黃振俠+鄒翔+熊江花+俞瑩+馬靜+萬里平

摘要：以江西省新余市渝水區(qū)羅坊鎮(zhèn)羅坊鎮(zhèn)規(guī)模集中供氣沼氣工程項目為研究案例，運用成本效益分析等方法，研究資源化利用規(guī)模養(yǎng)殖糞污、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物混合發(fā)酵產(chǎn)沼氣工藝，以及建設(shè)鄉(xiāng)村沼氣集中供氣系統(tǒng)的技術(shù)實踐，和沼液沼渣深加工有機(jī)肥等系列實用技術(shù)模式，探討農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用項目的經(jīng)濟(jì)、社會及生態(tài)效益，并對農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用的可持續(xù)發(fā)展提出建議，推動沼氣的產(chǎn)業(yè)化升級發(fā)展。

關(guān)鍵詞：沼氣；農(nóng)業(yè)廢棄物；資源利用；集中供氣；實用技術(shù)模式

一、項目工程概況

為了解決區(qū)域農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物污染問題，優(yōu)化改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，江西省建立了多處以規(guī)模集中供氣沼氣工程為紐帶，以區(qū)域農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、新農(nóng)村沼氣利用、沼液沼渣綜合利用為核心的區(qū)域生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范。2013年，在新余市羅坊鎮(zhèn)院前村建設(shè)江西首個大型集中供氣沼氣工程項目，建成首個區(qū)域農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用示范基地。羅坊鎮(zhèn)位于新余市東部，年總出欄生豬達(dá)18萬頭，有大量的畜禽糞便；耕地面積10萬畝、山地果園11萬畝，水稻、蜜橘全國有名。

該項目一期建設(shè)一級CSTR厭氧發(fā)酵罐2座，有效容積3920m3，二級一體化CSTR發(fā)酵罐1座，有效容積1700 m3，單座儲氣膜容積1080 m3，高壓沼氣儲氣柜3座，儲氣總?cè)莘e1920 m3；混合原料預(yù)處理系統(tǒng)1套，主要有秸稈水解酸化系統(tǒng)、糞污勻漿加熱系統(tǒng)；后處理系統(tǒng)一套，包括固液分離系統(tǒng)1套，出料池，沼液儲存池，配套固肥加工生產(chǎn)線一條；按城市燃?xì)夤芫W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)沼氣供戶管網(wǎng)系統(tǒng)，一期已供氣3000戶；日產(chǎn)沼氣能力4100 m3，年處理有機(jī)廢棄物約12390噸，2014年12月建成試運行。

二、模式技術(shù)工藝流程

1、原料收集和預(yù)處理

項目根據(jù)區(qū)域內(nèi)畜禽糞便、病死畜禽、農(nóng)作物秸稈等不同原料的特點，建立了不同的收集系統(tǒng)。在規(guī)模養(yǎng)殖場統(tǒng)一建設(shè)糞便收集平臺，基地定期將畜禽糞便運回，去除雜質(zhì)進(jìn)入勻漿池；死亡禽畜由統(tǒng)一建設(shè)的冷庫暫存，基地定期將死亡畜禽運回，經(jīng)過破碎和高溫蒸煮消毒處理后進(jìn)入勻漿池混合調(diào)配；水稻收割時秸稈由收割機(jī)直接打捆運回堆儲，秸稈經(jīng)過破碎后，先進(jìn)入水解酸化池酸化后進(jìn)入勻漿池。

2、沼氣發(fā)酵

物料經(jīng)過預(yù)處理后，還要進(jìn)行混合，然后經(jīng)由螺桿泵輸送至一級CSTR反應(yīng)器中進(jìn)行攪拌，通常采用立式攪拌器，確保物料濃度和溫均勻；設(shè)置自動溫控沼氣熱水鍋爐供熱中心一座，以保證厭氧發(fā)酵罐溫度相對恒定。

3、沼氣凈化及輸配

發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣集中在二級發(fā)酵罐頂部的儲氣膜內(nèi)，需要進(jìn)行脫硫、脫水處理，再進(jìn)入增壓儲存干式高壓儲氣罐中，然后經(jīng)調(diào)壓通過中低壓輸氣管網(wǎng)，輸送到居民區(qū)，再次調(diào)整為常壓后，入戶供給周邊居民做生活用氣。剩余沼氣供給基地沼氣熱水鍋爐、發(fā)電上網(wǎng)及供基地病死豬處理和有機(jī)肥生產(chǎn)用電。

4、沼液沼渣加工利用

料液發(fā)酵后，進(jìn)行固液分離，其中沼渣可以充當(dāng)固態(tài)有機(jī)肥，促進(jìn)植株生長；沼液部分回流充當(dāng)預(yù)處理的稀釋水，部分則作為液態(tài)有機(jī)肥。工藝流程如圖1所示。

