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        一種解決禽畜糞便的循環(huán)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)

        2019-12-19 02:09:35徐列毛盾蔡玉新程軍曾令東尚衛(wèi)東
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年22期
        關(guān)鍵詞:經(jīng)濟(jì)效益

        徐列 毛盾 蔡玉新 程軍 曾令東 尚衛(wèi)東

        摘 ? 要:近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,我國(guó)對(duì)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具有高度的重視,也使養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模逐漸地?cái)U(kuò)大,畜禽糞便產(chǎn)生量急劇增多,大量的畜禽糞便隨意處置既污染了環(huán)境,又對(duì)農(nóng)村、養(yǎng)殖地周?chē)用竦慕】禈?gòu)成嚴(yán)重威脅,已成為社會(huì)的一大公害。合理處置畜禽糞便、保護(hù)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)成為我國(guó)和世界各城市所共同面臨的重大環(huán)境問(wèn)題。

        關(guān)鍵詞:禽畜糞便 ?循環(huán)厭氧發(fā)酵系統(tǒng) ?社會(huì)需求 ?經(jīng)濟(jì)效益

        中圖分類(lèi)號(hào):X713 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1674-098X(2019)08(a)-0076-02

        1 ?發(fā)展背景

        1.1 社會(huì)發(fā)展需求

        長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)尚未建立完全統(tǒng)一的畜禽糞便處理設(shè)施,也未能對(duì)其進(jìn)行有效利用。由于畜禽糞便的高效處理和資源回收需要較大的資金投入和較強(qiáng)的技術(shù)支撐,目前國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)集中養(yǎng)殖點(diǎn)對(duì)畜禽糞便進(jìn)行了簡(jiǎn)單低效的沼氣發(fā)酵處理,多數(shù)集中養(yǎng)殖點(diǎn)的畜禽糞便僅進(jìn)行了簡(jiǎn)單地集中堆放,嚴(yán)重污染了周邊生態(tài)環(huán)境,不僅浪費(fèi)了畜禽糞便中含有的可利用有機(jī)物,也大大影響了人民生活和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。因此,必須統(tǒng)籌建立區(qū)域集中的畜禽糞便處理設(shè)施并回收其中的能源和資源。糞便不經(jīng)任何處理露天堆放,天長(zhǎng)日久會(huì)自然發(fā)酵釋放出大量有害氣體,污染空氣;成為細(xì)菌繁殖和傳播疾病的傳染源,直接影響到河流水質(zhì)及周?chē)r(nóng)村的正常生產(chǎn)生活,引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日益突出和明顯。

        1.2 公共衛(wèi)生安全的需要

        近年來(lái)由于人畜共患病,如瘋牛病、禽流感、SARS的猖獗傳播,促使人們充分意識(shí)到畜禽糞便污水治理的重要性和必要性。而厭氧消化(沼氣)技術(shù)則是防治人畜共患病的重要手段和措施之一,如:四川發(fā)生豬鏈球菌傳染病時(shí),建設(shè)沼氣池的豬場(chǎng)大部分都沒(méi)有發(fā)生豬鏈球菌傳染病;而糞污均未經(jīng)過(guò)沼氣發(fā)酵處理的豬場(chǎng),有很多都發(fā)生了豬鏈球菌病傳染現(xiàn)象。

        1.3 畜禽養(yǎng)殖規(guī)?;l(fā)展的需要

        規(guī)?;B(yǎng)殖可促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,增加農(nóng)民收入,是畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)力進(jìn)一步發(fā)展的客觀要求,有利于加速畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化、商品化、現(xiàn)代化進(jìn)程,是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下的必然趨勢(shì)。規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)則采用先進(jìn)的養(yǎng)殖和管理技術(shù),能大大提高畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)效率和飼料轉(zhuǎn)換率,保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,從而增加經(jīng)濟(jì)效益。但是,集約化的飼養(yǎng)方式也造成了畜禽糞、尿過(guò)度集中和沖洗水的大量增加,如果不對(duì)其進(jìn)行妥善處理,就會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染。

        1.4 農(nóng)村環(huán)境保護(hù)和生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的需要

        黨的十八大首次提出了生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo),生態(tài)農(nóng)業(yè)是生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容之一。根據(jù)《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》要求,“提高農(nóng)村環(huán)境保護(hù)工作水平”是完善環(huán)境保護(hù)基本公共服務(wù)體系的重要內(nèi)容之一,主要措施包括:提高農(nóng)村生活污水和垃圾處理水平;提高農(nóng)村種植、養(yǎng)殖業(yè)污染防治水平,推動(dòng)生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展;實(shí)行農(nóng)村環(huán)境綜合整治目標(biāo)責(zé)任制,實(shí)施農(nóng)村清潔工程等。

        通過(guò)厭氧消化工藝治理農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的糞便污染,所產(chǎn)生的沼氣可發(fā)電提供清潔電能,所產(chǎn)生的沼液用作液態(tài)有機(jī)肥,所產(chǎn)生的沼渣經(jīng)堆肥后制成固態(tài)有機(jī)肥,可推動(dòng)有機(jī)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。有機(jī)廢棄物資源化處置既是養(yǎng)殖業(yè)污染防治的重要措施,同時(shí)也將推動(dòng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展,符合國(guó)家生態(tài)農(nóng)業(yè)和生態(tài)文明建設(shè)政策。

