重慶市集中型沼氣工程建設運行現狀調查分析

摘 要 重慶市集中型沼氣工程發展較快，有效引導和促進了重慶市規模化沼氣技術的推廣和應用。調查分析重慶市建設的23個集中型沼氣工程的建設規模、工藝類型、設施設備配套、三沼（沼氣、沼液、沼渣）的利用方式和運行管理狀況。結果表明集中型沼氣工程設計施工規范，設施設備配套較齊全，但多數工程實際運行狀況不理想，運行效率及管理水平較低，并提出了相應的對策與建議，為重慶市集中型沼氣工程建設與運行提供參考。

關鍵詞 集中型沼氣工程；運行；現狀

中圖分類號：S216.4 文獻標志碼：C 文章編號：1673-890X（2014）19-071-03

知網出版網址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20140828.1448.002.html 網絡出版時間：2014/8/28 14：48：08

養殖場大中型沼氣工程作為農村生物質能源高效利用的一種方式，通過厭氧發酵，不僅有效去除了有害物質，而且產生了清潔能源沼氣，真正實現了變廢為寶，對于構建生態循環農業、改善生態環境、解決農村用能和養殖業污染問題有重要意義。自2004年起，我國大力提倡大中型沼氣工程建設，到2010年底，據統計，已有大中小型沼氣工程73017萬處，其中大型沼氣工程4963處、中型沼氣工程22795處、小型沼氣工程45259處；己有生活污水處理沼氣工程19.16萬處、農村戶用沼氣池3850萬戶，有近4000萬戶1.5億人受益[1]。

重慶市的大中型沼氣工程建設起步較晚，2009年重慶市人民政府提出了集中型沼氣新技術工程實施的意見，要求加快發展建設集中型沼氣工程。集中型沼氣新技術工程是應用新技術、新工藝，集中處理畜禽糞便、作物秸稈和生活垃圾等有機廢棄物，實現高效規模產氣和沼液生態化利用的沼氣工程[2]。到目前已建成運行的大中型沼氣工程有789處，啟動并建設了集中型沼氣科技示范工程20多處，起到了良好的示范帶動作用。實施集中型沼氣新技術工程，引導和促進了重慶市規模化沼氣技術的推廣和應用，是實現資源綜合利用和建設循環經濟的重要環節，是控制農村面源污染和建設社會主義新農村的現實要求，是保護庫區生態環境和建設長江上游生態文明示范區的重要舉措。

然而，在集中型沼氣工程得到飛速發展的同時，尚缺乏對已建沼氣工程的跟蹤研究。為進一步探索集中型沼氣工程運行管理中存在的問題，筆者對重慶市建設的23個集中型沼氣示范工程進行了詳細調研，旨在考察沼氣工程的建設規模、工藝類型、三沼（沼氣、沼液、沼渣）的利用方式和沼氣工程的運行狀況，總結分析集中型沼氣工程發展中存在的問題，為重慶市集中型沼氣工程建設與運行提供參考。

1調查方法

1.1調查方式

采用現場調研及發放問卷調查表的方法進行調查。

1.2調查地點

從2014年2—6月，分別對重慶市建設的23個集中型沼氣示范工程進行調研，其中2個位于主城區、6個位于近郊片區、10個位于渝東片區、5個位于渝西片區。

1.3調查內容

包括沼氣工程建設情況、工藝模式、設施設備配套、沼液沼渣的處置方式、運行狀況等。

2結果分析

2.1建設規模

所調查的規模化養殖場沼氣工程中，養豬場11個、奶牛場8個、養雞場1個、養兔場1個、餐廚垃圾處理1個、園林廢棄物處理1個；且工程均由具有專業資質的單位設計和施工建設，施工規范；建設規模主要以中型規模為主，1000 m3及以下的沼氣工程有14 家，占總調查數的61%。

2.2工藝類型

所調研的沼氣工程工藝類型主要有完全混合式厭氧反應器（CSTR）、升流式厭氧固體反應器（USR）、復合式厭氧流化床反應器（UBF））、兩步發酵工藝（包括CSTR+UASB、CSTR+USR等工藝組合）；發酵溫度均為中溫，發酵濃度為6%～8%。其中，以帶有機械攪拌CSTR工藝為主，占70%，這種工藝適宜高懸浮物濃度有機物料的厭氧發酵，適用于畜禽糞便的厭氧發酵[3]。有16個沼氣工程采用產氣貯氣一體化發酵罐體，將厭氧罐與沼氣貯氣柜合二為一，在厭氧罐上方安裝有雙層柔性貯氣膜，用于貯存沼氣，通過調整內外膜之間夾層的空氣壓力，以保護外膜并維持貯氣柜的形態和結構，該發酵罐體是目前德國規模化沼氣工程的主流池型[4]。其優點是減少了分體式氣柜，造價低、用地省、工期短；其缺點是低壓貯氣，一旦貯氣膜里沼氣沒有及時利用而造成貯氣壓力過大時，會自動釋放沼氣，造成沼氣空排。

