農(nóng)村沼氣在北方農(nóng)業(yè)源減排中的應(yīng)用淺析

白瑩瑩

（沈陽(yáng)市環(huán)境保護(hù)局，遼寧沈陽(yáng)110011）

沼氣是適合我國(guó)農(nóng)村推廣利用的可再生能源，既提供了農(nóng)村的能源保障，又是農(nóng)業(yè)源減排中削減主要污染物的最有利措施。近年來(lái)農(nóng)村沼氣建設(shè)和以沼氣為紐帶的生態(tài)家園技術(shù)模式的推廣，在實(shí)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，引起了各級(jí)政府的高度重視和全社會(huì)的普遍關(guān)注。我國(guó)農(nóng)村沼氣工程實(shí)施以來(lái)，對(duì)于改善農(nóng)村的能源結(jié)構(gòu)和衛(wèi)生條件，提高農(nóng)民生活質(zhì)量、健康水平和文明素質(zhì)，推動(dòng)農(nóng)民持續(xù)增收節(jié)支，加快農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，倡導(dǎo)生態(tài)文明建設(shè)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)起到了積極作用，收到了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。但是，沼氣工程在東北寒冷地區(qū)的應(yīng)用情況并不樂(lè)觀，有很多報(bào)廢池、病態(tài)池，二次污染及綜合利用差［7，9］。本文以沈陽(yáng)市農(nóng)村沼氣工程為例，對(duì)其在農(nóng)業(yè)源減排中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

1 北方農(nóng)村沼氣存在的主要問(wèn)題

1.1 環(huán)境恒溫技術(shù)問(wèn)題

溫度是沼氣發(fā)酵的重要外因條件，溫度適宜則細(xì)菌繁殖旺盛，活力增強(qiáng)，厭氧分解和生成甲烷的速度就快，產(chǎn)氣就多。然而，由于我國(guó)北方四季的溫差較大，在冬季甚至出現(xiàn)不產(chǎn)氣或產(chǎn)氣少的不足，致使北方沼氣普遍存在著開(kāi)半年、關(guān)半年的狀態(tài)。因此，在寒冷地區(qū)的冬季，持續(xù)恒定地保持池體適宜溫度，是沼氣推廣利用的關(guān)鍵技術(shù)［9］。大量實(shí)踐證明，中溫發(fā)酵技術(shù) （指沼氣發(fā)酵溫度28℃～38℃）在實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)氣率最好，目前該技術(shù)在遼寧省甚至吉林黑龍江等寒冷地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。

1.2 管理機(jī)制問(wèn)題

現(xiàn)行運(yùn)行管理機(jī)制不健全缺乏質(zhì)量意識(shí)?！叭纸ǎ叻止堋?，加強(qiáng)建池的質(zhì)量管理和日常運(yùn)行管理尤為重要。一是農(nóng)戶整體科技素質(zhì)較低，經(jīng)營(yíng)分散；二是政府專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍明顯不足，缺乏有效的社會(huì)化服務(wù)機(jī)制和競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)機(jī)制；三是沼氣使用方缺乏專門技術(shù)人員的專崗管理機(jī)制，科學(xué)管理和綜合利用知識(shí)了解少，安全意識(shí)差，使沼氣池能建起來(lái)，但運(yùn)行管理不善，造成報(bào)廢池、病態(tài)池、二次污染、綜合利用差等，影響沼氣的使用效果和生命力［3，8，9］。

1.3 沼渣沼液綜合利用問(wèn)題

沼渣是沼氣發(fā)酵后殘留在沼氣池底部的半固體物質(zhì)，含有豐富的有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、鉀和微量元素等，是一種優(yōu)質(zhì)肥料和養(yǎng)殖餌料。

沼液是沼氣發(fā)酵后的殘留液體，沼液中含有作物生長(zhǎng)所需的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，是很好的有機(jī)肥料。同時(shí)，沼液中存留了豐富的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、某些植物生長(zhǎng)素、對(duì)病蟲(chóng)害有抑制作用的物質(zhì)或因子，因此可以作為添加劑喂魚(yú)、養(yǎng)牛、養(yǎng)豬等，還可以用作防治作物的病蟲(chóng)害。

