畜禽粪便沼气潜力概算及沼气工程发展现状调查—以南平市为例
客服热线 400-600-6619
NEWS技术动态
您的位置:首页  >  技术动态
返回列表

畜禽粪便沼气潜力概算及沼气工程发展现状调查—以南平市为例

来源: http://www.huiguo.net.cn/    发表日期:2015-07-15    浏览:2350

关键词:

农村沼气是循环农业、生态农业建设的重要内容,也是形成清洁、经济的农村能源体系的重要环节。解决粪便污水治理、实现农业生产系统物料循环的一条最佳途径就是利用沼气发酵治理畜禽粪便污水。从2009年起,国家进一步鼓励发展大中型沼气工程,中央补助项目总投资的25%(苏区45%),地方政府投资不得低于项目总投资的一定比例。因此,农村沼气工程要获得更快发展,就要充分发挥沼气的多用途特点和沼气、沼渣、沼液综合效益的功能。针对大中型养猪场,建设规模化沼气池,可以实现环境治理和能源利用并举,对开发可再生能源及发展农业循环经济都具有重要意义。

1 南平市畜禽粪便沼气发展潜力调查

1.1 畜禽沼气资源量概算

南平市畜禽粪便沼气发展潜力主要是指全市猪、牛、鸡粪便产沼气资源量。根据2014年南平市 农业局对全市畜禽养殖业污染源普查数据汇总,计算得出全市畜禽粪便沼气发展潜力。

1.1.1 畜禽粪便资源量

南平市畜禽养殖以猪、牛、鸡为主,根据畜牧部门统计,截至2013年12月,生猪存栏量为266.50万头,牛存栏量为5.78万头,养鸡数为4184.46万羽。根据报道: 1)体重90kg的猪,平均每天每头排泄粪2.2kg (含TS20%),尿2.9 kg (含TS0.4%); 2)体重600kg的牛,平均每天每头排泄粪25kg(含TS20%),尿25kg(含TS0.6%) ;3)体重1.5kg的鸡,平均每天每只排泄粪0.1kg(含TS 18%)。2013年猪、牛、鸡粪便年排放量干物质TS含量分别为43.93万t, 10.87万t和27.5万t。

1.1.2 产沼气潜力

根据报道,猪、牛和鸡粪便资源产沼气产气参数分别为 250m3 • t-1TS, 180m3 • t-1TS 和 290 m3 • t-lTS。根据测算结果,2013年猪、牛和鸡粪便资源可产沼气资源分别为1.10亿m3,0.20亿m3和0.80亿m3。

1.1.3 沼气资源分布特征

2005年〜2013年,南平市猪粪产沼气潜力保持稳定,牛粪产沼气潜力逐年下降,鸡粪产沼气潜力逐年上升,如图1。

南平市沼气资源以猪粪为主。2013年猪、牛、鸡粪便在全市沼气资源总量中所占份额如图2:

由图2可以看出,猪粪沼气潜力占全市畜禽粪便沼气资源总量一半以上。从图3中可以看出, 2005〜2013年,南平市猪粪沼气潜力占全市畜禽粪便沼气资源总量的比重一直保持在一半以上。南平市粪便沼气资源以猪粪为主。

2 南平市规模养殖场沼气工程发展现状

鉴于大中型畜禽养殖业迅速发展,导致大江大河库区污染日益严重,2001年省政府决定限期治理水口库区沿岸1000m以内畜禽养殖污水,制定优惠政策,采取有力措施,畜禽养殖场沼气工程获得迅速发展。到2013年底,全市累计建成养殖场沼气工程约596处,本次调查主要选择南平市延平区、建阳区、建瓯市、邵武市、武夷山市、顺昌县等县市规模化养猪场,依据随机抽样的原则,共调查169家规模化养猪场,其中大型沼气工程83处、中型沼气工程49处、小型沼气工程37处,合计容积约21.1万m3,年产沼气约2731万m3,处理约683万t畜禽养殖业粪水。迈入21世纪之后,在环境治理和能源需求的推动下,农村沼气加快发展。据现场调查,南平市延平区洋坑村、姜口村和建瓯市山边村等地利用沼气发展农村集中供气示范工程,取得很大成功,普遍受到村民称赞和欢迎,全部省去砍薪柴的劳力,大大改善家庭卫生面貌。

