淺議沼氣綜合利用工程的維修與改造

張國聽+尤濱乾

摘 要：沼氣綜合利用工程因受客觀條件變化，容易產生“三沼”綜合利用效率降低，導致環境污染的情況。為保證沼氣工程充分發揮效益，應根據實際需要切實做好相應的維修改造工作。該文為進一步推進養殖污染治理，發展生態循環農業，以海寧同仁養殖園區沼氣工程為例，介紹了沼氣綜合利用工程完善提升的主要做法和取得的成效。

關鍵詞：沼氣工程；維修；改造；同仁養殖園區

中圖分類號 S216.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）06-0131-02

浙江省海寧市裕盛畜牧專業合作社同仁養殖園區位于斜橋鎮祝東村[1]，常年存欄生豬8 000余頭，日排糞便污水約65t。2005年建成大型沼氣發電綜合利用工程一座，主體工程包括1 000m3沼氣池，100m2太陽能集熱加溫裝置，50kW沼氣發電機組1套，附屬畜禽糞便收集處理中心1座。隨后又引進固液分離技術，添置螺旋擠壓固液分離設備，鋪設管道，添置水泵，連接沼氣工程和畜糞處理設施，在園區及周邊地區形成一套畜禽糞便污水綜合處理和利用的體系。然而，受養殖規模擴大和沼氣設施老化等因素影響，工程運行出現困難，三沼綜合利用效率下降，環境污染逐步再次呈現。

為探索、研究適合園區實際的沼氣工程技術[2]，結合海寧市在長期工程實踐中積累的經驗，在上級有關部門大力支持下，以“減量化、無害化、資源化和生態化”為原則，于2010年對原沼氣綜合利用設施進行完善提升改造，有效改善了環境，取得了較好的綜合利用效益。本文將對此作簡要介紹。

1 查問題找原因，掌握基礎材料

為有效解決原沼氣工程運行中的問題，對現場進行細致調查研究，認為主要問題及原因有六個方面：

1.1 沼氣發電 沼氣發電機組由柴油發電機改裝而成，采用沼氣—柴油雙燃料混合動力，耗油量大，隨著油價高漲，發電成本高于電網用電。沼氣脫硫不徹底致使發電機組過早老化。由于機組維修成本較高和運行效益不佳，合作社對繼續使用雙燃料發電機的積極性不高。

1.2 固液分離 固液分離機核心部件——濾網，受當時工藝局限，采用絲狀結構，在螺旋擠壓過程中極易變形，致使運行效率下降。沼液池被用作與固液分離設備配套的干糞預處理池，使有機肥生產區與污水凈化區相重合，不僅污水得不到有效凈化，還使固體有機肥生產運送不便，同時影響環境。

1.3 有機肥生產 陽光棚部分構件已被大雪壓壞；翻堆機構造復雜，受工作環境影響陸續出現故障，因廠家售后服務沒跟上，已失修閑置。

1.4 沼液處理 原沼氣工程僅簡單地考慮將沼液泵送至周邊農田、桑園，在用肥淡季，時常出現沼液池滿溢。沼液管道末端已堵塞無法使用。

1.5 干濕分離 大量豬糞未經過固液分離就與污水混合進入水解池，在沼氣池內堆積，導致有效容積縮小，厭氧負荷能力降低，產氣減少。

1.6 沼氣貯存 貯氣柜鋼構建銹蝕嚴重，爬梯、天橋等存在極大安全隱患，鐘罩漏氣，導輪脫落，導軌銹蝕。

2 循因施策，開展技術改造和修復

根據以上掌握的情況，在最大限度利用既有設施的前提下對工藝流程進行優化，對部分設施進行修復或調整，提高工藝的實用性，建立起適合園區實際的農業循環經濟模式，切實解決問題。

2.1 進料系統 在養殖場內推行清潔化生產技術，雨污分流，安裝自動飲水器，實施干清糞，通過節約生產用水、減少沖洗水等方法最大限度降低污水產生量。

2.2 發酵系統 進行沼氣池大出料，加固和重新安裝沼氣池鋼構件；取消水解池的倒糞口，只允許污水進入沼氣池。從而在不增大池容的前提下，增大有效池容，延長厭氧周期，提高產氣率。干濕分離，豬糞不再進入池內，減輕了沼氣池后續管理壓力。