可以說(shuō)，沼渣、沼液是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中非?？少F的有機(jī)肥資源，目前社會(huì)已經(jīng)對(duì)沼渣、沼液利用有較為廣泛的認(rèn)可。但是由于在沼氣工程的后續(xù)管理中缺乏社會(huì)化服務(wù)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用技術(shù)不成熟，沼氣用戶分散，后續(xù)服務(wù)脫節(jié)，缺乏運(yùn)營(yíng)資金和信息溝通［2］，導(dǎo)致綜合利用不徹底，挫傷用戶建池的積極性，不但浪費(fèi)能源而且很容易造成對(duì)環(huán)境的二次污染。

1.4 資金問(wèn)題

按照國(guó)債項(xiàng)目沼氣建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，建1口10m3的戶用沼氣池總投資需要3000余元，除國(guó)債補(bǔ)助與地方配套資金1000余元外，還需用戶自籌2000元左右，而適宜建池的農(nóng)戶大都是以農(nóng)牧業(yè)收入為主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，人均收入較低，自籌2000元，農(nóng)戶難以承擔(dān)。而規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)建立500m3以上的沼氣工程一般大約投資要在200萬(wàn)元以上。加之部分用戶存在 “等、靠、要”的思想，給項(xiàng)目開(kāi)展造成了一定困難，直接影響沼氣池的建設(shè)［9］。

2 實(shí)例應(yīng)用分析

2.1 沈陽(yáng)可福養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程項(xiàng)目［1］

沈陽(yáng)可福養(yǎng)殖場(chǎng)位于沈陽(yáng)市東陵區(qū)王濱街道后溝村，占地面積0.67hm2，豬舍占地0.2hm2，年存欄量3000頭。其養(yǎng)豬糞便的處理采用預(yù)處理＋CSTR中溫發(fā)酵工藝，產(chǎn)生的沼氣、沼渣和沼液全部實(shí)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)污染物零排放。其產(chǎn)生的沼氣經(jīng)過(guò)配套的沼氣鍋爐燃燒后用于養(yǎng)殖場(chǎng)供暖并為沼氣發(fā)酵罐體加溫，還用于日常生活燃料，多余的沼氣可免費(fèi)為附近30戶農(nóng)戶提供生活燃料，沼渣和沼液做為養(yǎng)殖場(chǎng)及周邊種植戶的農(nóng)田肥料。該養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程在冬季運(yùn)行穩(wěn)定，為其它同類工程的實(shí)施提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2.2 關(guān)鍵措施

2.2.1 保溫設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目采取中溫發(fā)酵技術(shù)進(jìn)行沼氣生產(chǎn)，同時(shí)配套建設(shè)沼氣鍋爐。該工程發(fā)酵罐體的保溫層厚度比一般的保溫層要內(nèi)外各加厚300mm，底層和側(cè)保溫層內(nèi)部均布設(shè)加溫管，在10月份沼氣尚能滿足需求時(shí)啟動(dòng)沼氣鍋爐，對(duì)發(fā)酵罐體進(jìn)行供熱。這樣，在保溫方面為中溫發(fā)酵奠定了基礎(chǔ)，為沼氣工程北方冬季越冬提供了有力保障。

2.2.2 專職專崗管理

由于沼氣工程的運(yùn)行是不間斷的，為此該養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)行專職專崗管理，沼氣站定崗2名運(yùn)行管理人員，上崗前經(jīng)過(guò)安全生產(chǎn)和專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，做到熟悉沼氣處理工藝和設(shè)施、設(shè)備的運(yùn)行要求與技術(shù)指標(biāo)，輪流負(fù)責(zé)沼氣工程的運(yùn)行、記錄，配備兼職機(jī)修人員1名，在管理方面保證沼氣工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 綜合效益

