【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 國已有最少 600 家工程應(yīng)用于大型養(yǎng)殖企業(yè)。該技術(shù)投資少，見效快，經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益極其明顯。 在目前成熟的沼氣技術(shù)中， UASB、 USR、AF、 UBF、塞流式等厭氧消化工藝都普遍被人們采用。 USR 厭氧反應(yīng)器是一種新型高效厭氧生物處理技術(shù)，這種反應(yīng)器可 處理 18 高濃度、高懸浮物的有機(jī)糞水，該技術(shù)無論從工藝還是設(shè)備都已經(jīng)成熟，并應(yīng)用在實(shí)踐中去，取得了較好的運(yùn)行效果。 19 第三章 市場(chǎng)供求分析及預(yù)測(cè) 沼氣綜合利用工程建設(shè)的需求 目前，規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)污染已經(jīng)成為全省農(nóng)業(yè)污染的主要因素，采用沼氣技術(shù)處理養(yǎng)殖場(chǎng)污水，具有污泥量少，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)可以控制生產(chǎn)過程中污染物的流向，降低畜禽本身受污染的程度，控制疫病，實(shí)施 “豬 —沼氣 —作物 ”模式，實(shí)現(xiàn)污水零排放，在河南省有廣闊的發(fā)展前景。該項(xiàng)目既能解決畜禽業(yè)污染問題，又為業(yè)主 提供清潔的能源，為場(chǎng)內(nèi)和周邊農(nóng)民提供無害化優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，特別適合于無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，符合生態(tài)農(nóng)業(yè)的需要，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然需求。項(xiàng)目的實(shí)施，將會(huì)改善農(nóng)村居民生產(chǎn)和生活條件，促進(jìn)畜禽業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。項(xiàng)目本身也產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，沼氣可以 供周圍農(nóng)戶飲事用能和用于 發(fā)電，解決部分生產(chǎn)生活用能和生活用能，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益；產(chǎn)生的沼渣、沼液是優(yōu)質(zhì)的無公害有機(jī)肥料，可用來發(fā)展無公害農(nóng)產(chǎn)品基地，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效。當(dāng)前，隨著河南省逐步加大對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染治理力度，同時(shí)由于沼氣工程的諸多優(yōu)勢(shì)，畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)沼氣工程建設(shè)有強(qiáng)烈的需 求，同時(shí)當(dāng)?shù)卣疄榱送七M(jìn)農(nóng)村生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，提高農(nóng)民收入，解決農(nóng)村環(huán)境整治，促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)自身發(fā)展，對(duì)沼氣工程建設(shè)也有十分強(qiáng)烈的愿望和積極性。 產(chǎn)品的市場(chǎng)需求 有機(jī) 肥 料 的市場(chǎng)需求 20 正常的豬糞一般呈中性或弱酸性 : 、豬糞的肥料養(yǎng)分組成為： 豬糞的肥分含量（ %） 畜糞 水分 有機(jī)質(zhì) 氮 (N) 磷酸 (P2O5) 氧化鉀 (K2O) 豬糞 15 豬糞中富含有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)腐熟后形成腐殖質(zhì)儲(chǔ)存在土壤中，腐殖質(zhì)對(duì)改良土壤、培養(yǎng)地力有明顯效果。研 究表明糞中的碳氮比越高，氮的含量相對(duì)越少，氮素就越不容易釋放出來。 豬糞有機(jī)物的組成（占碳 %） 類別 脂肪 總腐殖質(zhì) 富里酸 胡敏酸 半纖維 碳氮比 豬 :1 因此，家畜糞便在保持和提高土壤肥力的效果上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過化肥?；手械牧姿徕}會(huì)與土壤中的石灰質(zhì)、鐵反映形成沉淀物，大大降低磷的利用率。