三、項目模式特點

1、工程運行采用GPRS+PLC沼氣遠(yuǎn)程監(jiān)控

系統(tǒng)對工程設(shè)備的正常運行和事故狀態(tài)下的生產(chǎn)過程進(jìn)行實時監(jiān)控，以綜合管理軟件為核心，結(jié)合嵌入式視頻服務(wù)器，實現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的點對點、點對多點、多點對多點的遠(yuǎn)程實時現(xiàn)場監(jiān)視等。通過兼容模擬視頻設(shè)備，實現(xiàn)模擬視頻系統(tǒng)與數(shù)字視頻系統(tǒng)的數(shù)字化統(tǒng)一管理，操作員可以在室內(nèi)進(jìn)行集中管理，可實現(xiàn)車間無人值守。

2、用氣服務(wù)采用智能化管理模式

按照“集中供氣、用氣收費、專人管理”的管理模式，每位沼氣農(nóng)戶建立檔案，設(shè)立信息登記制度，為用戶提供開卡充值、維修等業(yè)務(wù)；為3000用戶統(tǒng)一安裝了智能沼氣流量計量表，先預(yù)存費用、后用氣，省去了上門抄表和催繳費用的麻煩；建立沼氣服務(wù)網(wǎng)點，定期對用戶進(jìn)行上門服務(wù)，每年進(jìn)行四次巡查，并詳細(xì)做好每沼氣維修服務(wù)卡記錄。

3、發(fā)酵原料采取全量化收集模式

基地年可處理農(nóng)業(yè)廢棄物共計12390噸，其中豬糞7080噸，占處理總量的57.1%?；嘏c周邊13個養(yǎng)殖場簽訂糞污全量收集處理協(xié)議，豬場按協(xié)議約定嚴(yán)格控制用水，糞污濃度在6%以內(nèi)，基地全量運走集中處理。年處理稻草4248噸，占處理總量的34.3%，主要來自周邊5000畝水稻?；嘏c種植戶簽訂托管協(xié)議，種植戶按基地方案種植，水稻成熟后由基地全量收購，包括秸稈。全量處理周邊13個養(yǎng)殖場病死牲畜1062噸，占處理總量的8.6%。

四、項目效益分析

1、經(jīng)濟(jì)效益

按照目前戶均用氣量1.16 m?進(jìn)行估算，項目目標(biāo)3000戶，達(dá)銷期2年，第一年負(fù)荷率為0%，第二年負(fù)荷率為50%，第三年負(fù)荷率為100%，沼氣銷售價格2.0元/m?。項目年產(chǎn)固態(tài)有機(jī)肥0.22萬噸，銷售價格350元/噸，年產(chǎn)液態(tài)有機(jī)肥3.30萬噸，銷售價格120元/噸。死亡畜禽處理年處理量為2.12萬頭，每頭處理價格為80元。

項目工程使用壽命按17年，計算不計固定資產(chǎn)殘值，基準(zhǔn)收益率8%，項目達(dá)產(chǎn)期內(nèi)年均銷售收入897.80萬元，實現(xiàn)利潤529.14萬元。項目投資利潤率為11.95%，靜態(tài)投資回收期7.14年。

2、社會效益

產(chǎn)量達(dá)標(biāo)后，要對區(qū)域內(nèi)的有機(jī)廢棄物進(jìn)行資源化生態(tài)利用。這樣不僅可以解決環(huán)境污染問題，還可以增加生產(chǎn)食品的安全性，進(jìn)而推進(jìn)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)的循環(huán)發(fā)展。用沼氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)液化氣，每月每戶可節(jié)約45元，全年每戶可少花費540元，給老百姓帶來了經(jīng)濟(jì)實惠。

3、生態(tài)效益

該項目投產(chǎn)后，區(qū)域內(nèi)的畜禽糞便、農(nóng)業(yè)秸稈和死亡禽畜等有機(jī)廢棄物，可經(jīng)過中溫厭氧發(fā)酵處理，有利于緩和溫室效應(yīng)。沼渣、沼液分別加工成固態(tài)、液態(tài)有機(jī)肥出售，可減少化肥用量，改善土壤質(zhì)量，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)水和土地資源的合理利用和生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)。

五、結(jié)語

沼氣工程是核心紐帶，沼氣發(fā)酵是資源化利用農(nóng)業(yè)廢棄物的最直接、最有效、最經(jīng)濟(jì)、最生態(tài)的途徑。一般選擇在廢棄物富集區(qū)、農(nóng)村環(huán)境連片整治村實施沼氣工程，這樣可以同時進(jìn)行污染治理和農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用，提升農(nóng)民經(jīng)濟(jì)。

對沼氣工程的各環(huán)節(jié)工藝技術(shù)要不斷優(yōu)化加強(qiáng)，進(jìn)而提高其儲氣能力、管網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量等性能。

為了確保沼氣供氣環(huán)節(jié)的正常運營，需要提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源化綜合利用站的管理水平，以及管理、操作人員的技術(shù)能力。

參考文獻(xiàn)

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