集中型沼气工程建设运行现状调查分析
2015/12/28 13:36:12 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
养殖场大中型沼气工程作为农村生物质能源高效利用的一种方式，通过厌氧发酵，不仅有效去除了有害物质，而且产生了清洁能源沼气，真正实现了变废为宝，对于构建生态循环农业、改善生态环境、解决农村用能和养殖业污染问题有重要意义。自2004年起，我国大力提倡大中型沼气工程建设，到2010年底，据统计，已有大中小型沼气工程73017万处，其中大型沼气工程4963处、中型沼气工程22795处、小型沼气工程45259处；己有生活污水处理沼气工程19.16万处、农村户用沼气池3850万户，有近4000万户1.5亿人受益。
重庆市的大中型沼气工程建设起步较晚，2009年重庆市人民政府提出了集中型沼气新技术工程实施的意见，要求加快发展建设集中型沼气工程。集中型沼气新技术工程是应用新技术、新工艺，集中处理畜禽粪便、作物秸秆和生活垃圾等有机废弃物，实现高效规模产气和沼液生态化利用的沼气工程。到目前已建成运行的大中型沼气工程有789处，启动并建设了集中型沼气科技示范工程20多处，起到了良好的示范带动作用。实施集中型沼气新技术工程，引导和促进了重庆市规模化沼气技术的推广和应用，是实现资源综合利用和建设循环经济的重要环节，是控制农村面源污染和建设社会主义新农村的现实要求，是保护库区生态环境和建设长江上游生态文明示范区的重要举措。
然而，在集中型沼气工程得到飞速发展的同时，尚缺乏对已建沼气工程的跟踪研究。为进一步探索集中型沼气工程运行管理中存在的问题，笔者对重庆市建设的23个集中型沼气示范工程进行了详细调研，旨在考察沼气工程的建设规模、工艺类型、三沼(沼气、沼液、沼渣)的利用方式和沼气工程的运行状况，总结分析集中型沼气工程发展中存在的问题，为重庆市集中型沼气工程建设与运行提供参考。
1 调查方法
1.1 调查方式
采用现场调研及发放问卷调查表的方法进行调查。
1.2 调查地点
从2014年2—6月，分别对重庆市建设的23个集中型沼气示范工程进行调研，其中2个位于主城区、6个位于近郊片区、10个位于渝东片区、5个位于渝西片区。
1.3 调查内容
包括沼气工程建设情况、工艺模式、设施设备配套、沼液沼渣的处置方式、运行状况等。
1.1 调查方式
采用现场调研及发放问卷调查表的方法进行调查。
1.2 调查地点
从2014年2—6月，分别对重庆市建设的23个集中型沼气示范工程进行调研，其中2个位于主城区、6个位于近郊片区、10个位于渝东片区、5个位于渝西片区。
1.3 调查内容
包括沼气工程建设情况、工艺模式、设施设备配套、沼液沼渣的处置方式、运行状况等。
2 结果分析
2.1 建设规模
所调查的规模化养殖场沼气工程中，养猪场11个、奶牛场8个、养鸡场1个、养兔场1个、餐厨垃圾处理1个、园林废弃物处理1个；且工程均由具有专业资质的单位设计和施工建设，施工规范；建设规模主要以中型规模为主，1000 m3及以下的沼气工程有14家，占总调查数的61%。
2.2 工艺类型
所调研的沼气工程工艺类型主要有完全混合式厌氧反应器(CSTR)、升流式厌氧固体反应器(USR)、复合式厌氧流化床反应器(UBF)）、两步发酵工艺(包括CSTR+UASB、CSTR+USR等工艺组合)；发酵温度均为中温，发酵浓度为6%~8%。其中，以带有机械搅拌CSTR工艺为主，占70%，这种工艺适宜高悬浮物浓度有机物料的厌氧发酵，适用于畜禽粪便的厌氧发酵
。有16个沼气工程采用产气贮气一体化发酵罐体，将厌氧罐与沼气贮气柜合二为一，在厌氧罐上方安装有双层柔性贮气膜，用于贮存沼气，通过调整内外膜之间夹层的空气压力，以保护外膜并维持贮气柜的形态和结构，该发酵罐体是目前德国规模化沼气工程的主流池型。其优点是减少了分体式气柜，造价低、用地省、工期短；其缺点是低压贮气，一旦贮气膜里沼气没有及时利用而造成贮气压力过大时，会自动释放沼气，造成沼气空排。