        1.5 國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要

        人類(lèi)正面臨著發(fā)展與環(huán)境的雙重壓力。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以能源為重要?jiǎng)恿?,?jīng)濟(jì)越發(fā)展,能源消耗越多。尤其是化石能源消費(fèi)的大量增加,人類(lèi)將面臨兩個(gè)突出問(wèn)題:一是帶來(lái)的環(huán)境污染日益嚴(yán)重,二是地球上現(xiàn)存的化石能源即將枯竭。世界上許多國(guó)家尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家早已意識(shí)到發(fā)展清潔可再生能源的重要性,紛紛從法律和政策層面對(duì)可再生能源的發(fā)展給予引導(dǎo)和支持。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,能源的消費(fèi)日益加大,國(guó)家開(kāi)始高度重視可再生能源的發(fā)展,制定了相關(guān)的法規(guī)與政策,給有機(jī)廢棄物資源化處置工程帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。

        2 ?厭氧發(fā)酵系統(tǒng)原理

        2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        采用先進(jìn)的厭氧發(fā)酵處理工藝,遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念,使有機(jī)廢棄物變廢為寶,產(chǎn)生新的燃?xì)饽茉春陀袡C(jī)肥,進(jìn)而使有機(jī)廢棄物得到充分的綜合利用。有機(jī)廢棄物的發(fā)酵處理也符合國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策,有機(jī)廢棄物資源化處置工程建成后將進(jìn)一步帶動(dòng)項(xiàng)目地周邊環(huán)境治理,減少向環(huán)境的總碳排放量,對(duì)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境,具有十分重要的意義。

        2.2 系統(tǒng)原理

        通過(guò)對(duì)中溫厭氧發(fā)酵環(huán)境的溫度、pH值、微生物等的精確控制,使其發(fā)酵出最多的天然氣,同時(shí)使得生成的沼液循環(huán)利用,加工成有機(jī)化肥。運(yùn)行原理詳見(jiàn)圖1所示。

        說(shuō)明:外部收集而來(lái)的糞便通過(guò)糞便入口倒入混合池中,通過(guò)控制沼液池回流管中回流來(lái)的沼液,使其充分融合,調(diào)配混合池中的糞便達(dá)到最佳發(fā)酵濃度條件;混合池中的糞便抽入中溫厭氧發(fā)酵罐中,厭氧罐中能調(diào)配糞便溶液的發(fā)酵壓強(qiáng)及pH值;發(fā)酵生成的天然氣通過(guò)沼氣泵抽入沼氣提純裝置中,沼氣提純裝置通過(guò)脫硫、脫水、計(jì)量等技術(shù),生產(chǎn)成純正天然氣,直接并入市政管網(wǎng),同時(shí),循環(huán)保持了厭氧罐內(nèi)的溫度;發(fā)酵完一段時(shí)間后,將中溫厭氧罐內(nèi)的沼渣通過(guò)脫水器脫水后直接生成有機(jī)化肥,而厭氧罐中的沼液抽入沼液池中,沼液可以直接用于農(nóng)田灌溉,同時(shí)也可以二次利用回流入混合池中調(diào)配糞便濃度。

        3 ?經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

        厭氧發(fā)酵所需的原材料為養(yǎng)殖基地所排放的有機(jī)廢棄物,成本可忽略不計(jì),通過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生出的天然氣,純度高,可直接并入市政管網(wǎng),供不應(yīng)求;加工出的農(nóng)用化肥,可直接用于市場(chǎng)銷(xiāo)售,剩余的沼液,可直接灌溉周?chē)r(nóng)田。只需投資生產(chǎn)設(shè)備及制造成本,幾年就能回本增效。

        集中養(yǎng)殖在給當(dāng)?shù)貛Ы?jīng)濟(jì)效益的同時(shí),由畜禽糞的隨意堆放和外排給當(dāng)?shù)貛?lái)的是危害環(huán)境的社會(huì)問(wèn)題。對(duì)周邊的畜禽糞便進(jìn)行集中收運(yùn)處理處置,能有效減少疫病傳染,從而提高健康水平,減少公共衛(wèi)生的事件的發(fā)生。通過(guò)工程建設(shè)對(duì)其他規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)具有積極的示范作用,對(duì)于促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、改善投資環(huán)境,吸引外資都具有及其重要的意義。因此,本環(huán)境保護(hù)工程的實(shí)施建成,將改變養(yǎng)殖基地周邊環(huán)境面貌,為地區(qū)經(jīng)濟(jì)繁榮、社會(huì)穩(wěn)定、生活便利創(chuàng)造了良好的條件,其產(chǎn)生的社會(huì)效益是無(wú)法用貨幣來(lái)量化的。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 管志云,邵敏,劉玉坤.畜禽糞便厭氧發(fā)酵技術(shù)分析[J].今日畜牧獸醫(yī),2018,34(11):60,59.

        [2] 費(fèi)新東.能源生態(tài)型農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖污染物控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與處理技術(shù)研究[D].東南大學(xué),2015.

        [3] 杜倩.厭氧發(fā)酵系統(tǒng)中消化液循環(huán)利用試驗(yàn)研究[D].東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

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