一種解決禽畜糞便的循環(huán)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)

徐列 毛盾 蔡玉新 程軍 曾令東 尚衛(wèi)東

摘 ? 要：近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具有高度的重視，也使養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模逐漸地?cái)U(kuò)大，畜禽糞便產(chǎn)生量急劇增多，大量的畜禽糞便隨意處置既污染了環(huán)境，又對(duì)農(nóng)村、養(yǎng)殖地周圍居民的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，已成為社會(huì)的一大公害。合理處置畜禽糞便、保護(hù)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)成為我國(guó)和世界各城市所共同面臨的重大環(huán)境問題。

關(guān)鍵詞：禽畜糞便 ?循環(huán)厭氧發(fā)酵系統(tǒng) ?社會(huì)需求 ?經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：X713 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（a）-0076-02

1 ?發(fā)展背景

1.1 社會(huì)發(fā)展需求

長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)尚未建立完全統(tǒng)一的畜禽糞便處理設(shè)施，也未能對(duì)其進(jìn)行有效利用。由于畜禽糞便的高效處理和資源回收需要較大的資金投入和較強(qiáng)的技術(shù)支撐，目前國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)集中養(yǎng)殖點(diǎn)對(duì)畜禽糞便進(jìn)行了簡(jiǎn)單低效的沼氣發(fā)酵處理，多數(shù)集中養(yǎng)殖點(diǎn)的畜禽糞便僅進(jìn)行了簡(jiǎn)單地集中堆放，嚴(yán)重污染了周邊生態(tài)環(huán)境，不僅浪費(fèi)了畜禽糞便中含有的可利用有機(jī)物，也大大影響了人民生活和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，必須統(tǒng)籌建立區(qū)域集中的畜禽糞便處理設(shè)施并回收其中的能源和資源。糞便不經(jīng)任何處理露天堆放，天長(zhǎng)日久會(huì)自然發(fā)酵釋放出大量有害氣體，污染空氣;成為細(xì)菌繁殖和傳播疾病的傳染源，直接影響到河流水質(zhì)及周圍農(nóng)村的正常生產(chǎn)生活，引發(fā)的環(huán)境問題日益突出和明顯。

1.2 公共衛(wèi)生安全的需要

近年來由于人畜共患病，如瘋牛病、禽流感、SARS的猖獗傳播，促使人們充分意識(shí)到畜禽糞便污水治理的重要性和必要性。而厭氧消化（沼氣）技術(shù)則是防治人畜共患病的重要手段和措施之一，如：四川發(fā)生豬鏈球菌傳染病時(shí)，建設(shè)沼氣池的豬場(chǎng)大部分都沒有發(fā)生豬鏈球菌傳染病;而糞污均未經(jīng)過沼氣發(fā)酵處理的豬場(chǎng)，有很多都發(fā)生了豬鏈球菌病傳染現(xiàn)象。

1.3 畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；l(fā)展的需要

規(guī)?；B(yǎng)殖可促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入，是畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)力進(jìn)一步發(fā)展的客觀要求，有利于加速畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)的專業(yè)化、商品化、現(xiàn)代化進(jìn)程，是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下的必然趨勢(shì)。規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)則采用先進(jìn)的養(yǎng)殖和管理技術(shù)，能大大提高畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)效率和飼料轉(zhuǎn)換率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，從而增加經(jīng)濟(jì)效益。但是，集約化的飼養(yǎng)方式也造成了畜禽糞、尿過度集中和沖洗水的大量增加，如果不對(duì)其進(jìn)行妥善處理，就會(huì)給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。

1.4 農(nóng)村環(huán)境保護(hù)和生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的需要

黨的十八大首次提出了生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)，生態(tài)農(nóng)業(yè)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容之一。根據(jù)《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》要求，“提高農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作水平”是完善環(huán)境保護(hù)基本公共服務(wù)體系的重要內(nèi)容之一，主要措施包括：提高農(nóng)村生活污水和垃圾處理水平;提高農(nóng)村種植、養(yǎng)殖業(yè)污染防治水平，推動(dòng)生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展;實(shí)行農(nóng)村環(huán)境綜合整治目標(biāo)責(zé)任制，實(shí)施農(nóng)村清潔工程等。

通過厭氧消化工藝治理農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的糞便污染，所產(chǎn)生的沼氣可發(fā)電提供清潔電能，所產(chǎn)生的沼液用作液態(tài)有機(jī)肥，所產(chǎn)生的沼渣經(jīng)堆肥后制成固態(tài)有機(jī)肥，可推動(dòng)有機(jī)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。有機(jī)廢棄物資源化處置既是養(yǎng)殖業(yè)污染防治的重要措施，同時(shí)也將推動(dòng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展，符合國(guó)家生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)文明建設(shè)政策。

