浅议沼气综合利用工程的维修与改造

张国听+尤滨乾

摘 要：沼气综合利用工程因受客观条件变化，容易产生“三沼”综合利用效率降低，导致环境污染的情况。为保证沼气工程充分发挥效益，应根据实际需要切实做好相应的维修改造工作。该文为进一步推进养殖污染治理，发展生态循环农业，以海宁同仁养殖园区沼气工程为例，介绍了沼气综合利用工程完善提升的主要做法和取得的成效。

关键词：沼气工程；维修；改造；同仁养殖园区

中图分类号 S216.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）06-0131-02

浙江省海宁市裕盛畜牧专业合作社同仁养殖园区位于斜桥镇祝东村[1]，常年存栏生猪8 000余头，日排粪便污水约65t。2005年建成大型沼气发电综合利用工程一座，主体工程包括1 000m3沼气池，100m2太阳能集热加温装置，50kW沼气发电机组1套，附属畜禽粪便收集处理中心1座。随后又引进固液分离技术，添置螺旋挤压固液分离设备，铺设管道，添置水泵，连接沼气工程和畜粪处理设施，在园区及周边地区形成一套畜禽粪便污水综合处理和利用的体系。然而，受养殖规模扩大和沼气设施老化等因素影响，工程运行出现困难，三沼综合利用效率下降，环境污染逐步再次呈现。

为探索、研究适合园区实际的沼气工程技术[2]，结合海宁市在长期工程实践中积累的经验，在上级有关部门大力支持下，以“减量化、无害化、资源化和生态化”为原则，于2010年对原沼气综合利用设施进行完善提升改造，有效改善了环境，取得了较好的综合利用效益。本文将对此作简要介绍。

1 查问题找原因，掌握基础材料

为有效解决原沼气工程运行中的问题，对现场进行细致调查研究，认为主要问题及原因有六个方面：

1.1 沼气发电 沼气发电机组由柴油发电机改装而成，采用沼气—柴油双燃料混合动力，耗油量大，随着油价高涨，发电成本高于电网用电。沼气脱硫不彻底致使发电机组过早老化。由于机组维修成本较高和运行效益不佳，合作社對继续使用双燃料发电机的积极性不高。

1.2 固液分离 固液分离机核心部件——滤网，受当时工艺局限，采用丝状结构，在螺旋挤压过程中极易变形，致使运行效率下降。沼液池被用作与固液分离设备配套的干粪预处理池，使有机肥生产区与污水净化区相重合，不仅污水得不到有效净化，还使固体有机肥生产运送不便，同时影响环境。

1.3 有机肥生产 阳光棚部分构件已被大雪压坏；翻堆机构造复杂，受工作环境影响陆续出现故障，因厂家售后服务没跟上，已失修闲置。

1.4 沼液处理 原沼气工程仅简单地考虑将沼液泵送至周边农田、桑园，在用肥淡季，时常出现沼液池满溢。沼液管道末端已堵塞无法使用。

1.5 干湿分离 大量猪粪未经过固液分离就与污水混合进入水解池，在沼气池内堆积，导致有效容积缩小，厌氧负荷能力降低，产气减少。

1.6 沼气贮存 贮气柜钢构建锈蚀严重，爬梯、天桥等存在极大安全隐患，钟罩漏气，导轮脱落，导轨锈蚀。

2 循因施策，开展技术改造和修复

根据以上掌握的情况，在最大限度利用既有设施的前提下对工艺流程进行优化，对部分设施进行修复或调整，提高工艺的实用性，建立起适合园区实际的农业循环经济模式，切实解决问题。

2.1 进料系统 在养殖场内推行清洁化生产技术，雨污分流，安装自动饮水器，实施干清粪，通过节约生产用水、减少冲洗水等方法最大限度降低污水产生量。

2.2 发酵系统 进行沼气池大出料，加固和重新安装沼气池钢构件；取消水解池的倒粪口，只允许污水进入沼气池。从而在不增大池容的前提下，增大有效池容，延长厌氧周期，提高产气率。干湿分离，猪粪不再进入池内，减轻了沼气池后续管理压力。

