1 福建省養(yǎng)豬場(chǎng)沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀

到2018年，全省累計(jì)建成養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程2056處，容積100萬(wàn)m3，年產(chǎn)沼氣8400多萬(wàn)m3，年處理2100多萬(wàn)噸畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞水。全省共有規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)一萬(wàn)多個(gè)，建池比例為20.8%。

福建省現(xiàn)有沼氣利用模式有三種：

一是獨(dú)戶(hù)建設(shè)的8m3沼氣池，占全省農(nóng)村戶(hù)用沼氣總戶(hù)數(shù)的75%左右；

二是多個(gè)農(nóng)戶(hù)聯(lián)合建設(shè)共同使用（沼氣池容積在500m3以下），供應(yīng)戶(hù)數(shù)占總戶(hù)數(shù)的15%左右

三是利用大中型沼氣工程（池容積在500 m3以上）建設(shè)集中供氣工程，供應(yīng)戶(hù)數(shù)僅占總戶(hù)數(shù)的10%左右。

福建省養(yǎng)殖場(chǎng)大中型沼氣工程以“一池三建”為基本建設(shè)單元。

“一池”：建設(shè)沼氣發(fā)酵裝置。

“三建”：（1）建設(shè)預(yù)處理設(shè)施(包括沉淀、調(diào)節(jié)、計(jì)量、進(jìn)出料、攪拌等裝置)；（2）建設(shè)沼氣利用設(shè)施(包括沼氣凈化、儲(chǔ)存、輸配和利用裝置)；（3）建設(shè)沼肥利用設(shè)施(包括沼渣、沼液綜合利用和進(jìn)一步處理裝置)。

福建省大部分大中型沼氣池采用常溫（10~25 ℃）、連續(xù)發(fā)酵工藝。池型大多數(shù)采用一體式或者水壓式地下池。大中型畜牧場(chǎng)污水治理新工藝、新設(shè)備，如低溫發(fā)酵技術(shù)與工藝、干發(fā)酵技術(shù)、高濃度發(fā)酵技術(shù)，建池新材料、沼氣裝置標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和商品化等，都會(huì)在處理糞污和達(dá)標(biāo)排放等方面效果顯著。

沼氣的工業(yè)化應(yīng)用，包括沼氣集中供氣、沼氣發(fā)電等已經(jīng)廣泛使用，并且國(guó)家有專(zhuān)項(xiàng)資金的扶持和補(bǔ)貼。

福建省主要沼氣發(fā)酵工藝有兩種：一是紅泥專(zhuān)用厭氧沼氣發(fā)酵裝置，二是黑膜簡(jiǎn)易沼氣發(fā)酵設(shè)備。

紅泥專(zhuān)用沼氣池

2 紅泥專(zhuān)用厭氧沼氣發(fā)酵裝置及其后處理設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)

2003年福建開(kāi)始引進(jìn)臺(tái)灣紅泥專(zhuān)用厭氧沼氣發(fā)酵裝置，并著手紅泥專(zhuān)用厭氧沼氣發(fā)酵裝置關(guān)鍵技術(shù)研究，并形成標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用技術(shù)，在全省推廣，下面重點(diǎn)介紹存欄500頭養(yǎng)豬場(chǎng)建設(shè)紅泥專(zhuān)用厭氧沼氣發(fā)酵裝置，開(kāi)展“三沼”綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)研究。

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）存欄500頭養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理工程；

（2）日處理糞便污水10 t；

（3）設(shè)計(jì)工程平均日產(chǎn)氣30m3左右；

（4）糞.沼渣經(jīng)干化場(chǎng)濃縮，堆肥化處理制成有機(jī)肥。

2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）酸化調(diào)節(jié)池污水滯留期（HRT）1.5天；

（2）紅泥沼氣池污水滯留期（HRT）20~40天；

（3）紅泥沼氣池平均CODCr降解率75%~85％；

（4）每降解1kgCODCr產(chǎn)沼氣量：0.3~0.35m3；

（5）沼氣貯氣容積依據(jù)用氣模式取日產(chǎn)沼氣量的40%~60%。

2.3 沼氣利用工藝流程

2.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.4.1 前處理系統(tǒng)

（1）格柵：兩道，規(guī)格：0.3m ×0.45m，一粗（間隙25 mm）一細(xì)（間隙15 mm），碳鋼結(jié)構(gòu)。攔截豬糞污水中長(zhǎng)草、較長(zhǎng)纖維、毛等雜物。人工定時(shí)清理格柵表面雜物。