2.3 貯氣系統 修復氣柜鐘罩，切除銹蝕部分，對內外壁進行清洗和防銹處理；重新安裝導輪和導軌，增設中心導軌，提高鐘罩穩定性；增加鐘罩混凝土配重，以增大沼氣壓力，確保沼氣發電時的沼氣供應。

2.4 有機肥生產系統 固液分離機濾網改為刀片狀，提高使用效率和壽命。修復陽光棚，改造和簡化翻堆機，使其運轉便捷。在有機肥生產區建造干糞預處理池、集水池、氧化塘。干糞由原先運至沼氣工程區改為直接送至干糞預處理池，同時就近將氧化塘內清水泵入干糞預處理池對干糞進行稀釋，方便固液分離。固液分離污水進集水池，泵抽至水解池再進沼氣池。固液分離有機肥直接進入陽光棚堆漚處理。

2.5 沼液后處理系統 將原干糞預處理池恢復為沼液池，增設沉淀池、氧化溝。沼液優先供給周圍農田、桑園，多余沼液沉淀后，經氧化溝過濾降解排入氧化塘進一步處理。氧化塘兼作應急排放池，用于檢修及事故時的臨時排放，進一步降低污染風險。

2.6 沼氣發電系統 購置50kW純沼氣發電機組。增大沼氣管徑，新建管道溝，增加鐘罩混凝土配重，增設沼氣槽罐、脫硫塔、流量表等設備，保障發電機的沼氣供應。

2.7 池體維修 對沼氣池頂小鐘罩重新安裝和加固；對地面池和貯氣柜的爬梯、天橋、欄桿、鐘罩等進行切割維修和防腐處理；貯氣柜的爬梯由螺旋式改為可移動式直梯，防止閑雜人員擅自攀爬。

3 主要建設內容

完善提升工程共建設干糞預處理池73m3，集水池16m3，沼液池184m3，氧化溝150m3，氧化塘（深2.5m）667m2，污水泵臺1座，沼液池避雨設施36m2，鋪設修整污水沼液管道850m，鋪設加粗沼氣管道（含管道溝）75m，購置純沼氣發電機1臺、污水泵及電氣設備1套、沼氣流量計1臺、翻堆機1臺，維修更換沼氣凈化設備1組，維修安裝固液分離設備2套，對有機肥廠陽光棚進行整修，對1 000m3沼氣池進行大出料，對貯氣柜鋼構件進行拆除、整修、加固、安裝、油漆等處理。此外，流轉土地0.41hm2用于農牧結合試驗。

4 效益分析

4.1 經濟效益 純沼氣發電機組年發電2.5萬kW·h，節約電費2萬元。固液分離機工作效率顯著提升，年生產商品有機肥約600t，銷售18萬元。沼液沼渣用于周邊23.3hm2農田林地，促進了農業增效，農民增收。

4.2 生態、社會效益 養殖污染得到治理，特別是用肥淡季或沼氣工程發生故障時，多余沼液可經沉淀、兼氧過濾、好氧生物處理等工藝后囤于氧化塘內，減少了次生環境風險，改善了養殖環境。

4.3 能源效益 海寧市屬東部沿海發達地區，純沼氣發電技術有效解決養殖場因電網檢修和夏季拉閘限電給生豬生產帶來的不利影響，同時也適當緩解了當地用電緊張。

5 結語

通過對沼氣綜合利用設施進行維修改造和完善提升[3]，使沼氣工程運行、有機肥生產、“三沼”綜合利用有機結合，形成了以規?；B殖為基礎，以沼氣工程為紐帶，以多層次資源化利用為手段的養殖污染綜合治理模式，具有顯著的經濟、生態和社會效益。

但該工程仍存在它的缺點和不足之處：（1）純沼氣發電機組維護問題；（2）當氧化塘水位過高，沼液排入量過大時，仍無法避免沼液外排情況。為此，所采取的對策是：（1）與沼氣發電機廠家協商，在海寧建立服務網點；（2）實施納污進管網工程；（3）加強后續管理設備、人員的配置，提高沼氣工程后續管理水平。

參考文獻

[1]朱敘良.生豬無公害生產技術推廣應用效果分析[J].上海畜牧獸醫通訊，2012（04）：66-67.

[2]尤濱乾，金雪江，裴新華.淺議農業工程專業課程教學的優化[J].安徽農學通報，2014（11）：161-162.

[3]王麗麗.沼氣產業化基本理論與大中型沼氣工程資源配置優化研究[D].長春：吉林大學，2012.

（責編：張長青）