采用沼气工程技术处理和利用畜禽粪便的模式

采用沼气工程技术处理和利用畜禽粪便的模式1沼气工程技术的特点沼气工程技术是在户用沼气技术的基础上，针对集约化畜禽养殖业发展的特点和环境保护的需要而发展起来的。目前的集约化畜禽养殖场，无论采取何种清粪方式，都会有相当数量的高浓度污水产生。一个人工清粪的万头猪场每天要产生COD浓度为16000～18000mg/L的污水60t。采取厌氧消化为主要环节的沼气工程技术可以将有机物分解为CH4、CO2和H2O，处理过程中耗能少、成本低，沼气发电量为0.6kWh/kg(COD)。沼气工程技术能够实现粪便的资源化利用，具体表现在：（1）产生沼气，回收污染物中80%的储存能量。以目前的工艺技术水平，1m3的猪场粪水（按COD为10000mg/L计）可产沼气约4m3。一个万头猪场年产沼气约7.3万m3，可发电约110MWh。（2）沼液和沼渣中含有丰富的N、P、K以及各种微量元素，还含有多种生物活性物质，是优质的有机肥料和土壤改良剂。将沼渣干燥后可以制成商品有机肥，在设施农业集中地区，有机肥的售价可达400～800元/t。（3）厌氧消化过程中无需供氧，节省供氧设备和动力消耗，运行费用低，污泥产生量较少，而且可以作为肥料利用。它还对某些难降解物质和有毒的有机物具有独特的降解能力，可转化去除低浓度有毒物质。2沼气工程技术模式及其投资效益2.1工艺流程畜禽养殖场沼气工程的工艺流程是从发酵原料收集开始至最终产品（沼气、沼液和沼渣）产出的全过程流向和程序（见图2）。工艺流程的上段配有原料预处理和固液分离装置，中段有厌氧发酵（沼气生产）环节，沼气在流程下段经过脱硫、脱水等净化措施，通过输配气系统至用户或发电。固液分离后含水率较低的粪便经过氧化沟（棚）堆沤、加辅料营养调配、干燥、包装等过程制成有机肥、有机复混肥等。沼液经沉淀、好氧处理或水生植物净化后达无害化农田灌溉标准可直接用于农田灌溉，或达到环保标准排放。2.2能源—环保模式及其投资效益针对那些周边既无一定规模的农田，又无闲置空地可供建造鱼塘和水生植物塘的畜禽养殖场可采用能源—环保模式。其特点是，畜禽废水在经厌氧消化处理和沉淀后，必须再经过适当的曝气、物化等好氧处理，使出水达标排放。在年出栏10000头商品猪的育肥猪场建设能源—环保模式沼气工程需投资175万元，其中前处理及厌氧消化系统56万元、好氧处理系统18万元、沼气利用系统31万元、有机肥生产系统41万元、附属设施和市政设施及其它29万元。工程每年的运行费用总计16.7万元，其中修理费4.5万元、人工费3.6万元、管理费1.2万元、动力费5.2万元、原料（辅料）费2.2万元。工程的收益包括3个部分：年产沼气7.3万m3，按1.0元/m3计，收益7.3万元；年产固体有机肥450t，按500元/t计，收益22.5万元；每年可减少排污罚款费用5万元。3项合计34.8万元，年净效益18.1万元，静态投资回收期9.7年。2.3能源—生态模式及其投资效益周边有适当农田、鱼塘或水生植物塘的畜禽养殖场可采用能源—生态模式。其特点是，畜禽粪便经厌氧消化处理和沉淀后，排灌到农田、鱼塘或水生植物塘，使粪便得到多层次的资源化利用，最终达到园区内粪污“零排放”。以年出栏10000头商品猪的育肥猪场建设能源—生态模式沼气工程为例，需投资140万元，其中前处理及厌氧消化系统56万元、沼气利用系统31万元、固体有机肥生产系统18.5万元、液体肥料利用系统9.5万元、附属设施和市政设施及其它25万元。工程每年的运行费用总计13.4万元，其中修理费3.7万元、人工费4.3万元、管理费1.4万元、动力费3万元、原料（辅料）费1万元。工程的收益包括4个部分：年产沼气7.3万m3，收益7.3万元；按1.0元/m3，年产固体有机肥450t，按500元/t计，收益22.5万元；年产液体有机肥1.5万t，按5元/t计，收益7.5万元；减少排污罚款费用5万元。4项合计42.3万元，年净效益28.9万元，静态投资回收期4.8年。