沈宇麒，駱林平，阮樂(lè)華，翁佳麗，虞方伯，單勝道

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江臨安 313000；2.浙江省諸暨市能源建設(shè)辦公室，浙江諸暨 311800）

太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程的應(yīng)用

沈宇麒1，駱林平1，阮樂(lè)華2，翁佳麗2，虞方伯1，單勝道1

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江臨安 313000；2.浙江省諸暨市能源建設(shè)辦公室，浙江諸暨 311800）

在寒冷的冬季，沼氣的使用中存在產(chǎn)氣率低、使用率低、使用時(shí)間短、沼氣使用綜合效益差等問(wèn)題。浙江省諸暨市銀輝生態(tài)養(yǎng)殖場(chǎng)的沼氣工程利用太陽(yáng)能加熱，巧妙地解決了寒冷地區(qū)冬季沼氣生產(chǎn)的問(wèn)題。采用跟蹤監(jiān)測(cè)和對(duì)比參照的方法對(duì)該沼氣工程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明：在冬季，該系統(tǒng)厭氧發(fā)酵池的池溫最高溫度為22.8℃，最低溫度為12.7℃，產(chǎn)氣率在75 m3·d-1以上，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益23萬(wàn)元·a-1，可以切實(shí)提高沼氣工程的溫度及產(chǎn)氣率，并對(duì)沼氣工程的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益進(jìn)行了評(píng)估，值得大規(guī)模的推廣應(yīng)用。圖6表3參11

沼氣工程；應(yīng)用；太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)；回?zé)岜P(pán)管

日益嚴(yán)重的能源問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題受到了越來(lái)越多人關(guān)注。根據(jù)預(yù)測(cè)，石油資源將在40 a內(nèi)耗盡，天然氣資源將在60 a內(nèi)枯竭，煤炭資源將在220 a內(nèi)用完，核能（裂變）也只能使用約260 a［1］。然而，沼氣工程技術(shù)不僅可以解決由于畜禽糞便排放所造成的環(huán)境污染，而且可以產(chǎn)生新能源。所以，沼氣工程技術(shù)成為了能源研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。作為歷史最悠久的一種生物質(zhì)能利用技術(shù)，沼氣發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)發(fā)展了很多年。然而，由于中國(guó)冬季寒冷漫長(zhǎng)，且氣溫、地溫較低，導(dǎo)致沼氣發(fā)酵技術(shù)在應(yīng)用中存在一些問(wèn)題，比如產(chǎn)氣率不穩(wěn)定、缺乏相應(yīng)的保溫措施、使用率低、使用時(shí)間短、沼氣使用綜合效益差等。對(duì)沼氣在農(nóng)村中的推廣產(chǎn)生很大影響［2］。中國(guó)太陽(yáng)能資源十分豐富，而且，太陽(yáng)能集熱和沼氣發(fā)酵都是非常成熟的技術(shù)。國(guó)內(nèi)對(duì)這2項(xiàng)技術(shù)的研究已十分完善，所以將這2項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用是可行的。本研究以太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管的大型沼氣工程系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了3個(gè)月的連續(xù)實(shí)地調(diào)查，主要對(duì)太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程系統(tǒng)中氣溫、地溫、池溫等因素進(jìn)行影響因素分析，并對(duì)太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管對(duì)厭氧發(fā)酵池的增溫效果和保溫效果進(jìn)行評(píng)估，以推動(dòng)太陽(yáng)能沼氣工程的開(kāi)發(fā)利用。

1 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程的系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 浙江省諸暨市次塢鎮(zhèn)沼氣工程概況

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位于浙江省諸暨市次塢鎮(zhèn)沈河村。諸暨市次塢鎮(zhèn)銀輝生豬養(yǎng)殖場(chǎng)存欄生豬6 000頭·a-1，出欄生豬7 100頭·a-1，日排放污水100 t·d-1，原有200 m3的小型沼氣工程，2011年興建的大型沼氣綜合利用工程主要有700 m3厭氧池、100m3集水池、300 m3儲(chǔ)肥池、100 m3儲(chǔ)氣柜。為確保冬季的正常產(chǎn)氣，特安裝太陽(yáng)能增溫設(shè)施1套，建筑安裝面積200 m2，設(shè)計(jì)日供水量10 t·d-1，供水溫度45～55℃，熱水通過(guò)鋼管在厭氧池內(nèi)循環(huán)，利用熱交換原理提高厭氧池內(nèi)溫度，從而提高產(chǎn)氣量。