3 南平市沼气工程工艺技术发展情况

目前应用较多的厌氧消化沼气池工程主要有塞流式(推流式)、升流式厌氧反应器(UASB),升流式厌氧复合床(UBF)厌氧过滤器(AF)和升流式厌氧污泥床(UASR)等。厌氧工艺在2000年之前建设的,以小池放大或小池串联,隧道式等为主,已部分报废。目前,全市大部分沼气工程发酵工艺采用常温(10°C〜25°C)、半连续发酵工艺。池型大多数采用水压式地下池。大中型畜牧场污水治理新工艺、新设备,如低温发酵技术与工艺、干发酵技术、高浓度发酵技术,建池新材料、沼气装置标准化生产和商品化等有待进一步研究和发展。沼气的工业化应用,包括沼气集中供气、沼气发电等还处在示范阶段。据调查,南平市开发和应用的沼气工程工艺技术主要有以下几种:

3.1 斜流式隧道厌氧污泥滤床(IATS)

2003年,南平市某环保机械科技有限公司技术人员通过改造和吸收了ABR和AF工艺技术,形成隧道式沼气池。IAST在常温下池容产气率可达1.0m3 • m d,能承受较大负荷冲击,施工简便,管理方便,运行稳定。

3.2 推流式厌氧滤床工艺(PAFR)

从90年代开始推广推流式厌氧滤床工艺 (PAFR),是南平市应用比较广泛的地埋式沼气工程工艺。该工艺沼气池能承受较大负荷冲击,施工简便管理方便,运行稳定,但有比较特殊的地势要求。

3.3 红泥塑料厌氧发酵池

福州某环保技术有限公司于2003年从台湾引进红泥塑料厌氧发酵技术,并通过对其关键技术进 行改进,形成了一系列标准化应用技术,开始在福建省及南平市推广应用。红泥沼气材料覆皮质轻,运输、施工方便,运行管理简单,气收集更为容易,且在需要时池体易于改造,尤其在旧沼气池的改造中非常方便,且不会破坏池体的结构。但红泥塑料冬季保温性能差,产气率不够稳定。

3.4 上流序批式沼气池

福建省农科院农业工程技术研究所近几年开始升温(保温)厌氧发酵的研究,以玻璃钢作为密封和保温材料,修建的沼气池已初步取得成效。该保温沼气池主要特点在于保证了闽西北地区冬季气温较冷情况下的产气,从而达到有效杀死病菌和虫卵的目的,同时满足猪场日常用能以及附近农户的家庭用能,保证了猪场粪便污水的“减量化、无害化和资源化”有利于节能减排的实施以及社会主义新农村建设,保证了猪场可持续发展。投资运行成本相对比较高。

3.5 黑膜沼气池

黑膜沼气池是近年开始应用的一种新型沼气池,是在开挖好的土方基础上,采用优质材料,由底膜和顶膜密封形成的一种厌氧反应器,具有单位造价成本低廉的优势。黑膜沼气池具有优异的化学稳定性,耐高低温、耐酸碱等,具有优良的抗老化、抗紫外线、抗分解能力,可裸露使用,广泛用于污水处理、垃圾填埋场等。但占地面积较大,并注意不能人为及台风等自然灾害破损漏气。

