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        大型沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)工程綜合利用效益分析

        2019-11-27 12:56:14張小燕
        甘肅農(nóng)業(yè) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:萬榮沼渣沼液

        張小燕

        甘肅省永登縣農(nóng)村能源建設(shè)辦公室,甘肅 永登 730300

        一、基本概況

        大型沼氣工程的建設(shè)對(duì)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、發(fā)展生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、提高清潔用能水平、減少和控制農(nóng)業(yè)廢棄物面源污染、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等起到推動(dòng)作用[1]。萬榮生豬養(yǎng)殖場位于永登縣龍泉寺鎮(zhèn)境內(nèi),豬場2005年建成,是目前蘭州市最大的生豬養(yǎng)殖場,2013年被蘭州市發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)導(dǎo)小組評(píng)為蘭州市重點(diǎn)龍頭企業(yè),存欄豬11 000頭,其中存欄母豬1 200頭,年生豬出欄20 000頭,每天產(chǎn)生豬糞尿及沖洗水80t。2015年起豬場先后投入419.7萬元,其中財(cái)政補(bǔ)助300萬元,自籌1119.7萬元,進(jìn)行了污水處理設(shè)備的更新改造,建成一臺(tái)厭氧、生化處理污水系統(tǒng),1 000m3厭氧發(fā)酵罐2座,400m3雙模儲(chǔ)氣柜2個(gè),額定功率為150KW的沼氣發(fā)電機(jī),50m太陽能集熱器一組。設(shè)計(jì)日處理糞污水70t,正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,日產(chǎn)沼氣1 000m3,發(fā)電量3 000度;一套固液分離系統(tǒng),分離出的固體沼渣生產(chǎn)有機(jī)肥,年產(chǎn)有機(jī)肥7 500t,沼液經(jīng)過氧化過濾及沉淀,供周邊蔬菜基地作為有機(jī)肥使用,年產(chǎn)沼液17 800t。

        二、工藝流程

        發(fā)酵原料豬糞尿用水沖洗進(jìn)入集水池,在預(yù)處理間過濾豬毛等雜物,攪拌均勻進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐,產(chǎn)生的沼氣經(jīng)氣水分離、化學(xué)脫硫后進(jìn)入儲(chǔ)氣柜,通過發(fā)電機(jī)發(fā)電供養(yǎng)殖場使用。發(fā)酵后的沼液、沼渣進(jìn)入固液分離機(jī)分離,沼渣經(jīng)過堆肥系統(tǒng)處理后輸送農(nóng)田,沼液通過管道輸送沼液池,經(jīng)過沉降過濾后輸送農(nóng)田。利用太陽能-沼氣發(fā)電機(jī)煙氣余熱復(fù)合增溫系統(tǒng),將太陽能集熱器采集的熱量和沼氣發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉄崃拷?jīng)交換,提高循環(huán)水的溫度,循環(huán)水經(jīng)過厭氧發(fā)酵罐內(nèi)的循環(huán)水盤管,以熱輻射和對(duì)流的形式與發(fā)酵原料進(jìn)行換熱,使發(fā)酵罐溫度保持35℃的中溫發(fā)酵溫度,工藝流程如圖1所示。

        三、 效益分析

        (一)社會(huì)效益

        萬榮生豬養(yǎng)殖場大型沼氣工程建成后,不僅提高了農(nóng)業(yè)廢棄物的利用率,有效減少了養(yǎng)殖場糞污對(duì)周邊大氣、地表水、土壤的污染,而且有利于凈化環(huán)境,減少病害的發(fā)生,提高了養(yǎng)殖場的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí),同時(shí)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和推動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展起到積極作用。

        圖1 沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)工程工藝流程

        (二) 環(huán)境效益

        萬榮生豬養(yǎng)殖場大型沼氣工程建成后,減少了糞便所產(chǎn)生的甲胺、硫化氫、氨等有毒氣體向大氣的排放,產(chǎn)生的沼氣通過發(fā)電供養(yǎng)殖場生產(chǎn)生活用電,相當(dāng)于每年減少煤炭使用量200t,減少了CO2、SO2等向大氣的排放量。沼液、沼渣作為有機(jī)肥在農(nóng)田施用,不僅使農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增加,節(jié)約了化肥農(nóng)藥的開支,而且減少因化肥農(nóng)藥的使用而對(duì)土壤的污染,改善了土壤養(yǎng)分平衡和土壤理化性質(zhì)[2]。