1.5 國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要

人類正面臨著發(fā)展與環(huán)境的雙重壓力。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以能源為重要?jiǎng)恿?，?jīng)濟(jì)越發(fā)展，能源消耗越多。尤其是化石能源消費(fèi)的大量增加，人類將面臨兩個(gè)突出問題：一是帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，二是地球上現(xiàn)存的化石能源即將枯竭。世界上許多國(guó)家尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家早已意識(shí)到發(fā)展清潔可再生能源的重要性，紛紛從法律和政策層面對(duì)可再生能源的發(fā)展給予引導(dǎo)和支持。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，能源的消費(fèi)日益加大，國(guó)家開始高度重視可再生能源的發(fā)展，制定了相關(guān)的法規(guī)與政策，給有機(jī)廢棄物資源化處置工程帶來了巨大的機(jī)遇。

2 ?厭氧發(fā)酵系統(tǒng)原理

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

采用先進(jìn)的厭氧發(fā)酵處理工藝，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，使有機(jī)廢棄物變廢為寶，產(chǎn)生新的燃?xì)饽茉春陀袡C(jī)肥，進(jìn)而使有機(jī)廢棄物得到充分的綜合利用。有機(jī)廢棄物的發(fā)酵處理也符合國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，有機(jī)廢棄物資源化處置工程建成后將進(jìn)一步帶動(dòng)項(xiàng)目地周邊環(huán)境治理，減少向環(huán)境的總碳排放量，對(duì)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，具有十分重要的意義。

2.2 系統(tǒng)原理

通過對(duì)中溫厭氧發(fā)酵環(huán)境的溫度、pH值、微生物等的精確控制，使其發(fā)酵出最多的天然氣，同時(shí)使得生成的沼液循環(huán)利用，加工成有機(jī)化肥。運(yùn)行原理詳見圖1所示。

說明：外部收集而來的糞便通過糞便入口倒入混合池中，通過控制沼液池回流管中回流來的沼液，使其充分融合，調(diào)配混合池中的糞便達(dá)到最佳發(fā)酵濃度條件;混合池中的糞便抽入中溫厭氧發(fā)酵罐中，厭氧罐中能調(diào)配糞便溶液的發(fā)酵壓強(qiáng)及pH值;發(fā)酵生成的天然氣通過沼氣泵抽入沼氣提純裝置中，沼氣提純裝置通過脫硫、脫水、計(jì)量等技術(shù)，生產(chǎn)成純正天然氣，直接并入市政管網(wǎng)，同時(shí)，循環(huán)保持了厭氧罐內(nèi)的溫度;發(fā)酵完一段時(shí)間后，將中溫厭氧罐內(nèi)的沼渣通過脫水器脫水后直接生成有機(jī)化肥，而厭氧罐中的沼液抽入沼液池中，沼液可以直接用于農(nóng)田灌溉，同時(shí)也可以二次利用回流入混合池中調(diào)配糞便濃度。

3 ?經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

厭氧發(fā)酵所需的原材料為養(yǎng)殖基地所排放的有機(jī)廢棄物，成本可忽略不計(jì)，通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生出的天然氣，純度高，可直接并入市政管網(wǎng)，供不應(yīng)求;加工出的農(nóng)用化肥，可直接用于市場(chǎng)銷售，剩余的沼液，可直接灌溉周圍農(nóng)田。只需投資生產(chǎn)設(shè)備及制造成本，幾年就能回本增效。

集中養(yǎng)殖在給當(dāng)?shù)貛Ы?jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，由畜禽糞的隨意堆放和外排給當(dāng)?shù)貛淼氖俏：Νh(huán)境的社會(huì)問題。對(duì)周邊的畜禽糞便進(jìn)行集中收運(yùn)處理處置，能有效減少疫病傳染，從而提高健康水平，減少公共衛(wèi)生的事件的發(fā)生。通過工程建設(shè)對(duì)其他規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)具有積極的示范作用，對(duì)于促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、改善投資環(huán)境，吸引外資都具有及其重要的意義。因此，本環(huán)境保護(hù)工程的實(shí)施建成，將改變養(yǎng)殖基地周邊環(huán)境面貌，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)穩(wěn)定、生活便利創(chuàng)造了良好的條件，其產(chǎn)生的社會(huì)效益是無法用貨幣來量化的。

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