2.3設施設備配套

所調研的23個沼氣工程中，發酵設施均采用地上式的厭氧發酵罐，主要為拼裝罐（有搪瓷、電泳等材料），占57%，少部分采用利浦罐和鋼結構罐體。多數配置有沼氣鍋爐、發電機、集中供氣管網、固液分離機、沼液儲存池、沼氣凈化裝置等設施設備，少數配置有沼氣工程自動監控系統。雖然配置有集中供氣管網，但實際向周邊農戶供氣的為數不多。

2.4實際運行狀況

在調研的23個集中型沼氣工程中，運行良好的僅有3個，達到基本正常運行的有6個，運行較少即平常不進料、偶爾進料的有8個，未運行的有3個，搬遷拆除的有3個。可見，建成的集中型沼氣工程中基本能夠正常運行的僅有9個，不足50%，而且多數未真正實現冬季中溫發酵，產氣率較低，未達到設計規模，運行管護現狀令人堪憂。

2.5“三沼”的綜合利用方式

沼氣工程規模以大中型為主，且有2個規模超過了3000 m3，但由于上網發電困難，國家也無相應鼓勵政策，沼氣用途單一，所產沼氣均用于養殖場自身的生產生活，向周邊農戶供氣也比較少，大量多余的沼氣被白白浪費，實際利用率不高。調查可知，農田回用是沼氣工程沼液、沼渣普遍采用的利用方式，而養殖場自有的農田面積普遍不夠，沼液的消納利用存在很大的問題。由于重慶地勢以山地為主，養殖場周邊沒有足夠的土地消納沼液，沼氣工程都是根據周邊土地情況將較少的一部分固體糞便和沖洗污水進行厭氧發酵處理生產沼氣，更多的是將固體糞便有氧堆肥生產有機肥。

3結論與建議

3.1結論

在沼氣工程新技術模式、新設備等方面，集中型沼氣工程的建設起到了良好的示范作用，對促進重慶市沼氣工程的發展具有一定的推動作用。所調查的23個集中型沼氣工程設計施工規范，變革了傳統的地下式沼氣工程模式，均采用地上式的厭氧發酵罐體和目前國內主流工藝模式，設施設備配套較為齊全。但多數工程實際運行狀況不理想，運行效率及管理水平較低，冬季容積產氣率低；沼氣利用途徑單一，利用率低，沼氣工程更多的是充當污水處理站的角色，沒有充分體現出沼氣工程解決農村能源問題的重要性；沼液沼渣綜合利用配套不足，處理或利用能力低。大多數沼氣工程發酵原料未能充分發酵，沼液COD負荷仍然較高，沼液處理利用難度大。

3.2建議

（1）提高發電余熱利用效率或充分利用沼氣鍋爐，以保證冬季中溫發酵及正常產氣，配備沼氣燃燒火炬，防止多余沼氣的空排。

（2）如養殖場周邊有足夠的消納土地，鼓勵沼液就地消納利用，如灌溉農田、果園、林地等。并重視沼液作為有機肥施用于農田的生態安全性，減少含有大量有害微生物對農田土壤及牧場環境的微生物污染，在農田使用沼液時應進行消毒處理，或是采取相關措施來提高厭氧消化液的消毒效果，并采取有效的監督管理機制[5]。

（3）如養殖場周邊沒有足夠的消納土地，則沼氣工程應配套建設沼液深度處理設施，如多級氧化塘、曝氣池等，減少沼液的無序排放對環境的二次污染。

（4）重視沼氣工程的運行管理工作，建立沼氣工程建設項目后評價機制，完善運行管理機制，加強沼氣工程的運行監督，保證沼氣工程常年正常運行。

（5）建立完善沼液沼渣商品化產業鏈[6]，鼓勵沼氣發電，拓寬沼氣利用途徑，把沼氣工程放在解決能源問題的重要位置。

參考文獻

[1]屠云璋，吳兆流.2011年大中型沼氣產業發展報告[J].太陽能產業論壇，2012，2：24-25.

[2]重慶市人民政府.關于實施集中型沼氣新技術工程的意見（渝府發[2010]34號）.重慶：2010年3月.

[3]Irini Angelidaki，Wendy Sanders.Assessment of the anaerobic biodegradability of macropollutants[J].Reviews in Environmental Science and Bio-technology，2004，3（2）：117-129.

[4]蔡卓寧，蔡磊，蔡昌達.產氣、貯氣一體化沼氣裝置—規模化沼氣工程的新池型[J].農業工程技術·新能源產業，2009，（1）：31-33.

[5]葉小梅，常志州，錢玉婷，等.江蘇省大中型沼氣工程調查及沼液生物學特性研究[J].農業工程學報，2012，（6）：222-227.

[6]唐夢雪，陳理，董仁杰，等.北京市大中型沼氣工程調研分析與建議[J].農機化研究，2012，（3）：206-211.

（責任編輯：敬廷桃）