（2）沉砂撈渣池：約1.8m3，規(guī)格：1.5m×1.2m×1m，磚混結(jié)構(gòu)。去除粗大固體物和無(wú)機(jī)的可沉固體（砂礫），旁邊設(shè)置糞渣堆場(chǎng)和推車(chē)過(guò)道，定期人力清渣。

（3）糞渣堆場(chǎng)：約4.5㎡，共1口，規(guī)格：1.5 m×3m。

（4）糞渣堆場(chǎng)頂棚：約6㎡。

（5）沉淀酸化調(diào)節(jié)池：容積約 15m3，共 1 座，磚混結(jié)構(gòu)。規(guī)格：1.5m×3.2m×3.5m（有效水深3.2 m），池頂設(shè)有浮渣排除裝置，底部設(shè)有倒錐沉井和污泥排渣管；利用畜禽污水中容易產(chǎn)生浮渣、沉渣和水解、酸化快的特點(diǎn)，降低污水 TS、SS 濃度，為厭氧發(fā)酵做好準(zhǔn)備；調(diào)節(jié)污水水量、水質(zhì)（溫度、濃度、酸堿度），使集中、間歇性進(jìn)水變成均衡、連續(xù)性出水。上清液通過(guò)出口調(diào)節(jié)器均衡進(jìn)入后續(xù)厭氧裝置。浮渣和沉降污泥定期排出進(jìn)入干化場(chǎng)。

（6）浮渣干化場(chǎng)：平面面積約 15 m2，共 1 口，每口規(guī)格：15 m×1 m×0.6 m。

（7）固液分離機(jī)。在進(jìn)入沼氣池之前先固液分離，液體進(jìn)沼氣池，固體在糞渣堆場(chǎng)（陽(yáng)光房）堆肥發(fā)酵。

2.4.2 厭氧處理系統(tǒng)

（1）紅泥沼氣厭氧池：有效容積約600m3，共1口，每口規(guī)格：20m×10m×3m。地埋式結(jié)構(gòu)。進(jìn)口設(shè)有布水管道，底部為傾斜結(jié)構(gòu)，出口設(shè)排浮渣槽。出水口處設(shè)置平流式沉淀池。

（2）后沉池：有效容積約 15m3，共 1 口，每口規(guī)格：1.5 m×3.2 m×3.5 m（有效水深3.2 m）。底部設(shè)有倒錐沉井和污泥排渣管，利用沉降性能特點(diǎn)，分離沼液、沼渣。用肥時(shí)可直接提取沼液做為農(nóng)田液體肥料。

（3）沼氣恒壓裝置：1套，型號(hào)：HY-200。保證紅泥沼氣池的工作壓力恒定在300 Pa。

（4）水封裝置：1套，型號(hào)：SF-110。

（5）沼氣處理系統(tǒng)。包含脫硫、脫水、增壓、除濕、壓縮等。

2.4.3 后處理系統(tǒng)

（1）氧化塘：若干。為多級(jí)氧化塘，貯存多余沼液，多級(jí)氧化塘有效深度從0.4 m依次加深至1.5 m，水體表面種植水生植物等，通過(guò)藻菌共生系統(tǒng)進(jìn)一步凈化水質(zhì)。

（2）綜合利用：設(shè)置調(diào)配池（根據(jù)作物品種、土壤狀況、生長(zhǎng)季節(jié)或摻水稀釋或加微量元素等進(jìn)行科學(xué)施肥），利用沼液灌溉的土地（牧草、果茶山、農(nóng)田等），或排入魚(yú)塘，按每畝牧草、果山、農(nóng)田、魚(yú)塘建貯肥池1m3，每畝牧草、果茶山、農(nóng)田建溝灌渠10m。

2.4.4 安全措施

（1）作用。當(dāng)用肥淡季或者說(shuō)雨季時(shí)，有機(jī)肥使用量不足或運(yùn)輸不及時(shí)的情況下，防止出現(xiàn)環(huán)保安全事故，后續(xù)可增加污水處理設(shè)備，處理污水到達(dá)標(biāo)排放。

