广西多元原料混合制备生物天然气工程项目环境影响评价要点分析

葛洁榉　廖慧琼　覃苑

【摘 要】建设规模化生物天然气工程，是南宁市丰富“绿城”内涵、保持经济社会可持续发展的重要途径，也是广西生物能源发展战略的重要探究。文章以广西某多元原料混合制备生物天然气工程项目环评报告为例，从工程概况、环评主要关注的环境问题、大气环境影响分析及废气污染防治措施、厌氧发酵工艺分析及环境风险评价等方面提出制备生物天然气工程项目环境影响评价要点。

【关键词】制备生物天然气工程；环评报告书；要点分析

【中图分类号】X82 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）07-0080-04

0 引言

广西是木薯种植大省（区），木薯主要用于木薯淀粉生产加工。以往，木薯淀粉、木薯秆和木薯渣大多就地焚烧，对环境产生了较大的污染，木薯秆和木薯渣残留的营养成分未得到充分利用。目前，利用木薯渣、木薯秆及猪粪等原料进行综合利用制取沼气，再将沼气纯化为生物天然气[1]，不仅可实现能源的清洁生产及再生利用[2]，也可收获较大的生态效益和经济效益。

多元原料混合制备生物天然气工程产品有生物天然气[3]、固体有机肥原料及液态有机肥原料。采用全混式钢结构厌氧发酵罐经中温厌氧发酵产沼气，利用膜分离去除其中的H2S、CO2等主要杂质沼气提纯净化工艺，再脱水压缩成为高压生物天然气。目前，该类制备生物天然气工程采用的生产基础设备和制备天然气工艺技术能符合产业政策及清洁生产要求，实际工程应用的污染防治措施技术完善、运行稳定，能保证各类污染物达标排放。

本文以广西某多元原料混合制備生物天然气工程项目为例，从工程概况、环评主要关注的环境问题、大气环境影响分析及废气污染防治措施、厌氧发酵工艺分析及环境风险评价等方面提出制备生物天然气工程项目环境影响评价要点[4]。

1 工程概况

广西某多元原料混合制备生物天然气工程采用中温高浓度厌氧发酵工艺处理木薯渣、木薯杆颗粒及猪粪等多元有机废弃物，生产生物天然气。项目工艺流程如图1所示。项目主要工程建设内容有4个部分，其中主体工程包括预处理车间、厌氧发酵单元、脱硫脱水系统、沼气净化系统、天然气压缩系统和有机肥原料生产车间。公辅工程包括供电系统、自来水管网、排水系统、供热（锅炉房）、消防泵房及应急事故池等。储运工程包括原料仓库、成品贮存、厂内及厂外运输。环保工程包括废气治理、废水治理、噪声治理、固废治理及绿化等。

2 环评主要关注的环境问题

通过对项目建设情况、所在区域的环境特点、环境质量现状监测数据及水文地质质量调查等基础资料进行分析，确定此次环评关注的主要环境问题有以下方面。

（1）项目生产工艺产生的恶臭及锅炉烟尘废气对周边环境的影响程度、范围。

（2）项目采用的中温高浓度厌氧发酵工艺的先进性和稳定性。

（3）项目运营过程中可能发生的环境风险事故及对周边环境造成的影响。

3 大气环境影响分析及废气污染防治措施

3.1 大气污染物源分析

项目废气污染物主要有预处理系统恶臭气体（预处理车间、匀浆池、水解池）、有机肥原料生产车间（螺旋挤压机、堆场）恶臭气体、锅炉烟气、车间无组织恶臭气体。

原料进厂后，木薯渣和猪粪先在匀浆池进行匀浆混合，然后再与木薯杆颗粒在水解池进行混合，在预处理卸料和匀浆水解期间会产生恶臭气体，主要污染物是NH3和H2S。发酵完全后排放出的发酵残渣先进入沼液缓冲罐暂存，再经固液分离机进行固液分离。在固液分离过程中会有恶臭气体排放；固态有机肥原料堆场也会产生少量的恶臭气体。

