实现畜禽养殖废弃物的资源化利用

实现畜禽养殖废弃物的资源化利用

近年来，我我国畜牧业持续稳定发展，规模化养殖水平显著提高，保障了肉蛋奶供给，但大量养殖废弃物没有得到有效处理和利用，成为农村环境治理的一大难题，为加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用，促进农村可持续发展，国务院办公厅发布了关于加快推进畜禽养殖废弃物资源化利用的意见，并开展了畜禽养殖废弃物资源化利用的相关会议。

畜禽养殖废弃物资源化利用相关政策的推进，对能有效处理畜禽养殖废弃物的沼气工程而言无疑是一大利好，除了能拿到一定额度的项目补贴，沼气工程带来的附加价值也是十分可观的。下面小沼针对大中型规模化畜禽养殖场，提出两种较为常见的沼气工程工艺设计及相关的工程实例，看看别人家的沼气工程是如何实现畜禽养殖废弃物资源化利用的。

一、分体式沼气工程（发酵与储气分开）

主要设备：CSTR厌氧反应器、双模干式贮气柜

1.预处理——水解除砂工艺

畜禽粪便中含沙量较高，约8%左右，分离难度较大，通过中温水解工艺除砂可去除80%~90%的砂，可避免颗粒杂质在厌氧罐和管道内沉积、阻塞，保证后续工艺正常进行。

2.发酵工艺——完全混合厌氧反应器（CSTR）

畜禽粪便属于高浓度发酵原料，TS一般在8%~12%之间，CSTR配备搅拌装置，可使发酵原料和微生物完全混合，处理量大，停留时间长，产沼气多。

3.沼气脱硫——生物脱硫塔

采用生物脱硫工艺，可使沼气中的H2S含量降至200ppm以下，脱硫效率95%，脱硫成本0.03元/m，比传统的化学脱硫成本降低了70%。

4.沼气储存——双模干式贮气柜

双膜干式贮气柜由外膜、内膜和底膜组成，外膜构成贮气柜外部球体形状，内膜与底膜围城内腔贮存沼气。该贮气柜可抵抗强风、积雪、冰冻等恶劣天气的影响，在寒冷地区，冬季也能安全运行。

二、一体化沼气工程（发酵储气一体）

主要设备：沼气发酵、贮气一体化反应器

1.工作原理

通过支撑鼓风机的充气，调整并维持内外膜之间夹层的空气压力，以维持贮气柜的结构，并将内膜的沼气送入输气管道。

2.主要优势

适用于各种高浓度发酵原料；占地面积小，节省占地面积30%；节省工程造价15%；建设工期短，缩短工期50%；寒冷地区冬季也能正常运行；产气率高：1.0~1.5m/m·d；安全、可靠，检修维护方便。

3.结构特点

下部为发酵部分，上部贮气；罐体常用径高比为2:1-3:1；中温发酵，常年稳定运行；罐内安装侧搅拌器或斜搅拌器；生物脱硫；罐底和罐壁上安装增温管。

三、畜禽养殖沼气工程项目实例

1.北京德青源养殖生态园2MW沼气发电工程

鸡粪资源量：212t/d，TS30%

工程规模：4座3000m3厌氧罐

设计沼气产量：20,000m3/d

设计发电量：40,000kW·h/d

沼肥产量：180,000t/a，供40,000亩果园日常施肥

该项目已并网发电

2.内蒙古蒙古牛澳亚牧场1MW沼气发电工程

牛粪资源量：280t/d，TS20%

工程规模：4座2500m3厌氧罐

设计沼气产量：10,000m3/d

设计发电量：20,000kW·h/d

有机肥年产量：沼渣8000吨，沼液180,000吨

该项目已并网发电

3.杭州正兴牧业有限公司沼气工程

1)项目背景

饲养奶牛1000头，生猪存栏5000头

污染物排放量

废水水质

2)废水处理工艺流程

废水处理工艺采用“废水厌氧消化生产沼气”和“厌氧发酵出水综合利用”的处理方法，以达到开发能源、治理污染、净化环境、综合利用的绿色生态环境治理工程的目的。

工程设计处理水量150t/d，厌氧发酵罐共计2座，总容积600m3，日产沼气160m3，采用湿式储气方式。沼气工程配套设备有气水分离器1台、脱硫塔2台、沼气凝水器2台、阻火器1台、沼气流量计2台、锅炉1台，另有自控、电气、消防等。

厌氧消化罐采用UASB发酵工艺，后续处理采用稳定床、厌氧塘、人工湿地等组合工艺。

厌氧发酵罐设计指标

3)沼气、沼液、沼渣综合利用途径

该项目产生150t/d的沼液和沼渣，作为200亩黑麦草、100亩茶山、150亩果园、500亩竹园的有机肥料。

沼气综合利用：在该项目稳定的工况下，每天可产出160m3沼气，用于职工食堂、锅炉的辅助能源及猪场仔猪舍的增温。

粪便综合利用：该项目采用德国的设备进行高效的有机肥生产，无需投加水分调节与疏松剂，直接进行堆肥发酵，每年可生产高效有机肥2500t左右。

4.绿嘉园牧业有限公司沼气工程

1)项目背景

存栏肉猪1,2000头，年出栏商品肉猪2,5000头

污染物排放量

废水水质

2)废水处理工艺流程

采用LIPP厌氧发酵罐，厌氧AF+稳定塘生态处理利用组合工艺。

厌氧发酵罐设计指标

3)沼气、沼液综合利用途径

沼气综合利用：项目对原有一台75kW的柴油内燃发电机组进行了改装，改装成柴油-沼气双燃料发电机组。

沼液综合利用：项目沼液作为优质有机肥提供给蔬菜和苗木基地。

5.杭州灯塔养殖总场沼气与废水处理工程

1)项目背景

年出栏200,000头猪，存栏120,000猪

日排放188吨猪粪和3000吨污水

污水性质：CODcr=10,000mg/L;SS=4000mg/L;NH3-N=900mg/L

2)项目概况

沼气产量：3,100,000m3/a

削减COD：18450t/a

复合有机肥：40,000t/a

污水运行费用：2.27元/t

工程总投资：14,970,000元

3)项目收益

民用燃气：6000m3/dX0.6元/m3X365=1,310,000元/a

有机肥原料：142t/dX40元/tX365=2,070,000元/a

4)厌氧发酵装置