1.2 工藝流程

太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能增溫裝置、水解酸化池、厭氧發(fā)酵池、沉淀池和氣水分離器等幾部分組成。系統(tǒng)組成和工藝流程見(jiàn)圖1和圖2。養(yǎng)豬場(chǎng)的將每天所產(chǎn)生的糞便和廢水首先進(jìn)入調(diào)漿沉淀池和水解酸化池，攪拌均勻并去除懸浮物質(zhì)后調(diào)整溶液的比例、pH值和碳氮比。進(jìn)入?yún)捬跸?，在太?yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管的增溫下充分發(fā)酵。沼氣部分通過(guò)氣水分離器、脫硫塔的凈化后最后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜；沼液沼渣部分進(jìn)入沉淀池后分離出沼液和沼渣，沼液直接進(jìn)入噴灌裝置進(jìn)入農(nóng)業(yè)生態(tài)園，而沼渣進(jìn)入儲(chǔ)肥池堆肥后進(jìn)入農(nóng)業(yè)生態(tài)園。

圖1 太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程系統(tǒng)組成圖Figure 1 System constitutional diagram of solar collector system and heat recovery coil project

圖2 太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程工藝流程圖Figure 2 Process flow diagram of solar collector system and heat recovery coil project

1.3 主要構(gòu)筑物及特點(diǎn)介紹

太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管包括如下裝置：原料的收集、預(yù)處理裝置、發(fā)酵裝置、出料后的分離裝置以及增溫裝置（太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管）。增溫裝置是該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。下面主要對(duì)增溫裝置的運(yùn)行原理進(jìn)行介紹（各個(gè)子系統(tǒng)的容積等參數(shù)如下：200 m2采光面積的太陽(yáng)能，容量為10 t的水箱，100 m3的調(diào)漿沉淀池，100m3的水解酸化池，700 m3的厭氧消化池，100 m3的沉淀池，100 m3的儲(chǔ)氣柜，300m3的田間儲(chǔ)肥池）

該裝置主要由太陽(yáng)能集熱裝置與回?zé)岜P(pán)管組成，是本研究的核心所在?？刂乒裨O(shè)有簡(jiǎn)單的“夏”“冬”模式切換，夏季家用太陽(yáng)能熱水器與沼氣工程分開(kāi)獨(dú)立運(yùn)行，冬季則聯(lián)合運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)能裝置工作時(shí)，太陽(yáng)能集熱裝置吸收了大量的太陽(yáng)短波，將其轉(zhuǎn)換成熱量，從而加熱水箱當(dāng)中的水，使得水箱溫度不斷升高。水箱中的水在回?zé)岜P(pán)管的循環(huán)系統(tǒng)中不斷流動(dòng)，加熱厭氧消化池中的料液［3］。

回?zé)岜P(pán)管：池外是直徑50 mm的水管，池內(nèi)是直徑38 mm的304不銹鋼管，池外的管道外設(shè)置有聚氯乙烯復(fù)合板作為保溫材料。池內(nèi)的管道導(dǎo)熱性非常好［4-6］。

2 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程的運(yùn)行效果

為了測(cè)試該項(xiàng)沼氣工程的運(yùn)行效果，本研究從2012年10月11日開(kāi)始對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，至2013年12月31日結(jié)束，持續(xù)時(shí)間約3個(gè)月。共進(jìn)行3個(gè)方面的研究：①關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)的情況下沼氣工程池溫及產(chǎn)氣率的影響因素分析；②太陽(yáng)能集熱技術(shù)以及回?zé)岜P(pán)管對(duì)沼氣工程厭氧發(fā)酵池池溫及產(chǎn)氣率的提升效果分析；③太陽(yáng)能集熱技術(shù)以及回?zé)岜P(pán)管對(duì)沼氣工程厭氧發(fā)酵池池溫的保溫效果分析。

