè)主體、市場(chǎng)引領(lǐng)、因地制宜”的原則，科學(xué)編制浙江省農(nóng)村沼氣中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，提出浙江省農(nóng)村沼氣發(fā)展目標(biāo)、任務(wù)、重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域、沼氣沼液綜合利用方向、保障措施等內(nèi)容，加強(qiáng)與其他規(guī)劃銜接。同時(shí)，引導(dǎo)農(nóng)村沼氣發(fā)展重點(diǎn)區(qū)域編制發(fā)展規(guī)劃，通過(guò)規(guī)劃科學(xué)有序推進(jìn)浙江省農(nóng)村沼氣發(fā)展、沼氣沼液綜合利用工作。

3.2 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究及技術(shù)研發(fā)

堅(jiān)持科研與推廣相結(jié)合，加快引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的沼氣工程工藝和配套設(shè)備，加大沼氣工程技術(shù)集成研究與推廣。

加大沼液組分調(diào)查，沼液施用后對(duì)土壤理化性狀的影響、土壤改良、農(nóng)產(chǎn)品增量提質(zhì)等的基礎(chǔ)性研究，為后續(xù)出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

加強(qiáng)沼液濃縮技術(shù)、高附加值新型沼液營(yíng)養(yǎng)液的開發(fā)與研究，拓寬沼液的利用途徑，解決沼液直接肥用存在的沼液養(yǎng)分含量不穩(wěn)定、施肥技術(shù)不易掌握等問(wèn)題。

3.3 以政策、技術(shù)、資金等方面切實(shí)保障和促進(jìn)沼氣沼液作為商品進(jìn)入市場(chǎng)

通過(guò)制定浙江省沼液質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、主要農(nóng)作物施用與生態(tài)消納技術(shù)規(guī)范，可有效推進(jìn)沼液科學(xué)施用體系的建設(shè)，指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)合理施用沼液，推進(jìn)沼液商品化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)全省沼液的高效、安全利用。加大財(cái)政支持，完善“三沼”綜合利用補(bǔ)貼政策，并保證政策的連續(xù)性與穩(wěn)定性，從而形成政府扶持、企業(yè)主導(dǎo)、市場(chǎng)化運(yùn)行的長(zhǎng)效機(jī)制。

3.4 加強(qiáng)科學(xué)、安全運(yùn)維管理制度和技術(shù)的研究與推廣

規(guī)范的管理和健全的服務(wù)制度是農(nóng)村沼氣工程安全生產(chǎn)運(yùn)維的有效保障。完善省、市、縣三級(jí)農(nóng)村能源管理部門的安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)，提升服務(wù)水平。建立“一池一策”的農(nóng)村沼氣工程安全生產(chǎn)制度，提高農(nóng)村沼氣工程日常運(yùn)維、安全使用和綜合利用水平。建立一批有資質(zhì)的、技術(shù)過(guò)關(guān)的農(nóng)村沼氣后續(xù)服務(wù)隊(duì)伍，為農(nóng)村沼氣的運(yùn)行維護(hù)提供服務(wù)。及時(shí)總結(jié)、引進(jìn)先進(jìn)的農(nóng)村沼氣安全運(yùn)維模式，并加以推廣。