2.1 建设规模
所调查的规模化养殖场沼气工程中，养猪场11个、奶牛场8个、养鸡场1个、养兔场1个、餐厨垃圾处理1个、园林废弃物处理1个；且工程均由具有专业资质的单位设计和施工建设，施工规范；建设规模主要以中型规模为主，1000 m3及以下的沼气工程有14家，占总调查数的61%。
2.2 工艺类型
所调研的沼气工程工艺类型主要有完全混合式厌氧反应器(CSTR)、升流式厌氧固体反应器(USR)、复合式厌氧流化床反应器(UBF)）、两步发酵工艺(包括CSTR+UASB、CSTR+USR等工艺组合)；发酵温度均为中温，发酵浓度为6%~8%。其中，以带有机械搅拌CSTR工艺为主，占70%，这种工艺适宜高悬浮物浓度有机物料的厌氧发酵，适用于畜禽粪便的厌氧发酵
。有16个沼气工程采用产气贮气一体化发酵罐体，将厌氧罐与沼气贮气柜合二为一，在厌氧罐上方安装有双层柔性贮气膜，用于贮存沼气，通过调整内外膜之间夹层的空气压力，以保护外膜并维持贮气柜的形态和结构，该发酵罐体是目前德国规模化沼气工程的主流池型。其优点是减少了分体式气柜，造价低、用地省、工期短；其缺点是低压贮气，一旦贮气膜里沼气没有及时利用而造成贮气压力过大时，会自动释放沼气，造成沼气空排。
2.3 设施设备配套
所调研的23个沼气工程中，发酵设施均采用地上式的厌氧发酵罐，主要为拼装罐(有搪瓷、电泳等材料)，占57%，少部分采用利浦罐和钢结构罐体。多数配置有沼气锅炉、发电机、集中供气管网、固液分离机、沼液储存池、沼气净化装置等设施设备，少数配置有沼气工程自动监控系统。虽然配置有集中供气管网，但实际向周边农户供气的为数不多。
所调研的23个沼气工程中，发酵设施均采用地上式的厌氧发酵罐，主要为拼装罐(有搪瓷、电泳等材料)，占57%，少部分采用利浦罐和钢结构罐体。多数配置有沼气锅炉、发电机、集中供气管网、固液分离机、沼液储存池、沼气净化装置等设施设备，少数配置有沼气工程自动监控系统。虽然配置有集中供气管网，但实际向周边农户供气的为数不多。
2.4 实际运行状况
在调研的23个集中型沼气工程中，运行良好的仅有3个，达到基本正常运行的有6个，运行较少即平常不进料、偶尔进料的有8个，未运行的有3个，搬迁拆除的有3个。可见，建成的集中型沼气工程中基本能够正常运行的仅有9个，不足50%，而且多数未真正实现冬季中温发酵，产气率较低，未达到设计规模，运行管护现状令人堪忧。
在调研的23个集中型沼气工程中，运行良好的仅有3个，达到基本正常运行的有6个，运行较少即平常不进料、偶尔进料的有8个，未运行的有3个，搬迁拆除的有3个。可见，建成的集中型沼气工程中基本能够正常运行的仅有9个，不足50%，而且多数未真正实现冬季中温发酵，产气率较低，未达到设计规模，运行管护现状令人堪忧。
2.5 “三沼”的综合利用方式
沼气工程规模以大中型为主，且有2个规模超过了3000 m3，但由于上网发电困难，国家也无相应鼓励政策，沼气用途单一，所产沼气均用于养殖场自身的生产生活，向周边农户供气也比较少，大量多余的沼气被白白浪费，实际利用率不高。调查可知，农田回用是沼气工程沼液、沼渣普遍采用的利用方式，而养殖场自有的农田面积普遍不够，沼液的消纳利用存在
很大的问题。由于重庆地势以山地为主，养殖场周边没有足够的土地消纳沼液，沼气工程都是根据周边土地情况将较少的一部分固体粪便和冲洗污水进行厌氧发酵处理生产沼气，更多的是将固体粪便有氧堆肥生产有机肥。
沼气工程规模以大中型为主，且有2个规模超过了3000 m3，但由于上网发电困难，国家也无相应鼓励政策，沼气用途单一，所产沼气均用于养殖场自身的生产生活，向周边农户供气也比较少，大量多余的沼气被白白浪费，实际利用率不高。调查可知，农田回用是沼气工程沼液、沼渣普遍采用的利用方式，而养殖场自有的农田面积普遍不够，沼液的消纳利用存在