2.1 材料與方法

氣溫采用氣溫計(jì)測(cè)量，地溫采用直角地溫計(jì)測(cè)量，沼氣工程池溫以及沼氣工程進(jìn)出口的料液溫度采用溫度計(jì)直接測(cè)量，pH值的測(cè)定采用pH 5～9的pH試紙進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel2003進(jìn)行記錄分析。

2.2 關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)沼氣工程影響因素分析

從2012年10月11日至2012年11月11日共30 d太陽(yáng)能的開(kāi)關(guān)處于“夏”模式，即太陽(yáng)能未工作，采集早上7；00的氣溫、地溫、厭氧消化池的池溫、每天的產(chǎn)氣量進(jìn)行比較分析。分析結(jié)果如圖3。

圖3 2012-10-11-2012-11-10的氣溫、地溫、厭氧消化池池溫和產(chǎn)氣率的變化Figure3 Temperature variation diagram ofair，ground，anaerobic digester and the biogas production rate from 2012-10-11-2012-11-10

由圖3可知：在關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)且時(shí)間差異不大的情況下，氣溫、地溫、池溫、產(chǎn)氣率的變化趨勢(shì)基本相同，都在第3天達(dá)到峰值，然后變化雖然有所起伏，但是，整體趨勢(shì)在降低。氣溫、地溫、池溫、產(chǎn)氣率的變化趨勢(shì)無(wú)明顯差異。其中氣溫在2012年10月21日的溫度達(dá)到峰值21.5℃，但是地溫、池溫、產(chǎn)氣率并沒(méi)有出現(xiàn)太大提升。這些現(xiàn)象和數(shù)據(jù)說(shuō)明，產(chǎn)氣率基本取決于沼氣池池溫，池溫高于氣溫和地溫。池溫的變化趨勢(shì)更接近于地溫。隨著地溫不斷變化，沼氣池的池溫和產(chǎn)氣率也在隨之變化。所以，池溫和產(chǎn)氣率取決于氣溫和地溫，更取決于地溫。

2.3 太陽(yáng)能集熱技術(shù)以及回?zé)岜P(pán)管提升效果分析

太陽(yáng)能系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)氣率的提升是本研究的核心。太陽(yáng)能能夠提升厭氧消化池的池溫，從而提高產(chǎn)氣率。從2012年11月11日開(kāi)始太陽(yáng)能的開(kāi)關(guān)處于“冬”模式，即太陽(yáng)能開(kāi)始工作。依然采集早上7：00的氣溫、地溫、厭氧消化池的池溫、每天的產(chǎn)氣量進(jìn)行比較分析（圖4）。

圖4 2012-10-11-2012-03-11的氣溫、地溫、厭氧消化池池溫的變化Figure 4 Temperature variation diagram ofair，ground，anaerobic digesterand thebiogasproduction rate from 2012-10-11-2012-03-11

圖4中：2012年11月11日之前為關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)的厭氧消化池池溫變化，2012年11月11日之后為開(kāi)了太陽(yáng)能的厭氧消化池及產(chǎn)氣率的變化。從圖4中可以明顯看出：從2012年10月11日到2012年11月11日，厭氧消化池溫度變化趨勢(shì)和地溫基本保持一致。如果關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)，按照先前分析結(jié)果，厭氧消化池池溫將會(huì)和地溫變化趨勢(shì)一致，但從2012年11月11日開(kāi)始，地溫雖然直線(xiàn)下降，池溫卻保持相對(duì)穩(wěn)定，甚至還有上升趨勢(shì)，產(chǎn)氣率更是在11月11日這天有了明顯提升，達(dá)到了148 m3· d-1。另外，從11月11日開(kāi)始，池溫最高溫度為22.8℃，最低溫度為12.7℃，呈緩慢下降趨勢(shì)。這些現(xiàn)象說(shuō)明：冬季太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管的存在維持了厭氧消化池池溫的穩(wěn)定，也顯著提升厭氧消化池溫度和產(chǎn)氣率。