有機(jī)肥料中的磷是有機(jī)磷，肥效優(yōu)于磷酸鈣，被固定的可能性少，相對(duì)提高了磷肥肥效。同時(shí)畜糞中的有機(jī)質(zhì)在積肥、施肥過程中，經(jīng)過微生物的加工分解以至重新合成 ，最后形成腐殖質(zhì)儲(chǔ)存在土壤中。腐殖質(zhì)對(duì)改良土壤、培養(yǎng)地力的作用是多方面的：它能調(diào)節(jié)土壤水分、溫度、空氣和肥效，適時(shí)滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要；能調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，形成土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；能延長(zhǎng)和增進(jìn)肥效，促進(jìn)水分迅速進(jìn)入植物體，并有催芽、促進(jìn)根系發(fā)育和保溫等作用。同時(shí)有機(jī)質(zhì)腐熟后，形成較高 21 量的胡敏酸，具有典型的親水膠體性，能把細(xì)小的土壤粘結(jié)起來形成較大的團(tuán)粒，構(gòu)成土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，同時(shí)胡敏酸在轉(zhuǎn)化過程中釋放能量，能刺激作物根系多吸收養(yǎng)分，改良土壤提高產(chǎn)量。 由于有機(jī)肥的肥效和其特有的性質(zhì)，使用有機(jī)肥料生產(chǎn) 有機(jī)食品、優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品和無公害綠色食品，改善瓜果，蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的口感品質(zhì)，提高產(chǎn)品檔次，這也日益得到大眾的認(rèn)可。據(jù)估算，全國每年需求量在 億噸左右，而現(xiàn)有有機(jī)肥生產(chǎn)量在 17萬噸，僅占種植綠色食品和蔬菜需求有機(jī)肥料的 %，市場(chǎng)需求很大，有機(jī)肥料生產(chǎn)具有廣闊的發(fā)展空間和前景。 工業(yè)化制成的有機(jī)肥料（如粉狀，顆粒狀有機(jī)肥料），其養(yǎng)分全面，有機(jī)質(zhì)含量高，在貯存，運(yùn)輸，使用方面大為改善，同時(shí)有機(jī)肥料銷售價(jià)格合理，一般粉狀有機(jī)肥料在 350500 元 /噸左右，顆粒狀有機(jī)肥料在 850 元 /噸左右，而化肥的價(jià)格一般約為800 元 /噸，有機(jī)固肥具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此適合大面積推廣使用。目前有機(jī)固肥產(chǎn)品使用的主要對(duì)象為蔬菜、果園等綠色食品基地，還用于城鎮(zhèn)綠化和花卉培養(yǎng)。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有機(jī)綠色農(nóng)產(chǎn)品將實(shí)行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，這樣對(duì)有機(jī)固肥的需求將會(huì)越來越大。 沼氣用能的需求 目前，在 正陽縣 農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，全年燒原煤比例95%，部分居民液化氣與原煤搭配使用。當(dāng)?shù)匾夯蜌馐蹆r(jià) 100元 /瓶（ 13kg），外地原煤在當(dāng)?shù)厥蹆r(jià) 400 元 /噸，本地?zé)o煤炭資源。據(jù)有關(guān)資料介紹，國家西氣東輸工程所供天然氣價(jià)格將不低于 22 元 /m3。本 項(xiàng)目所生產(chǎn)的沼氣其成本價(jià)不高于 元 /m3，單從價(jià)格因素考慮，沼氣具有其他炊事用能不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 河南省正陽 諸美種豬育種有限公司 周 圍現(xiàn)有居民 39000 多 人， 8000 多戶，以每戶居民每天燃?xì)?，每天需供氣 9600m3。本項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，每天生產(chǎn)沼氣 500m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足居民燃?xì)獾男枨蟆? 沼液灌溉的需求 當(dāng)?shù)剞r(nóng)民有施用水肥的習(xí)慣，原來一部分糞水未經(jīng)處理就被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民用來灌溉，厭氧處理后的沼液 殺滅了有害病毒菌，變成腐熟的液狀肥料，可對(duì)作物實(shí)施噴灌、澆灌、滴灌，具有殺蟲、防蟲、抗旱、保菌 、增 產(chǎn)增收等多種作用，是生產(chǎn)綠色無公害有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品必不可少的肥源 ，就更受農(nóng)民的歡迎。