3.2 营运期大气环境影响分析

3.2.1 有组织废气预测

根据《环境影响评价技术导则 大气环境》（HJ2.2—

2008）[5]的要求，建立项目污染源调查清单。多元原料混合制备生物天然气工程预测污染源如下：有组织废气为预处理及固液分离恶臭、燃气锅炉废气，无组织废气为预处理及固液分离未收集恶臭。根据工程分析，列出正常排放和事故排放下预测计算各污染源位置及源强清单。

3.2.2 无组织废气预测

多元原料混合制备生物天然气工程无组织废气源主要是预处理车间、有机肥原料生产车间等产生的未收集恶臭气体。无组织废气影响评价可采用类比调查的方法或实际监测的方法分析臭气源中H2S、NH3的影响。具体预测内容包括5个方面。？譹？訛预测因子：H2S、NH3；？譺？訛预测点位：厂界；？譻？訛预测内容：无组织排放污染物厂界达标情况；？譼？訛大气预测模式及参数的选取；？譽？訛源强参数。

3.3 废气污染防治措施技术

项目产生的恶臭气体主要为H2S、NH3等，不含有特殊类型臭气污染物的恶臭气体，属于恶臭处理中最好处理的一类。

3.3.1 生物除臭治理措施的可行性分析

生物处理法是20世纪80年代在欧洲（主要是荷兰和德国）发展起来的新技术，它是利用微生物来降解、去除恶臭物质，具有工艺设备成熟、运行维护简单、经济效益高等优点，生物除臭技术在各行业污水处理厂恶臭气体处理中得到了一定的应用[6]。研究表明，采用生物滤池除臭法去除处理净水厂恶臭气体，恶臭气体中H2S、NH3的净化效率可达到90%。

该多元原料混合制备生物天然气工程项目恶臭气体产生单元主要有预处理单元（预处理车间、匀浆池、水解池）和有机肥原料生产车间（固液分离、固态有机肥原料堆场），预处理车间、匀浆池、水解池上端设置引风机管道，通过引风机产生微负压环境，将预处理单元产生的恶臭气体引至厂区设置的生物除臭池装置（喷淋+生物滤池）进行处理，可有效地减少无组织恶臭污染物的产生，具有可行性。

3.3.2 锅炉烟气的污染治理措施

与其他工业项目锅炉燃料不同，多元原料混合制备生物天然气工程项目锅炉使用的燃料为项目自身生产制备的沼气。沼气属于清洁能源，燃烧后锅炉烟尘中主要污染物SO2、NOX、烟尘的排放物浓度较小。使用沼气作为燃料的锅炉烟尘中SO2、NOX、烟尘气可直接通过15 m高的烟囱直接排放。根据项目本身的污染源排放浓度、速率及排放量分析污染物直接排放能否达到执行标准要求。

4 厌氧发酵工艺分析

4.1 常用厌氧发酵工艺的技术、经济效益分析

目前，生产沼气主要采用厌氧发酵工艺[7]，配备沼气提纯净化系统及压缩系统，制备高纯度生物天然气。目前，国内外常用厌氧发酵工艺的技术、经济效益比较见表1。

根据表1分析情况，从项目稳定和长远考虑，选择项目适宜的厌氧发酵工艺。

4.2 发酵温度选择

根据厌氧菌的生活形态和温度适应性，目前厌氧消化有常温（15～25 ℃）、中温（35～38 ℃）和高温（55～57 ℃）3种消化形式。常温、中温和高温厌氧消化的比较分析见表2。