4 规模养殖场大中型沼气工程沼气使用情况

采用典型抽样方法调查南平市所属包括延平区、建阳市、建瓯市等县市在内的全部10个县市。 通过实地考查的方法,调查了107家存栏量在500 ~50000头之间的规模化猪场,平均存栏量为4127头。其沼气池容积为60 ~ 23300m3之间,平均沼气池池容为2058.8m3。沼气池规模以中等规模为主,池型以推流式沼气池为主,同时建有UASB、AF、 UBF等高效沼气池。目前,企业主建池主要以环保为目的。基本上大部分沼气工程沼气、沼肥都有得到综合利用,但是都不能做到充分利用,除部分沼气工程建设有沼气集中供气及沼气发电外,大部分都仅限于企业职工自用,并有少数猪场沼气过剩直接排放导致严重污染,应引起重视。一些企业配置相应容量双燃料(沼气为主的少量柴油)发电机组发电,技术基本成熟,替代电网供电,用来加工饲料等 生产用电。它是充分利用沼气最现实、最便捷的途径,也是增加经济效益最好办法。各县市调查详细情况见表1:


5 服务业与相关产业发展情况

据统计,截至2013年南平市共有农村沼气服务组织299个,其中县级服务中心10个,乡镇服务中 心53个,村级服务网点236个。随着农村沼气的推广普及,一些从事沼气相关产品开发的企业应运而生,专供灶具、配套管件等产品。沼气工程装备实现了规模化、标准化、自动化制造。配套的输送管件、 灶具等基本实现标准化、产业化。但组织管理还跟不上沼气发展形势的需要。

目前,南平市拥有省、市资质的环保单位有8家,实际参与污水治理的企业,南平注册的仅有5家,外地在南平市参与污水治理有30多家。南平市开展畜禽养殖污水处理研究的单位主要是南平市环境科学研究所。南平市及十县市区农村环保能源站主要负责南平市农村沼气技术推广。

6 存在问题及政策建议

6.1 存在问题

(1)沼气池产业化发展、商业化利用难以形成。主要是因为养猪场以中等规模化养猪场为主,所建设沼气池规模偏小。

(2)沼气工程建设投入有限。沼气工程建设投入占猪场总投入的比重较大,而大多数养猪企业主 建设沼气池的初衷主要是为了应付环保检查,导致投入有限。

(3)沼气池工艺水平总体较低,产气率不高。 调查的沼气池工艺主要以水压式沼气池和红泥塑料沼气工程为主。

(4)沼气净化设备、沼气锅炉和沼气发电机等设备性能尚待提高,沼气工程集中供气供需关系较 复杂,管理存在安全隐患,同时沼气发电规模小,企业自发自用有余,上网不足。

(5)重建设,轻管理。导致沼气池不能正常使用影响产气与使用寿命。

6.2 政策建议

(1)以项目为支撑,多方筹措资金。建议加大财政支农投入。市和县(市、区)财政要按国债项目实施要求做好沼气建设资金配套并及时足额到位或业主有足够资金投入,并在农村沼气建设推广、新工艺、新设备研发、试点、示范等工作经费方面加大投入力度,用于发展农村沼气能源事业,解决沼气生产中存在的问题。

(2)科学规划,合理布局。根据我市农村沼气 建设的地域性差别,社会经济发展和绿色生态建设的需求,综合考虑区域气候、地理特点、经济基础及 能源供需状况等因素,按照巩固生态环境和退耕还林成果,因地制宜,综合发展的原则,试点推广不同种类沼气生态能源模式,发展绿色经济。

(3)加大沼气工程管理人员培训力度。不定期召集沼气工程项目管理人员进行培训,系统传授沼 气发酵原理、日常管理知识,故障排除及综合利用等方面知识。同时充分利用电视、广播、简报、科普资料、会议、参观等形式,多渠道进行沼气知识培训,提高沼气工程管理人员的沼气日常管理、安全使用知识水平和综合利用水平。

(4)加强农村能源管理体系和服务体系建设。 加强市、县两级农村能源管理机构的队伍建设,提高人员素质,保证每年有一定的工作经费,发展农村环保能源事业,解决沼气生产中存在的问题。建立健全村级沼气服务网点,扩大沼气服务网点覆盖面。

(5)沼气发电除本场外,多余的上电网。上网要按国家规定给予优惠政策。

返回列表 分享到:

上一篇:水产养殖废水处理应用同步硝化反硝化脱氮技术

下一篇:现阶段垃圾焚烧发电技术给环境带来哪些污染?