而且 養(yǎng)殖場(chǎng) 自有耕地 4000 多畝， 附近有 林木、 果園 、 花木基地 萬 畝左右，蔬菜 萬 畝左右，一般農(nóng)田 萬 畝 ， 魚塘水面 萬畝?？上{大部分沼液。 不但解決沼液的利用 問題 ，更 增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 23 第四章 建設(shè)條件與場(chǎng)址 建設(shè)條件 基本情況 本項(xiàng)目位于 河南省正陽縣呂河鄉(xiāng)南四公里 ， 項(xiàng)目建設(shè)單位依靠科技、善于經(jīng)營(yíng)，經(jīng)濟(jì) 實(shí)力較強(qiáng)，領(lǐng)導(dǎo)班子富有開拓精神。本項(xiàng)目是在建設(shè)單位場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行， 場(chǎng) 區(qū) 內(nèi) 有 深 井 3 口 ，以 地下 水為水源； 場(chǎng) 區(qū) 內(nèi) 設(shè) 一 臺(tái) 200kW 變壓器，通過架線、鋪管就可以滿足供電、供水的要求。項(xiàng)目地點(diǎn)氣溫適宜，土質(zhì)較好。項(xiàng)目所在地屬 亞熱帶與暖溫帶過渡地帶 ,四季分明 ,氣候溫和 ,雨熱同期。 氣候狀況 河南省 正陽 諸美種豬育種有限公司 位于河南省南部。屬暖溫帶氣候，四季分明。全年平均氣溫 c，極端高溫 c，極端最低氣溫－ 10186。 c，無霜期 220/天，年平均降雨量 953mm，雨量充沛，氣候溫和，熱量光照適宜，排水方便，資源豐富。 平均最大凍土深度 15 厘米。全縣土壤共分 3 個(gè)土類， 5 個(gè)亞類，11 個(gè)土屬， 53 個(gè)土種，為多種農(nóng)作物的種植提供了良好的土質(zhì)基礎(chǔ)。地震基本烈度 7 級(jí)。本地區(qū)氣候條件屬于開發(fā)沼氣工程的中等偏上氣象條件，冬季可采取加溫保溫措施，保證常年運(yùn)轉(zhuǎn)供氣。 水文地質(zhì) 工程預(yù)定場(chǎng)地地形平坦，海拔 5051m，冬季凍層厚度（極值）不大于 15cm，地下水位及年變化趨勢(shì)常年均不大于 2m，地 24 下水無腐蝕性。 項(xiàng)目選址 大型沼氣工程建在養(yǎng)殖場(chǎng)原貯糞場(chǎng)，工程占地 1200m2。該選址水、電、路條件優(yōu)越，不需另行投資，場(chǎng)地平整，投資較少。 25 第五章 項(xiàng)目建設(shè)方案論證 項(xiàng)目建設(shè)要求 河南省正陽 諸美種豬育種有限公司 現(xiàn)年 存欄 豬 1 萬 頭。 日排豬糞 20 多噸， 日均排放糞水量為 100 噸?，F(xiàn)農(nóng)場(chǎng)要求糞污全部得到 資源化 處理并利用。 工藝技術(shù)方案分析 根據(jù) 河南省正陽 諸美種豬育種有限公司 建設(shè)目標(biāo)，本 項(xiàng)目工藝流程遵循生態(tài)理念，堅(jiān)持以下原則： 減量化：要治理好畜糞污染，必須從污染的源頭抓起，必須有效的削減污染總量，豬糞實(shí)行干清糞工藝，節(jié)約用水，每棚安裝水表一只，計(jì)量包干，沖棚、沖涼、可做到少用或不用，把沖棚、沖涼水減少到最低限度，從而減少治理經(jīng)費(fèi)，達(dá)到將 污染源控制在最低限度的目的 ，使廢水排放量控制在 100 噸之內(nèi) 。 無害化 :選用先進(jìn)工藝技術(shù)，所有污水必須經(jīng)過封閉式的厭氧發(fā)酵工藝，經(jīng)過一段時(shí)間的厭氧發(fā)酵，可去除污水中的CODcr80％左右， TS 分解率 70％左右，病毒菌殺滅率 96％以上，無毒無味運(yùn)行 ，消除蚊蠅孳生地，切斷寄生蟲的生長(zhǎng)周期，糞便與尿污水全部 進(jìn)行厭氧 處理，細(xì)菌指標(biāo)達(dá)到衛(wèi)生防疫要求，整個(gè)治理過程 封閉式 運(yùn)行， 優(yōu)化 工作環(huán)境。 資源化：有害糞污經(jīng)過治理，達(dá)到變廢為寶的目的。糞 26 便治理后可作為 林木、 蔬菜、大田作物的有機(jī)肥或深加工成有機(jī)復(fù)合肥。污水 經(jīng)過厭氧 發(fā)酵 ， 沼液中富含溶解氮、磷、鉀和關(guān)閉植物生長(zhǎng)細(xì)胞的黃腐酸，濃縮后可制成植物葉面有機(jī)噴施肥。該豬場(chǎng)厭氧發(fā)酵日均所產(chǎn)生的沼氣，可供應(yīng) 周圍 300 戶農(nóng)戶 生活用能的需要。沼液固液分離后產(chǎn)生的沼渣曬干后可制成有機(jī)復(fù)合肥原料整個(gè)工程是變廢為寶，資源全面綜合利用的示范工程。 