畜禽粪污资源化利用方案及经济性分析

2021-12-03汤毅晖

上海节能 2021年11期

汤毅晖

中国船舶集团公司第七二六研究所

0 引言

中国是传统畜牧养殖大国，养殖在农业经济中占比较大，但对环境影响和破坏日益突出，制约了规模化的进一步发展。2018年统计数据显示，全国畜禽粪污年产生量约38亿t，其中约18亿t直接排泄，而养殖过程产生的20亿t污水量，废弃物及污水利用率却不到40%。此外，养殖场粪污随地堆积，污水任意排放，不仅污染周围环境，导致疫病的发生和传播，也影响养殖场本身的卫生防疫，降低了畜产品质量。因此，抓好畜禽粪污资源化利用是保证畜产品有效供给、改善农村居民生活环境、促进畜牧业绿色可持续发展的重要举措。本文以某年处理80万t畜禽粪污资源化利用项目，提出了废弃物资源化、减量化、无害化与生态化的解决方案，对化解当地畜禽粪污染与生态农业可持续发展的矛盾，对改善农村生活环境和居民健康，作出了有益的尝试。

1 政策法规

2017年，中央一号文件出台，明确提出了大力推行高效生态循环的种养模式，加快畜禽粪污集中处理，推动规模化大型沼气健康发展；农业部印发了《畜禽粪污资源化利用行动方案（2017-2020年）》，为以畜牧大县和规模养殖场为重点、以农用有机肥和农村能源为主要利用方向提供了有力支撑；国家发展改革委和农业部联合印发了《全国农村沼气发展“十三五”规划》，明确了农村沼气发展按种养结合、生态循环、绿色发展的要求，大力推动果（菜、茶）沼畜种养循环发展。2019年，农业农村部、财政部又颁布了《关于做好2019年畜禽粪污资源化利用项目实施工作的通知》，根据养殖规模和废弃物处理情况给予一定补助和奖励。

2 项目方案

本项目地处辽中区，年处理粪污80万t，年产沼气720万m3。按此规模，国内已有的经验是建立沼气发电+沼气提纯。但本项目分析认为项目所在地周边20 km内养殖场较多，可提供足够的粪污原料，沼气发电运行稳定，并网电价明确，发电余热可满足沼气发酵和生活用热，且目前沼气提纯补贴政策不明确、产品销量及价格不稳定、冬季需额外热源补充系统用热等，为此本项目采用沼气发电+有机肥方案：收集养殖场粪污进行厌氧发酵产生沼气，再经脱硫等预处理后用于发电，发酵产生的沼渣用于生产固态有机肥，沼液通过管网输送至就近农田消纳，打造了一个有机生态循环产业。

项目采用先进的预处理、中温厌氧、沼气发电技术，将畜禽粪污最大限度地实现无害化、减量化、资源化。项目引进DCS自动控制系统，做到无人值守智能卸料控制，组合多种除臭工艺，点面源全覆盖，使臭气排放达到一级标准。项目包括2台1 MW沼气发电机组，年处理畜禽粪污80万t，年发电1 598万kWh。厌氧发酵后的沼渣与其他辅料一起用于生产固态有机肥，年产2万t，年产液态有机肥10万t。

DCS系统主要包括预处理单元、厌氧发酵单元、出料及固液分离单元、沼气净化储存单元、沼气发电单元、有机肥加工单元、加热单元。各养殖场的粪污统一收集后进入沼气站接收池，再经镜面筛分为浓液和清液，分别送入浓液发酵罐和清液发酵罐厌氧发酵后产生沼气，沼气再发电，余热用于物料增温。厌氧发酵出料经固液分离后，沼渣用于生产固态有机肥，沼液通过管网输送至就近农田消纳。沼气工艺流程图和沼气发电系统图见图1、2。