浙江省冬季大型沼氣工程的厭氧消化池池溫一般在10℃以下（11月-2月）［7］。而且11月和12月甚至?xí)霈F(xiàn)沼氣池凍裂，厭氧消化池不產(chǎn)氣的現(xiàn)象，而有著太陽(yáng)能集熱技術(shù)和回?zé)岜P(pán)管存在的沼氣工程，雖然冬季的厭氧消化池池溫及產(chǎn)氣率也會(huì)下降，但下降的十分平緩，池溫基本維持在12.7℃以上，產(chǎn)氣率最低75m3·d-1。整個(gè)冬季該太陽(yáng)能沼氣工程系統(tǒng)的池溫比起冬季浙江省沼氣工程有了顯著提升。

另外，太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管的存在也維持了厭氧消化池池溫的穩(wěn)定。由圖4可以看出，隨著氣溫降低，厭氧消化池溫度也有所下降，但厭氧消化池池溫普遍保持穩(wěn)定。尤其是1月份以后，雖然地溫和氣溫都有著很大的起伏，但是池溫和產(chǎn)氣率都很平穩(wěn)，沒(méi)有什么較大的波動(dòng)，而且穩(wěn)中有升。

為說(shuō)明太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)對(duì)沼氣工程池溫及產(chǎn)氣率的提升效果，從2013年12月1日開(kāi)始對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，至2013年12月31日結(jié)束，持續(xù)時(shí)間為1個(gè)月。在本次試驗(yàn)中，前15 d關(guān)閉太陽(yáng)能，后16 d正常運(yùn)作，通過(guò)兩者之間的對(duì)比，來(lái)進(jìn)一步證明，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管對(duì)沼氣工程的池溫和產(chǎn)氣率的提升效果。從圖5中可以明顯看出，前15 d的沼氣工程氣溫和地溫明顯高于后16 d的沼氣工程氣溫和地溫，可是前15 d的沼氣池溫度及產(chǎn)氣率明顯高于后16天的沼氣池溫度及產(chǎn)氣率。這也從側(cè)面說(shuō)明，冬季太陽(yáng)能系統(tǒng)的存在可以對(duì)沼氣工程的池溫和產(chǎn)氣率進(jìn)行提升。

圖5 2013-12-01-2013-12-31的氣溫、地溫、厭氧消化池池溫和產(chǎn)氣率的變化圖Figure 5 The temperature variation diagram of air，ground，anaerobic digester and the biogas production rate from 2013-12-01-2013-12-31

表1反映了沼氣工程池溫及產(chǎn)氣率的提升效果，后16 d的氣溫平均降低了1.16%，地溫平均降低2.22%，池溫平均提升9.6%，地溫平均提升17.8%。這充分說(shuō)明了太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管系統(tǒng)可以提升沼氣工程的池溫和產(chǎn)氣率。

2.4 太陽(yáng)能集熱技術(shù)以及回?zé)岜P(pán)管保溫效果分析

為進(jìn)一步了解太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管對(duì)于冬季厭氧消化池的保溫效果，本試驗(yàn)于2012年11月13日對(duì)該沼氣工程系統(tǒng)的各項(xiàng)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。測(cè)定方式為從早上7：00開(kāi)始隔1 h測(cè)定1次。沼氣工程的各項(xiàng)參數(shù)變化如表2和圖6所示（當(dāng)天天氣晴，氣溫4.0～14.0℃）。

表1 打開(kāi)太陽(yáng)能系統(tǒng)和關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)的溫度和產(chǎn)氣率的提升效果Table 1 Gas production rate and the temperature improving effectwhich solar energy is open or notopen

表2 2012年11月13日厭氧消化池各項(xiàng)參數(shù)的記錄表Table 2 Parameters of anaerobic digester record table in November 13，2012

從圖6中可以明顯看出：1 d中的池溫、進(jìn)料口溫度、出口溫度、水箱溫度在1 d中基本保持穩(wěn)定，這恰恰說(shuō)明了該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。由此可見(jiàn)，太陽(yáng)能系統(tǒng)對(duì)厭氧消化池的保溫效果明顯。

