畜禽糞便沼氣工程

畜禽糞便沼氣工程為規(guī)?；B(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)和養(yǎng)殖專業(yè)戶3類。畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速進(jìn)展帶來了嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題，沼氣工程作為處理畜禽糞便的一種方法可以有效的解決其污染問題。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的主要特點畜禽標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖快速進(jìn)展，散養(yǎng)戶逐年削減。近年來，在中心生豬、奶牛標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖等扶持政策的推動下，各地標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖加快進(jìn)展，生豬和蛋雞規(guī)?；戎胤謩e達(dá)60%和77%，已成為畜產(chǎn)品市場有效供給的重要來源。以陜西省為例，2022年底，全省生豬100～30001719941130%2022年提高3.55～10016427158705202241.6%[1]。在福建省2022年的普查中也顯示，規(guī)?；B(yǎng)殖場占全部普查對象的12.9%，而出欄量占59.6%[2]。北及京津滬郊區(qū)為主的奶業(yè)產(chǎn)業(yè)帶。同時在各個省份又因地域特點形成肯定的產(chǎn)業(yè)分布。199569.36%202265.81%，禽肉和牛羊18%11.7%19.7%13.2%[3]。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)展趨勢為深入貫徹中心經(jīng)濟(jì)工作會議和2022年中心1[2022]6號《農(nóng)業(yè)部關(guān)于加快推動畜禽標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖的意見》中指出，力爭到2022年，全國畜禽規(guī)模養(yǎng)殖比重在現(xiàn)有根底上再提高10～1550%，畜禽標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖場的排泄物實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或資源化利用，重大動物疫病防控力量顯著增加，畜產(chǎn)品質(zhì)量安全水平明顯提升。同時兼顧與全國生豬、奶牛、肉牛優(yōu)勢區(qū)域布局規(guī)劃相結(jié)合，與當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟(jì)與社會進(jìn)展打算、與種植業(yè)布局規(guī)劃相連接。畜禽養(yǎng)殖的污染現(xiàn)狀畜禽養(yǎng)殖糞便污水排放量和主要污染物排放問題急劇增加，成為我國一些以養(yǎng)殖為主要農(nóng)業(yè)活動區(qū)域環(huán)境污染的重要污染源。在2022年2月公布的第1次全國污染源普查公報中，農(nóng)業(yè)源普查對象為2899638個，其中畜禽養(yǎng)殖業(yè)1963624個，所占比重高達(dá)67.7%。畜禽養(yǎng)殖1268.26萬t102.48萬t16.04萬t2397.23t，鋅4756.94t2.43t1.63t。然而隨著畜禽糞便排放量的大增，畜禽糞便作為農(nóng)業(yè)肥料的比例不斷大幅下降，而且大局部的糞便沒有經(jīng)過無害化處理。據(jù)調(diào)查全國90%的規(guī)?；B(yǎng)殖場缺乏必要的污染治理設(shè)施，養(yǎng)殖小區(qū)和養(yǎng)殖專業(yè)戶對畜禽糞便的處理重視程度就更低，隨時隨地排放、堆棄，畜禽糞便對環(huán)境的污染逐年加大。畜禽養(yǎng)殖業(yè)已成為農(nóng)業(yè)污染源之首，也是局部水體水質(zhì)惡化的重要污染源，嚴(yán)峻影響村鎮(zhèn)人居環(huán)境和人體安康。畜禽養(yǎng)殖業(yè)進(jìn)展所造成的環(huán)境污染問題已經(jīng)引起各級政府的高度重視，開展規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染減排已納入國家“十二五”重點規(guī)劃。畜禽糞便對環(huán)境的污染主要表現(xiàn)在對大氣、水體和土壤的污染。對大氣的污染畜禽糞便堆放期間在微生物的作用下，其中有機(jī)物質(zhì)被分解而產(chǎn)生一些諸如甲烷、硫化10.815.9kg14.5kg230多種，主要是以氨氣為主。排放的氨氣一局部揮發(fā)到大氣中形成酸雨，余下大局部被氧化成有害的硝酸鹽滲入地下水，嚴(yán)峻污染了空氣、土壤和水源。