（2）采用的措施：穩(wěn)定塘處理工藝

穩(wěn)定塘：廢水穩(wěn)定塘屬于生物處理技術(shù)，廢水由好氧微生物的代謝活動(dòng)分解，或由厭氧微生物分解，好氧微生物的氧由塘表面的大氧復(fù)氧作用以及藻類(lèi)的光合作用提供。

組成：兼性塘—好氧塘—人工濕地—水生植物塘。

兼性塘（面積：258㎡；深度：1.2m；處理水量：310m3/天；水力滯留時(shí)間HRT:3天。）

好氧塘（面積：260㎡；深度：0.5m；處理水量：130m3/天；水力滯留時(shí)間HRT:1天。）

人工濕地（面積：140㎡；深度：0.5m；處理水量：70m3/天；水力滯留時(shí)間HRT:天。）

水生植物塘（面積：140㎡；深度：0.5m；處理水量：70m3/天；水力滯留時(shí)間HRT:7天。）

2.4.5 沼氣凈貯供氣系統(tǒng)

（1）沼氣氣水分離器：1 套，型號(hào)：QS-200/800S。將厭氧產(chǎn)生的沼氣（特點(diǎn)是溫度高、水分多）通過(guò)冷凝法除去沼氣中的大部分水分。

（2）沼氣脫硫裝置：1 套，型號(hào)：TL-90。采用干式脫硫技術(shù)，裝置為厚度4 mm的碳鋼和其它防腐材料組成，內(nèi)設(shè)散氣孔和排水閥。沼氣采用低壓脫硫和內(nèi)循環(huán)均勻布?xì)?，沼氣與脫硫劑可緩慢、充分接觸，脫硫效果好，一次裝料可用60~90天。

（3）沼氣卸壓裝置：1套，型號(hào)：XY-200。保證紅泥塑料貯氣系統(tǒng)壓力在300 Pa正常工作范圍內(nèi)。

（4）紅泥沼氣貯氣袋：約 16m3，共 1 個(gè)，每個(gè)規(guī)格：ZQD-Ф2m×5m。兩邊封頭材料厚度1.8mm，其余材料厚度1.2mm。貯氣壓力為300 Pa，具有防腐抗老化、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。

（5）沼氣增壓裝置：1套，型號(hào)：ZY-17（Vmax為10m3/h，V額為8m3/h）。

（6）沼氣阻火凈化分配器：1套，型號(hào)：ZJF-426/4。材料碳鋼，厚度4mm，內(nèi)外部均進(jìn)行嚴(yán)格防腐處理，配有凈化過(guò)濾阻火器和減壓閥、壓力表、排水閥，使沼氣能夠充分凈化過(guò)濾?？刂苹鼗穑{(diào)節(jié)壓力供應(yīng)燃燒器的使用。

（7）貯氣袋水泥坪：17㎡，共1塊，每座規(guī)格：2.5m×6.8m×2m，安放和防護(hù)紅泥貯氣袋的場(chǎng)地。

（8）沼氣供氣房：9㎡，規(guī)格：3m×3m×3m。

簡(jiǎn)易沼氣系統(tǒng)工藝流程

3 問(wèn)題討論

（1）目前我省采用的紅泥沼氣厭氧發(fā)酵裝置能使COD大幅度下降，如需達(dá)標(biāo)，只需污水處理設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)。

（2）對(duì)新建的規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)要明確建造相配套的大中型沼氣工程或采取其他綜合利用的措施，力求種養(yǎng)平衡、實(shí)現(xiàn)零排放。

（3）預(yù)混料監(jiān)管問(wèn)題，從源頭上控制豬飼料的重金屬污染（砷、銅和鋅）問(wèn)題。

4 小結(jié)

推廣養(yǎng)豬場(chǎng)糞污沼氣綜合利用技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)畜禽糞便減量化、無(wú)害化、資源化，其優(yōu)點(diǎn)可以體現(xiàn)以下八大方面：

（1）厭氧無(wú)臭味、環(huán)境優(yōu)美；

（2）操作管理方便；

（3）滅菌除臭效果好；

（4）增加肥效；

（5）產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)、安全、生活能源沼氣；

（6）運(yùn)行管理費(fèi)用低；（不加菌種、添加劑、耗用電能低、運(yùn)行人工?。?/p>

（7）變廢為寶，資源綜合利用。

（8）利于發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，為無(wú)公害、綠色、有機(jī)農(nóng)業(yè)提供肥源，是種養(yǎng)結(jié)合的紐帶工程。