厭氧消化池內(nèi)的發(fā)酵料液溫度整體呈先下降再上升再下降的趨勢(shì)，但總體來(lái)說(shuō)變化幅度較小。早上氣溫略有下降，到9：00時(shí)溫度停止下降，而且出現(xiàn)最低點(diǎn)，此后溫度開(kāi)始出現(xiàn)上升趨勢(shì)。這一方面是由于早上9：00以前環(huán)境溫度較低，導(dǎo)致發(fā)酵池內(nèi)熱量散失，9：00時(shí)環(huán)境溫度已經(jīng)有了很大提升；另一方面是由于從早上9：00開(kāi)始，水箱溫度與厭氧消化池池溫溫差達(dá)到15.7℃，溫差循環(huán)系統(tǒng)啟動(dòng)，太陽(yáng)能系統(tǒng)開(kāi)始對(duì)厭氧消化池加熱。從9：00至16：00整個(gè)循環(huán)持續(xù)7 h，厭氧消化池溫度從原先的22.3℃上升到23.3℃，達(dá)到最大值，16：00以后，發(fā)酵料液溫度持續(xù)下降，由于水箱溫度與厭氧消化池池溫溫差只有14.7℃，溫差循環(huán)系統(tǒng)停止，增溫系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有供給熱量，沼氣系統(tǒng)處于放熱狀態(tài)的緣故。由此可見(jiàn)，太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管厭氧消化池加熱效果明顯。另外可以發(fā)現(xiàn)：從厭氧消化池的池溫明顯高于進(jìn)料口，而略高于出料口，這主要是歸功于微生物反應(yīng)和太陽(yáng)能加熱所產(chǎn)生的效果。

3 太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程的效益分析

沼氣工程的利用具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多方面的效益。其中，有的可以被定量化，有的則難以定量化。因此，本研究結(jié)合研究區(qū)域的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)可以定量化的指標(biāo)進(jìn)行分析，對(duì)沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

直接經(jīng)濟(jì)效益，是指沼氣替代的煤炭、秸稈、薪柴、液化氣等燃料和沼氣工程所產(chǎn)生的沼渣沼液所代替的化肥、農(nóng)藥帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1個(gè)700m3沼氣工程，年均增收節(jié)支在971～1 073元［8-9］。主要包括以下方面：一是節(jié)約燃料，即1個(gè)700m3太陽(yáng)能集熱技術(shù)與回?zé)岜P(pán)管沼氣工程，年產(chǎn)沼氣7.7萬(wàn)m3，按1.5元· m-3來(lái)算，可產(chǎn)生11.5萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。二是沼氣發(fā)電，年沼氣發(fā)電9.6萬(wàn)kW·h，按0.7元·（kW·h）-1來(lái)算，可產(chǎn)生6.72萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益；三是產(chǎn)生有機(jī)肥，年產(chǎn)有機(jī)肥可達(dá)500 t，按300元·t-1來(lái)計(jì)算，可產(chǎn)生15.0萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益?？僧a(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益33.2萬(wàn)元·a-1。

成本效益分析。成本投入：修建1個(gè)700 m3太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管的沼氣工程，修建成本共計(jì)250萬(wàn)元。另外算上動(dòng)力費(fèi)（用電量40 kW·h·d-1，0.7元·（kW·h）-1計(jì)），工資福利費(fèi)（2人，工資按1.5萬(wàn)·人-1·a-1計(jì)算），綜合折舊費(fèi)（投資總額250萬(wàn)元，折舊年限20 a，年折舊率5%），檢修維護(hù)費(fèi)（按總投資額1.0%計(jì)），日常管理費(fèi)用（按總投資額1.5%計(jì)）?？偼顿Y額如下表3所示。所以，太陽(yáng)能沼氣池的年收益可以達(dá)到33.2-10.3=22.9萬(wàn)元，在頭20 a不算折舊費(fèi)的情況下，可以在第11年收回成本（250.0萬(wàn)元/22.9萬(wàn)元·a-1=10.9 a）。雖然緩慢，但是每年的收益可達(dá)將近23萬(wàn)，回報(bào)率很高（表3）。

3.2 環(huán)境效益

太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管的沼氣工程產(chǎn)生的最大的環(huán)境效益就是對(duì)沼液、沼渣的利用。研究表明，合理施加沼液、沼渣會(huì)提升土壤中的速效養(yǎng)分含量，且提升效果優(yōu)于傳統(tǒng)施肥模式，更有利于植物的吸收。但是施用沼液、沼渣也存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。土壤中施用沼液、沼渣會(huì)使得土壤中鐵元素明顯增加，過(guò)量施用就會(huì)導(dǎo)致重金屬中毒。所以我們以沼液、沼渣作為肥料時(shí)，必須要做到合理施肥，控制并規(guī)范施用量［10］。另外，該項(xiàng)工程的建設(shè)還可以減小污染、減少疾病傳播，降低化肥施用。間接的帶來(lái)巨大的環(huán)境效益