以愛荷華州東北部距10英里范圍內(nèi)沒有規(guī)?；笄輬龅囊凰?9.7%7.3%，而愛荷華州學(xué)生群體哮喘患病率約6.7%。對水體的污染養(yǎng)殖場的畜禽糞便對水體的污染表現(xiàn)在對地表水和地下水的污染。畜禽養(yǎng)殖場排出的污12～15g·L-1，如不經(jīng)處理直接排放，可使地表水化學(xué)需氧量含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，水體中氮磷等有機(jī)物的增加最終導(dǎo)致水體富養(yǎng)分化，危3個具有肯定代表性的規(guī)模化養(yǎng)殖場的爭辯，3個畜禽養(yǎng)殖場四周的地下水中氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)49～130m深的地下水井均有超標(biāo)現(xiàn)象，總大腸菌群超標(biāo)率75%～100%，最大超標(biāo)倍數(shù)為532倍，細(xì)菌25%～100%229倍[5]。對土壤的污染(施)入土壤，糞污中的有機(jī)物被土壤中的微生物分解，一局部被植物利用，一局部被微生物降解為二氧化碳和水，使土壤得到凈化或改進(jìn)。如糞污進(jìn)(施)入量超過了土壤的承受力(土壤自凈力量)，便會對土壤產(chǎn)生污染。據(jù)有關(guān)爭辯，盡管不高出這一水平，就會帶來土壤的富養(yǎng)分化，對環(huán)境產(chǎn)生影響。在種養(yǎng)配套地區(qū)，我國畜禽糞便的總體土地負(fù)荷戒備值普遍超過環(huán)境脅迫水平(正常＜0.4)，很多養(yǎng)殖場周邊的土地已經(jīng)無法消納畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的沼液、沼渣和糞肥。另有爭辯覺察，長期施用中、高量豬廄肥會明顯提高稻田土壤中鋅、銅和鎘的生物有效性，其有效態(tài)含量分別比比照組增加87.3%、65.8%41.4%，砷的總量提超群顯[6]，最終通過植物鏈富集進(jìn)入人體，危害人體安康。畜禽糞便的沼氣工程處理技術(shù)細(xì)菌的分解作用，將有機(jī)物(碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪)經(jīng)過厭氧消化作用轉(zhuǎn)化為沼氣和二，為農(nóng)戶供給優(yōu)質(zhì)無害的肥料，從而取得綜合利用效益。沼氣工程因其在處理畜禽養(yǎng)殖污染中的優(yōu)勢，已經(jīng)納入國家的“十二五”規(guī)劃。沼氣工程技術(shù)沼氣工程是以農(nóng)業(yè)廢棄物和有機(jī)垃圾的厭氧消化為主要技術(shù)環(huán)節(jié)，集污水處理、沼氣生產(chǎn)、資源化利用為一體的系統(tǒng)工程。依據(jù)沼氣工程中厭氧發(fā)酵干物質(zhì)的含量不同，沼氣工程20%以上，是固態(tài)有機(jī)物的處理方法。用該法處理畜禽糞便時需要將固液分別，分別出來的干物質(zhì)進(jìn)入發(fā)酵裝置，液體進(jìn)展好氧處理。干法發(fā)酵因其水分停留時間較短，所需的發(fā)酵裝置體積只有濕法發(fā)酵的一半，其本錢投資也只有后者的一4倍，通過沼氣發(fā)電帶來的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過干法發(fā)酵[7]。2類。戶用沼氣主要集中在亞洲，以中國水壓式沼氣池和印度浮罩式(哥巴士)沼氣池為典型代表。2090年月以來，養(yǎng)殖、沼氣發(fā)酵等有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)物質(zhì)良性循環(huán)和能量梯級利用。大中型沼氣工程主要用于處理農(nóng)業(yè)廢物、工業(yè)廢水、城市有機(jī)垃圾、污泥等生物質(zhì)廢棄目前還沒有能源植物或能源植物與其他有機(jī)物混合發(fā)酵的沼氣工程。歐洲農(nóng)場沼氣工程則承受完全混合式厭氧反響器、推流式反響器或其組合工藝[8]。以德國為代表的歐洲沼氣工程技術(shù)以高濃度有機(jī)廢棄物聯(lián)合消化工藝為主，絕大多數(shù)配備熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，即使在冬季環(huán)境氣1.5～1.8m3·m-3·d-1，高溫裝置產(chǎn)94%的農(nóng)業(yè)廢棄物沼氣工程承受50%～80%；能源植物(以玉米、青草為600～1000m3·t-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于動物糞便的產(chǎn)氣率[9]。這對于提高我國沼氣工程產(chǎn)氣率爭辯方面有肯定的借鑒作用。隨著近年來我國標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模畜禽養(yǎng)殖的快速進(jìn)展，對大中型沼氣工程爭辯也越來越多，工程工藝技術(shù)已日趨成熟，配套設(shè)備已到達(dá)或接近國際先進(jìn)水平。