2.3 贮气系统 修复气柜钟罩，切除锈蚀部分，对内外壁进行清洗和防锈处理；重新安装导轮和导轨，增设中心导轨，提高钟罩稳定性；增加钟罩混凝土配重，以增大沼气压力，确保沼气发电时的沼气供应。

2.4 有机肥生产系统 固液分离机滤网改为刀片状，提高使用效率和寿命。修复阳光棚，改造和简化翻堆机，使其运转便捷。在有机肥生产区建造干粪预处理池、集水池、氧化塘。干粪由原先运至沼气工程区改为直接送至干粪预处理池，同时就近将氧化塘内清水泵入干粪预处理池对干粪进行稀释，方便固液分离。固液分离污水进集水池，泵抽至水解池再进沼气池。固液分离有机肥直接进入阳光棚堆沤处理。

2.5 沼液后处理系统 将原干粪预处理池恢复为沼液池，增设沉淀池、氧化沟。沼液优先供给周围农田、桑园，多余沼液沉淀后，经氧化沟过滤降解排入氧化塘进一步处理。氧化塘兼作应急排放池，用于检修及事故时的临时排放，进一步降低污染风险。

2.6 沼气发电系统 购置50kW纯沼气发电机组。增大沼气管径，新建管道沟，增加钟罩混凝土配重，增设沼气槽罐、脱硫塔、流量表等设备，保障发电机的沼气供应。

2.7 池体维修 对沼气池顶小钟罩重新安装和加固；对地面池和贮气柜的爬梯、天桥、栏杆、钟罩等进行切割维修和防腐处理；贮气柜的爬梯由螺旋式改为可移动式直梯，防止闲杂人员擅自攀爬。

3 主要建设内容

完善提升工程共建设干粪预处理池73m3，集水池16m3，沼液池184m3，氧化沟150m3，氧化塘（深2.5m）667m2，污水泵台1座，沼液池避雨设施36m2，铺设修整污水沼液管道850m，铺设加粗沼气管道（含管道沟）75m，购置纯沼气发电机1台、污水泵及电气设备1套、沼气流量计1台、翻堆机1台，维修更换沼气净化设备1组，维修安装固液分离设备2套，对有机肥厂阳光棚进行整修，对1 000m3沼气池进行大出料，对贮气柜钢构件进行拆除、整修、加固、安装、油漆等处理。此外，流转土地0.41hm2用于农牧结合试验。

4 效益分析

4.1 经济效益 纯沼气发电机组年发电2.5万kW·h，节约电费2万元。固液分离机工作效率显著提升，年生产商品有机肥约600t，销售18万元。沼液沼渣用于周边23.3hm2农田林地，促进了农业增效，农民增收。

4.2 生态、社会效益 养殖污染得到治理，特别是用肥淡季或沼气工程发生故障时，多余沼液可经沉淀、兼氧过滤、好氧生物处理等工艺后囤于氧化塘内，减少了次生环境风险，改善了养殖环境。

4.3 能源效益 海宁市属东部沿海发达地区，纯沼气发电技术有效解决养殖场因电网检修和夏季拉闸限电给生猪生产带来的不利影响，同时也适当缓解了当地用电紧张。

5 结语

通过对沼气综合利用设施进行维修改造和完善提升[3]，使沼气工程运行、有机肥生产、“三沼”综合利用有机结合，形成了以规模化养殖为基础，以沼气工程为纽带，以多层次资源化利用为手段的养殖污染综合治理模式，具有显著的经济、生态和社会效益。

但该工程仍存在它的缺点和不足之处：（1）纯沼气发电机组维护问题；（2）当氧化塘水位过高，沼液排入量过大时，仍无法避免沼液外排情况。为此，所采取的对策是：（1）与沼气发电机厂家协商，在海宁建立服务网点；（2）实施纳污进管网工程；（3）加强后续管理设备、人员的配置，提高沼气工程后续管理水平。

参考文献

[1]朱叙良.生猪无公害生产技术推广应用效果分析[J].上海畜牧兽医通讯，2012（04）：66-67.

[2]尤滨乾，金雪江，裴新华.浅议农业工程专业课程教学的优化[J].安徽农学通报，2014（11）：161-162.

[3]王丽丽.沼气产业化基本理论与大中型沼气工程资源配置优化研究[D].长春：吉林大学，2012.

（责编：张长青）