3.3 社會(huì)效益

發(fā)展農(nóng)村沼氣，在推進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展，改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量，減少農(nóng)村環(huán)境污染，推進(jìn)農(nóng)村精神文明建設(shè)等方面，有積極的推動(dòng)作用。特別是對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的拉動(dòng)作用。1座700 m3的太陽(yáng)能沼氣池，加入人畜糞便、各種農(nóng)作物秸稈和水，管理得當(dāng)，可產(chǎn)氣100～150m3·d-1，冬季亦可產(chǎn)氣50～100m3·d-1。產(chǎn)沼氣7.7萬(wàn)m3·a-1，可以滿(mǎn)足全村150戶(hù)人家10～12個(gè)月的日常炊事與照明用能［11］。這樣就會(huì)讓更多人選擇農(nóng)村，而建設(shè)沼氣工程同時(shí)需要水泥、沙子、沼氣輸配系統(tǒng)裝置，這對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了一定的帶動(dòng)作用。

圖6 2012年11月13日厭氧消化池各項(xiàng)參數(shù)的變化圖Figure 6 Parameters of anaerobic digester record figure in November 13，2012

表3 沼氣工程的成本表Table 3 The cost table of biogas project

4 結(jié)論

①關(guān)閉太陽(yáng)能系統(tǒng)的情況下，沼液溫度及產(chǎn)氣率的變化規(guī)律與氣溫和地溫一致，隨著冬季溫度的降低而降低。②打開(kāi)太陽(yáng)能系統(tǒng)，溫度下降趨勢(shì)明顯緩解，甚至還有上升趨勢(shì)。相比于浙江省其他的沼氣工程而言，產(chǎn)氣率和池溫都有很大的提高。③監(jiān)測(cè)顯示，溫度在1 d內(nèi)的變化非常平緩，最高溫度與最低溫度相差不到1.0℃，保溫效果明顯。④太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管的沼氣工程的具有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等多方面的效益?？梢援a(chǎn)生23萬(wàn)元·a-1的收益。

總之，太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與回?zé)岜P(pán)管的沼氣工程充分利用了自然界的能源，不僅緩解了畜禽養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)的污染，而且解決了部分農(nóng)村能源問(wèn)題，同時(shí)還能帶來(lái)巨大的收益，值得大規(guī)模的推廣。

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Application of a solar collector system and heat recovery coil project

SHEN Yuqi1，LUO Lingping1，RUAN Lehua2，WENG Jiali2，YU Fangbo1，SHAN Shengdao1
（1.School of Environmental and Resource Sciences，Zhejiang A&F University，Lin'an 313000，Zhejiang China，2. Office Construction of Rural Energy of ZhujiCity，Zhuji311800，Zhejiang，China）

During cold winters，application ofmethane gas production has had problems，such as a low userate，a short use-time，and poor comprehensive benefits.To introduce the specific and assessed economic，ecological，and social benefits of biogas projects，solar energy was used for heating to solve the cold winter biogas production problems at the Zhuji City Silverlit Ecological Farms Biogas Project.Results from the project showed amaximum pool temperature for the anaerobic fermentation tank of 22.8℃，aminimum temperature of 12.7℃，a gas production rate that remained 75 m3·d-1ormore，and an annual income of 230 000 Yuan.Thus，itwould be worthwhile to large-scale application of a solar collector system.［Ch，6 fig.3 tab.11 ref.］

biogas project；application；solar collector system；heat recovery coil

S216.4

A

2095-0756（2014）05-0791-07

2013-11-11；

2014-03-08

浙江省科技廳優(yōu)先主題重大農(nóng)業(yè)項(xiàng)目（2010C12001）

沈宇麒，從事農(nóng)業(yè)資源利用研究。E-mail：shenyq123@sina.cn。通信作者：?jiǎn)蝿俚?，教授，博士，博士生?dǎo)師，從事農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。E-mail：shanshd@sina.com