        (三)經(jīng)濟(jì)效益

        萬榮生豬養(yǎng)殖場大型沼氣工程建成后,年產(chǎn)沼氣36.5萬m3,根據(jù)養(yǎng)殖場發(fā)電機(jī)運(yùn)行測試,平均每立方米沼氣可發(fā)電3.1°,年發(fā)電量為113.2萬度,按照養(yǎng)殖場現(xiàn)在每度電0.47元計(jì)算,僅發(fā)電實(shí)現(xiàn)年收入53.2萬元;利用熱電聯(lián)組發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的熱量為厭氧發(fā)酵罐增溫,解決了由于冬季溫度過低不能正常產(chǎn)氣的問題,實(shí)現(xiàn)了全年都能產(chǎn)氣發(fā)電,減少由每年10月到次年3月就需給發(fā)酵罐用煤炭加熱的費(fèi)用,每天加熱需煤炭1t,每噸800元,6個(gè)月使用煤炭所需費(fèi)用14.4萬元。所產(chǎn)生的沼液沼渣作為有機(jī)肥向周邊5 000畝農(nóng)田輸送,可減少化肥使用量1 000t,年產(chǎn)沼渣7 500t,每噸售價(jià)25元,每年可獲經(jīng)濟(jì)利益18.8萬元;年產(chǎn)沼液17 500t,每噸售價(jià)17元,每年可獲得經(jīng)濟(jì)利益29.7萬元;沼液、沼渣的供肥輻射帶動(dòng)周邊農(nóng)田、果園、蔬菜的生態(tài)有機(jī)種植,提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì),使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民也從中獲益。

        沼氣發(fā)電、節(jié)約煤炭支出、沼液沼渣出售,三項(xiàng)累計(jì)為養(yǎng)殖場帶來年經(jīng)濟(jì)收益116.1萬元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

        四、結(jié)論與建議

        萬榮生豬養(yǎng)殖場在實(shí)現(xiàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的同時(shí),配套建設(shè)大型沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)工程,使養(yǎng)殖場實(shí)現(xiàn)了糞便無害化處理資源化利用,改變了養(yǎng)殖場周邊環(huán)境,對(duì)推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力,創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境具有十分重要的意義。通過發(fā)電、有機(jī)肥的生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)結(jié)合,為可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)增收節(jié)支走出新路,值得推薦。根據(jù)萬榮養(yǎng)殖場沼氣工程運(yùn)行一年時(shí)間的觀察了解,提出以下幾點(diǎn)建議。

        (一)規(guī)范操作,杜絕安全事故的發(fā)生

        大型沼氣的每一工藝流程、每一種設(shè)施都有具體的技術(shù)規(guī)范和安全操作規(guī)程,養(yǎng)殖場需引進(jìn)專業(yè)的技術(shù)型人才,指導(dǎo)對(duì)沼氣生產(chǎn)設(shè)備安全性的提前干預(yù),并對(duì)從業(yè)人員進(jìn)行沼氣安全生產(chǎn)知識(shí)及生產(chǎn)中的核心專業(yè)知識(shí)定期培訓(xùn),確保全面掌握工程的管理技術(shù)和操作要點(diǎn)。養(yǎng)殖場還需建立健全安全生產(chǎn)管理責(zé)任制度,在工程運(yùn)行中,嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,嚴(yán)禁違反操作規(guī)程的行為,確保工程安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

        (二)加大后期投資,維護(hù)設(shè)備更新保養(yǎng)

        養(yǎng)殖場應(yīng)根據(jù)沼氣的生產(chǎn)周期,制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,加大后期投資力度,從科學(xué)合理的角度進(jìn)行設(shè)備的定期維護(hù),以延長設(shè)備的使用時(shí)間。設(shè)備的維護(hù)應(yīng)從日常設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行關(guān)注,避免應(yīng)違規(guī)操作導(dǎo)致的設(shè)備損壞,記錄設(shè)備損耗較大環(huán)節(jié)并按時(shí)維護(hù),確保維護(hù)進(jìn)度跟上生產(chǎn)進(jìn)度。

        (三)拓展“三沼”綜合利用途徑,提高經(jīng)濟(jì)效益

        要使養(yǎng)殖場大型沼氣工程具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,就應(yīng)該在國家倡導(dǎo)綠色循環(huán)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的大背景下,讓沼氣工程與現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)、資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)緊密結(jié)合。除沼氣發(fā)電之外,應(yīng)積極拓展沼液和沼渣的綜合利用范圍,開發(fā)沼渣有機(jī)肥生產(chǎn)[4],加強(qiáng)與當(dāng)?shù)毓麍@、有機(jī)蔬菜生產(chǎn)基地等產(chǎn)業(yè)的合作,推行“養(yǎng)殖+沼氣工程+有機(jī)肥種植”三位一體的種養(yǎng)循環(huán)模式[5],延長以沼氣工程為依托的產(chǎn)業(yè)鏈,發(fā)展循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),確保沼氣工程經(jīng)濟(jì)效益充分發(fā)揮。

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