在沼氣工程的配套技術(shù)方面，可依據(jù)豬糞、雞糞、牛糞等原料的特性的不同，對預(yù)處理系統(tǒng)、厭氧發(fā)酵系統(tǒng)、沼氣輸配系統(tǒng)、制肥系統(tǒng)、消化液后處理系統(tǒng)進(jìn)展差異化的設(shè)計；在發(fā)酵工藝方面，生物厭氧發(fā)酵機(jī)理爭辯、不同糞便高效能發(fā)酵工藝的制定、沼氣工程產(chǎn)氣率、化學(xué)需氧量去除率已居國際固液分別等裝置已形成標(biāo)準(zhǔn)化成熟產(chǎn)品[10]。除此之外，我國依據(jù)經(jīng)濟(jì)實力和具體國情，還2套以完全混合厭氧消化器和臥式推流厭氧消化器為主的“能源生態(tài)型”和以高效厭氧消化器和好氧處理相結(jié)合為主的“能源環(huán)保型”的典型處理工藝。沼氣工程技術(shù)進(jìn)展的制約因素2022202214061.3萬處養(yǎng)殖小區(qū)和聯(lián)戶沼氣工程、17766.36萬個效勞網(wǎng)點。截至202230503.95萬處，150億元。然而沼氣工程中的戶用沼氣池和大中型沼氣工程的進(jìn)展仍舊受到很多因素的限制。戶用沼氣池依據(jù)北京郊區(qū)的一份影響農(nóng)村沼氣推廣的調(diào)查，13.19%農(nóng)夫覺得沼渣沼液提取難而導(dǎo)致已建好的沼氣池沒有正常使用[11]；原料產(chǎn)氣率需要進(jìn)一步提高，單純的畜禽糞便產(chǎn)氣率低于混合進(jìn)料的產(chǎn)氣率；全國大局部地區(qū)冬天溫度低于厭氧微生物正常發(fā)酵活動所需要的溫度，導(dǎo)致產(chǎn)氣率低甚至不能產(chǎn)氣，這是當(dāng)前制約戶用沼氣進(jìn)展的一大關(guān)鍵因素；隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，越來越多的農(nóng)夫已經(jīng)不養(yǎng)豬或其他畜禽了，沒有足夠的進(jìn)料來維持沼氣池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。從政策層面看來，與農(nóng)村沼氣建設(shè)相關(guān)的制度還不夠完善。對沼氣學(xué)問的宣傳力度跟不護(hù)供給技術(shù)效勞，缺乏一支專業(yè)沼氣生產(chǎn)和治理隊伍，影響了沼氣的長期有效使用[12]。對愿的，完全可以按自己的標(biāo)準(zhǔn)選擇從事某項經(jīng)濟(jì)活動，甚至可與社會有某些差異；當(dāng)運(yùn)用本錢這是由于大局部環(huán)境效益和生態(tài)效益對農(nóng)戶來說是外部效益，主要被社會獲得，因此，在進(jìn)展經(jīng)濟(jì)分析時，從社會角度看是可行的，從農(nóng)戶角度看卻不行行，從而導(dǎo)致現(xiàn)實中政府和農(nóng)戶對待建池態(tài)度和行為的不全都；受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，農(nóng)夫?qū)ㄖ粲谜託獬氐臉酚^性不如政府高[13]；因而，政府實行肯定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償有利于戶用沼氣池技術(shù)的進(jìn)一步進(jìn)展。大中型沼氣工程故障率高是我國沼氣設(shè)備存在的普遍問題。同時沼氣產(chǎn)量低，我國沼氣工程平均池容量只有283m3，遠(yuǎn)低于德國的1000m3，每處沼氣工程產(chǎn)氣量僅為314萬m3·a-1。而且熱電聯(lián)產(chǎn)比例低，每立方米沼氣產(chǎn)電量也低于國際先進(jìn)水平，大多直接以沼氣作為能源，冬季正常運(yùn)行存在問題，增溫保溫設(shè)備能耗較高。種養(yǎng)脫節(jié)，發(fā)酵產(chǎn)物無法完全利用。沼氣工程厭氧發(fā)酵產(chǎn)生大量腐熟的沼渣和沼液。沼渣中有機(jī)質(zhì)含量豐富，其他養(yǎng)分含量較高，而且也較全面，適合作底肥，可用于培肥改土，提高土壤肥力水平；沼液中速效養(yǎng)分含量較高，適合作追肥。另外，沼氣肥有抑制作物蟲害[14]很多養(yǎng)殖場四周沒有足夠的農(nóng)田來消耗產(chǎn)生的大量沼肥，假設(shè)直接排放，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)展好氧處理后才能達(dá)標(biāo)排放，假設(shè)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)狡渌霓r(nóng)田中施用，因其數(shù)量巨大，會產(chǎn)生昂揚(yáng)的費(fèi)用，降低沼氣工程的經(jīng)濟(jì)性。配套政策不完善。由于規(guī)?；B(yǎng)殖場的沼氣工程根底建設(shè)投資大，一般養(yǎng)殖企業(yè)很難擔(dān)當(dāng)。我國在沼氣工程建設(shè)的用地、用電、稅收以及排污費(fèi)收取等方面沒有