很大的问题。由于重庆地势以山地为主，养殖场周边没有足够的土地消纳沼液，沼气工程都是根据周边土地情况将较少的一部分固体粪便和冲洗污水进行厌氧发酵处理生产沼气，更多的是将固体粪便有氧堆肥生产有机肥。
3 结论与建议
3.1 结论
在沼气工程新技术模式、新设备等方面，集中型沼气工程的建设起到了良好的示范作用，对促进重庆市沼气工程的发展具有一定的推动作用。所调查的23个集中型沼气工程设计施工规范，变革了传统的地下式沼气工程模式，均采用地上式的厌氧发酵罐体和目前国内主流工艺模式，设施设备配套较为齐全。但多数工程实际运行状况不理想，运行效率及管理水平较
低，冬季容积产气率低；沼气利用途径单一，利用率低，沼气工程更多的是充当污水处理站的角色，没有充分体现出沼气工程解决农村能源问题的重要性；沼液沼渣综合利用配套不足，处理或利用能力低。大多数沼气工程发酵原料未能充分发酵，沼液COD负荷仍然较高，沼液处理利用难度大。
3.1 结论
在沼气工程新技术模式、新设备等方面，集中型沼气工程的建设起到了良好的示范作用，对促进重庆市沼气工程的发展具有一定的推动作用。所调查的23个集中型沼气工程设计施工规范，变革了传统的地下式沼气工程模式，均采用地上式的厌氧发酵罐体和目前国内主流工艺模式，设施设备配套较为齐全。但多数工程实际运行状况不理想，运行效率及管理水平较
低，冬季容积产气率低；沼气利用途径单一，利用率低，沼气工程更多的是充当污水处理站的角色，没有充分体现出沼气工程解决农村能源问题的重要性；沼液沼渣综合利用配套不足，处理或利用能力低。大多数沼气工程发酵原料未能充分发酵，沼液COD负荷仍然较高，沼液处理利用难度大。
3.2 建议
（1）提高发电余热利用效率或充分利用沼气锅炉，以保证冬季中温发酵及正常产气，配备沼气燃烧火炬，防止多余沼气的空排。
（2）如养殖场周边有足够的消纳土地，鼓励沼液就地消纳利用，如灌溉农田、果园、林地等。并重视沼液作为有机肥施用于农田的生态安全性，减少含有大量有害微生物对农田土壤及牧场环境的微生物污染，在农田使用沼液时应进行消毒处理，或是采取相关措施来提高厌氧消化液的消毒效果，并采取有效的监督管理机制。
（1）提高发电余热利用效率或充分利用沼气锅炉，以保证冬季中温发酵及正常产气，配备沼气燃烧火炬，防止多余沼气的空排。
（2）如养殖场周边有足够的消纳土地，鼓励沼液就地消纳利用，如灌溉农田、果园、林地等。并重视沼液作为有机肥施用于农田的生态安全性，减少含有大量有害微生物对农田土壤及牧场环境的微生物污染，在农田使用沼液时应进行消毒处理，或是采取相关措施来提高厌氧消化液的消毒效果，并采取有效的监督管理机制。
（3）如养殖场周边没有足够的消纳土地，则沼气工程应配套建设沼液深度处理设施，如多级氧化塘、曝气池等，减少沼液的无序排放对环境的二次污染。
（4）重视沼气工程的运行管理工作，建立沼气工程建设项目后评价机制，完善运行管理机制，加强沼气工程的运行监督，保证沼气工程常年正常运行。
（5）建立完善沼液沼渣商品化产业链，鼓励沼气发电，拓宽沼气利用途径，把沼气工程放在解决能源问题的重要位置。---------------本文由干式气柜公司整理发布，如需转载，请注明！
（4）重视沼气工程的运行管理工作，建立沼气工程建设项目后评价机制，完善运行管理机制，加强沼气工程的运行监督，保证沼气工程常年正常运行。
（5）建立完善沼液沼渣商品化产业链，鼓励沼气发电，拓宽沼气利用途径，把沼气工程放在解决能源问题的重要位置。---------------本文由干式气柜公司整理发布，如需转载，请注明！
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