粪污处理技术

粪污处理技术

10万头猪场沼气发电的经济分析

随着农村经济的发展，养猪业以较快的速度向集约化方向发展，但随之产生了猪场的环境保护、猪粪尿及猪场污水处理的问题。猪场污水处理的最好方法是采用生态学及生物学处理，

在生物学处理过程中，需要经过厌氧发酵，厌氧发酵过程中污水中的有机物分解产生沼气及

含氮、磷等物质。

沼气是极好的能源物质，其热值较高，燃烧后仅产生二氧化碳和水。如果猪场中沼气

的产量充足，就可以作为发电的能源。据我国的技术条件，沼气发电仍需辅以 15％的柴油，余者皆为沼气，因此可节省大量柴油，这对解决我国能源缺乏，改变农村面貌，改善农民生

活质量有重大意义。

为探讨利用猪场污水处理过程中产生沼气进行发电的可行性，本文以深圳市农牧实业有限公司绿美特农业园 10 万头养猪场 ( 下称深绿园猪

场) 已经实践了 6 年利用沼气发电的实例，进行经济分析并探讨其可行性。

一、厌氧发酵及沼气发电的设备与装置1、发酵

池

污水厌氧装置有很多类型，可根据猪场规模、所要求的发酵效率及投资能力等综合因素考虑。深绿园猪场的养猪规模大，污水处理量也大，因此采用了 1700 立方米的钢筋混凝土卧式发酵池，日处理污水可达 850

立方米，产气量随气温变化，冬季产气少一些，但不低于500 立方米，

最高可产 1500 立方米以上。

2、脱硫塔、贮气罐、输送装置

除发酵池 ( 包括固液分离池、调节池 ) 外，沼气要经过脱硫塔入贮气

罐，再进入发电机系统，为防腐蚀，输气管一般用塑料管比较好。

3、发电设备

发电设备为 1 台改装后的柴油发电机( 现增为 2 台) ，每台功率为

100KW。

二、设备投资

设备投资包括：

1、发酵装置、脱硫塔及管道共投资71 万元。

2、贮气罐为 18 万元。

3、100KW发电机 ( 包括改装的二手55KW柴油机 )8.4 万元。

总计投资 97.4 万元。

此投资额包括污水处理及发电两个部分。按年产 10 万头肥猪计算，一次性投资每头猪仅占9.7 元；分 10 年摊销， 10 年共生产 100 万头，

则每头猪年支出仅为0.97 元。

三、运行情况及成本分析

本项目运行至今已 6 年多，运行一直良好，运行成本较低。厌氧发

酵部分全部采用自流方式，只需 1 人操作，发电部分也只有 3 人，其中

包括发电机管理及维修。

沼气发电在启动时要用一部分柴油，耗油量为柴油发电的15％，发动机启动后，就不再需要柴油。根据 6 年多的运行成本分析如下( 按年

算) 。

1、柴油成本根据测算，每千瓦时电需耗用柴油0.073 升，按时

价 3.3 元／ L 计算，其柴油成本为： 3.3 元／升×0.073 升＝ 0.241 元。

2、人工成本按 3 人管理计算：技工 1 人，年工资1500 元／月×

12＝18000 元；管理人员 1 人，年工资 1500 元／月× 12＝18000 元；工

人 1 人，年工资 800 元／月× 12＝9600 元。合计： 45600 元，按年发电

量 48 万 KWh计算，每千瓦时电人工成本为 0.095 元。

3、润滑油 ( 机油 ) 支出据测算，每千瓦时电耗机油0.012 元。

4、修理费每千瓦时电平均支出修理费 0.021 元。

5、折旧摊销总计投资 97.4 万元，按 10 年期限摊销完毕，每年

沼气发电量 48 万 KWh时计算，每千瓦时电应承担折旧费用0.203 元。

以上合计，每千瓦时电实际成本为0.572 元，其中折旧费占总费用

的35.49 ％。如果将污水处理的费用也摊销一部分折旧费，则发电费用

至少可减少 0.1 元，发电成本则为 0.472 元／ KWh。在折旧费用中，猪粪尿处理的全部费用都计入沼气发电之内，实际上沼气发电仅是猪场污水处理的一种副产品，因此发电成本还有很大的降低潜力，为了计算方

便未将污水处理的费用分出。

四、讨论

1、本文主要讨论猪场污水处理过程中利用沼气发电的可行性，因

此不包括污水处理的效果。本文的分析结果认为，利用猪场污水厌氧发

酵处理产生的沼气，可作为能源进行发电，费用仅为0.47 －0.57 元／KWh，低于国家电纲的0.6 －0.9 元／ KWh，而且这个费用包括了整个猪

场的污水处理成本，如充分发挥猪粪尿及污水产沼气的潜力，成本还可

降低，因此经济上切实可行。

2、在建立污水厌氧消化池时，成本的降低空间也较大，万头以下

的猪场及农村的小型猪场，完全可以用其它建筑材料代替，关键是厌氧

池要耐一定压力，不漏气即可。

3、利用柴油发动机改造成沼气发动机的技术已经过关，这是一项

专门的技术，据深绿园猪场 6 年的使用结果证明这项技术是完全可行的。

4、深绿园猪场的经验证明，猪场污水完全可以利用厌氧发酵技术

处理，产生的沼气可进行发电，发电量很大程度上可满足猪场用电需要，

当然还取决于猪场规模及厌氧发酵技术、原料及自然条件等。规模小于

100 头的猪场产沼气量少，是否有适合的发电机与之配套，需另行研讨，

但所产沼气可作为热源毫无异议。

5、猪场污水采用厌氧发酵技术进行处理，既可控制污染，又可产

生沼气供猪场和农户使用，同时降低污水处理及保护环境的成本，一举多得，这也是建立生态养猪业中的一个重要环节。

从生产流程控制猪场的环境污染

1 头 90 公斤左右的商品猪日排粪量约 2.

2 公斤，尿量 2.9 公斤，污水

20－30 公斤

从生产流程控制猪场的环境污染

背景：随着养猪行业低利润化，以户养为主的传统饲养方式在发达

的珠三角、长三角等养猪发达的地区已基本上被规模化、工厂化养殖所

替代。规模化猪场饲养规模大，集约化程度高，有利于提高生猪的饲养