生態(tài)化：整個(gè)工程注重資源綜合開發(fā)利用和生態(tài)平衡，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，通過人工設(shè)計(jì)生態(tài)工程，協(xié)調(diào)發(fā)展與環(huán)境之間、資源利用與保護(hù)之間的關(guān)系，形成生態(tài)上與經(jīng)濟(jì)上的兩個(gè)良性循環(huán)，是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)保能源工程。 該項(xiàng)目采用如下 工藝流程圖： 脫水 脫硫 貯存 供應(yīng)農(nóng)戶或發(fā)電 沼氣 沼渣 沖洗水 預(yù)處理 酸化 USR 糞水分離 有機(jī)肥料 清液 鮮糞 SBR 池 灌溉或達(dá)標(biāo)排放 工藝流程說明： (1)糞 水的預(yù)處理： 豬舍沖洗 污水通過溝管由場(chǎng)區(qū)自流進(jìn)入 預(yù)處理池 ， 同時(shí)干清糞清出的鮮糞 也通過清糞道送入預(yù)處理池。經(jīng)過攪拌使預(yù)處理池 27 中的糞水充分混合。并 經(jīng)沉 砂井沉砂，去除廢水中的砂，這樣有利于后道工藝的處理，減少管道等堵塞情況的發(fā)生 。 (2)糞 水的水解酸化： 預(yù)處理后的養(yǎng)殖糞水用泵打入水解酸化池。 由于畜牧廢水的特殊性，其廢水中纖維含量較高，并含有大量的懸浮顆粒。水解酸化的作用在于降解部分懸浮物質(zhì)，將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的有機(jī)物質(zhì)，提高畜牧廢水的可生化性能，有利于厭氧消化。 (3)糞 水的厭氧消化： 采用 USR 發(fā)酵工藝，該工藝是一個(gè) 適宜 處理高濃度糞水的高效的發(fā)酵工藝。經(jīng)酸化后的糞水經(jīng)布水器從發(fā) 酵罐的底部均勻進(jìn)入， 與消化器內(nèi)的活性污泥 充分 接觸，使原料得以快速消化，未消化的生物質(zhì)固體顆粒和 沼氣發(fā)酵微生物靠自然沉降滯留于消化器內(nèi)，上清液從消化器上部溢出。 這樣可以得到比水力滯留期高的多的固體滯留期（ SRT）和微生物滯留期（ MRT），從而提高了固體有機(jī)物的分解率和消化器的效率。 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)發(fā)酵罐總?cè)莘e為 1000 m3，即 2 個(gè) 500 m3；利用發(fā)電余熱進(jìn)行補(bǔ)溫，實(shí)現(xiàn)近中溫條件下運(yùn)行 ， 發(fā)酵溫度 2035℃ ；年均池容 產(chǎn)氣率 d ；水力滯留期為 10 天。 (4)沼氣的貯存與利用： 在穩(wěn)定的工作狀況下， 發(fā) 酵裝置 每天可產(chǎn)沼氣 500m3左右。沼氣作為清潔高效能源，熱值為 5500 大卡／ m3，不允許向外排放 而形成第二次污染，沼氣必須加以完全利用 。 沼氣經(jīng)氣水分離器、脫硫凈化塔 后進(jìn)入 300m3沼氣貯氣柜， 再通過管網(wǎng)輸送到周 28 邊 300 戶農(nóng)戶用于生活用能，多余部分用于發(fā)電。 (5)糞水分離 ： 發(fā)酵后的上清液及抽渣器抽出的固體沼渣，經(jīng)離心分離機(jī)進(jìn)行糞水分離，分離后的廢水排入 SBR 池進(jìn)行好氧處理或用于灌溉等；分離后的固體堆放涼干后直接出售。 (6)廢水的好氧處理 經(jīng)離心分離機(jī)分離后的廢水一部分用作液體肥料，多余部分進(jìn)入 SBR 池進(jìn) 行好氧處理，使排放到環(huán)境中的廢水達(dá)到養(yǎng)殖業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。 (7)沼液綜合利用： 經(jīng)厭氧發(fā)酵后的 沼液和沼渣都是很好的有機(jī)肥料。根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民有用水肥的習(xí)慣，經(jīng)離心分離機(jī)分離后的廢水可直接用于農(nóng)田灌溉、周圍果園澆灌、水塘養(yǎng)魚等。沼渣經(jīng)自然涼干后直接出售。目前直接出售鮮豬糞的價(jià)格是 30 元 /噸，發(fā)酵后的沼渣價(jià)格可在 300 元左右。 29 第六章 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 項(xiàng)目將建設(shè)厭氧發(fā)酵池 1000 立方米 ； 年 污水處理量 36000噸 ； 年產(chǎn)沼氣 18 萬立方米， 供應(yīng)農(nóng)戶 300 戶，年發(fā)電量 萬度； 年加工有機(jī)肥料 3600 噸。同 時(shí) 糞 水 經(jīng)過厭氧發(fā)酵的處理后，絕大部分作為生態(tài)有機(jī)肥加以利用， 多余 廢水經(jīng) 好氧 處理后，可以達(dá)到國家《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB18596—20xx 標(biāo)準(zhǔn)）中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，即： CODcr 濃度 400mg/l BOD5濃度 150mg/l SS 濃度 200mg/l 氨氮 8