2.3.1 減排效果［1］

按照 《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》核算，該養(yǎng)殖場(chǎng)3000頭豬年產(chǎn)生32850t糞污水，采用沼氣污染治理技術(shù)后，糞污水全部處理。

糞污水中COD含量按13000mg／L、氨氮含量按500mg／L計(jì)算，該養(yǎng)殖場(chǎng)減排量如下：

COD減排量為13000×32850×10－6＝427.05t／a；

氨氮減排量為500×32850×10－6＝16.43t／a。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

預(yù)測(cè)可福養(yǎng)殖場(chǎng)日產(chǎn)生沼氣300m3，按1m3煤氣3.3元計(jì)算，沼氣車間每年300個(gè)工作日可產(chǎn)生3.3×30×300＝29.7萬(wàn)元。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）沈陽(yáng)可福養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程項(xiàng)目的成功應(yīng)用為解決北方地區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)普遍存在的畜禽糞便流失、污染環(huán)境的問(wèn)題找到了一條科學(xué)途徑，減排效果明顯，提升了周邊農(nóng)村地區(qū)清潔能源使用率，改善了養(yǎng)殖場(chǎng)周圍的環(huán)境和農(nóng)民的傳統(tǒng)生活方式；給附近的種植農(nóng)戶帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。是促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)良好措施。

（2）該項(xiàng)目的養(yǎng)殖糞便經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后形成的沼渣、沼液是優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，能夠改善土壤顆粒結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力，使有害有機(jī)糞污變?yōu)樯a(chǎn)綠色無(wú)公害有機(jī)農(nóng)副產(chǎn)品的必須肥料，使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收，提高肥源品質(zhì)，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

（3）該項(xiàng)目畜禽糞便經(jīng)過(guò)治理，殺滅了大量有毒害病菌，切斷了病疫傳播途徑，養(yǎng)殖場(chǎng)周邊環(huán)境衛(wèi)生得到徹底改善。

3.2 建議

（1）北方寒冷地區(qū)沼氣工程在推廣應(yīng)用中要在設(shè)計(jì)初期加強(qiáng)保溫措施，最有效的措施是發(fā)酵罐體加厚保溫層和布設(shè)加溫管、配套建設(shè)沼氣鍋爐，沼氣鍋爐在秋季末 （例如沈陽(yáng)農(nóng)村地區(qū)10月中旬）就要啟動(dòng)運(yùn)行為發(fā)酵罐體加溫，保障沼氣中溫冬季發(fā)酵條件。

（2）在運(yùn)行管理中實(shí)行專人專崗負(fù)責(zé)制，培訓(xùn)管理人員，加強(qiáng)維護(hù)與維修，保證沼氣工程運(yùn)行效果穩(wěn)定。

（3）增強(qiáng)沼氣、沼渣、沼液的綜合利用。各地區(qū)政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)或建立社會(huì)化服務(wù)機(jī)構(gòu)，通過(guò)有能力資質(zhì)的社會(huì)化服務(wù)機(jī)構(gòu)用收集、運(yùn)輸?shù)仁侄渭訌?qiáng)沼渣和沼液的后續(xù)管理，大力發(fā)展有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)民收入，增強(qiáng)土地利用效果，改善環(huán)境，促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)作為一個(gè)最大的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國(guó)，不僅具有豐富的人畜糞便和農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)能資源，而且農(nóng)村地區(qū)對(duì)清潔能源的需求越來(lái)越大，這為農(nóng)村沼氣的發(fā)展提供了巨大的空間和潛在市場(chǎng)。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排、建立節(jié)約型社會(huì)和開(kāi)展社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中，農(nóng)村沼氣建設(shè)將會(huì)作為一個(gè)切實(shí)可行的抓手，發(fā)揮其重要的作用，為環(huán)境保護(hù)和可再生能源發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

［1］沈陽(yáng)市環(huán)境保護(hù)工程設(shè)計(jì)研究院.可福養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便治理工程可行性研究報(bào)告［R］.2011.

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