1 福建省養(yǎng)豬場沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀

到2018年，全省累計(jì)建成養(yǎng)殖場沼氣工程2056處，容積100萬m3，年產(chǎn)沼氣8400多萬m3，年處理2100多萬噸畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞水。全省共有規(guī)模養(yǎng)殖場一萬多個，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)戶建設(shè)的8m3沼氣池，占全省農(nóng)村戶用沼氣總戶數(shù)的75%左右；

二是多個農(nóng)戶聯(lián)合建設(shè)共同使用（沼氣池容積在500m3以下），供應(yīng)戶數(shù)占總戶數(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)戶數(shù)僅占總戶數(shù)的10%左右。

福建省養(yǎng)殖場大中型沼氣工程以“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，并且國家有專項(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：一是紅泥專用厭氧沼氣發(fā)酵裝置，二是黑膜簡易沼氣發(fā)酵設(shè)備。

紅泥專用沼氣池

2 紅泥專用厭氧沼氣發(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年福建開始引進(jìn)臺灣紅泥專用厭氧沼氣發(fā)酵裝置，并著手紅泥專用厭氧沼氣發(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)豬場建設(shè)紅泥專用厭氧沼氣發(fā)酵裝置，開展“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)。攔截豬糞污水中長草、較長纖維、毛等雜物。人工定時清理格柵表面雜物。

（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機(jī)的可沉固體（砂礫），旁邊設(shè)置糞渣堆場和推車過道，定期人力清渣。

（3）糞渣堆場：約4.5㎡，共1口，規(guī)格：1.5 m×3m。

（4）糞渣堆場頂棚：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。

（6）浮渣干化場：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（陽光房）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：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：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。為多級氧化塘，貯存多余沼液，多級氧化塘有效深度從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），或排入魚塘，按每畝牧草、果山、農(nóng)田、魚塘建貯肥池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)用肥淡季或者說雨季時，有機(jī)肥使用量不足或運(yùn)輸不及時的情況下，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：QS-200/800S。將厭氧產(chǎn)生的沼氣（特點(diǎn)是溫度高、水分多）通過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：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)猓託馀c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：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，每個規(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、使用壽命長的特點(diǎn)。

（5）沼氣增壓裝置：1套，型號：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：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，配有凈化過濾阻火器和減壓閥、壓力表、排水閥，使沼氣能夠充分凈化過濾。控制回火，調(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)紅泥貯氣袋的場地。

（8）沼氣供氣房：9㎡，規(guī)格：3m×3m×3m。

簡易沼氣系統(tǒng)工藝流程

3 問題討論

（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）對新建的規(guī)模化養(yǎng)殖場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)管問題，從源頭上控制豬飼料的重金屬污染（砷、銅和鋅）問題。

4 小結(jié)

推廣養(yǎng)豬場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。