结合项目原料特点，以减少运行费用，保证运行稳定为原则，选择适宜的厌氧发酵温度。

5 环境风险评价

环境风险评价内容包括环境风险识别、风险源项分析、环境风险事故防范措施及应急预案等基本内容。

5.1 环境风险识别

该类项目环境风险类型有物质泄漏、火灾、爆炸等。生产过程中涉及的危险、有害物质主要为沼气。项目场地内贮存沼气的主要场所是发酵罐和贮气柜，汽车运输压缩天然气。在装卸或运输过程中，造成阀门等破裂损坏，遇明火或静电打火，会引发火灾、爆炸事故。

在项目生产运行系统中，生产塔、罐、管路较多，工艺流程复杂，主体装置复杂，并且多数处于高温、高压等特殊的工艺状态。在生产过程及原料、产品的储存过程中，由于设备设施和管道密封性不良、设备故障、操作失误、高温高压设备工艺参数波动异常等均可导致工艺介质泄漏造成污染，并由于静电聚集和明火容易引起火灾、爆炸事故。

5.2 环境风险源项分析

项目环境风险类型有物质沼气泄漏、爆炸、火灾等。通过查国内外同行业事故统计分析、事故案例资料及本企业各危险物质的危险性、贮存量并考虑项目周边情况，确定该类项目的发酵罐、贮气柜沼气泄漏引起的火灾爆炸对环境造成的危害最大。

5.3 环境风险事故防范措施及应急预案

5.3.1 总图布置的风险防范措施

（1）在厂区平面布置中，应该配套建设应急救援措施、救援通道、应急疏散避难场所等防护设施，避免通道堵塞。

（2）生产装置区尽量采用敞开式，功能分区明确，整体布局合理。

5.3.2 沼液泄漏防范措施

采取车间地面硬化、设置导流系统等措施，以防止事故情况下排污、排水对地下水造成污染。在沼液罐区、发酵罐及固液分离沼液罐区设置围堰，围堰外设引流沟，围堰、引流沟用防腐、防渗材料。项目设置事故池，以接纳事故情况下排放的污水，配套设置迅速切断事故排水直接外排。事故池应采取安全措施，且事故池在平时不得占用，以保证可以随时容纳可能发生的事故废水。

5.3.3 废气事故风险防范措施

废气治理设施在设计、施工时，应严格按照工程设计规范的要求进行，以保证废气处理设施正常运行与管理。

5.3.4 环境风险应急预案

企业经过制定健全的安全管理及安全生产事故应急预案等相关规章制度，并在项目控制、日常管理及监督、生产和维护方面采取降低事故风险的措施，严格按照应急预案的要求采取各项安全保证措施，可降低各种事故的发生概率、最大限度地降低事故对周围环境的影响，能将环境风险控制到安全水平。

6 总结

广西多元原料混合制备生物天然气能源行业具有良好的经济效益和生态效益，发展前景较好。项目建设成功后，在广西区乃至全国范围内推动资源型城市能源结构的升级改造。在进行多元原料混合制备生物天然气工程类建设项目环境影响评价过程中，对项目在建设和运营过程中存在的重点环境问题进行全面、客观的分析评价，对项目采取的污染防治措施的可行性、合理性进行详细分析，以有效控制项目可能产生的环境污染问题。

参 考 文 献

[1]程序，崔宗均，朱万斌.呼之欲出的中国生物天然气战略性新兴产业[J].新能源，2013（33）：141-148.

[2]周金泉，殷星兰.浅谈企业清洁生产与环境保护[J].大众科技，2005（8）：149-152.

[3]徐鑫.多原料混合厌氧共发酵制沼气工艺优化[D].沈阳：沈阳航空航天大学，2011.

[4]张希柱，林卫东.关于规划环境影响评价的探讨[J].大眾科技，2006（4）：164-166.

[5]HJ 2.2—2008，环境影响评价技术导则 大气环境[S].

[6]滕富华，金奇超，任翔宇，等.生物滤池净化城市污水处理厂恶臭气体[J].中国给水排水，2013（29）：89-92.

[7]费新东，冉奇严.厌氧发酵沼气工程的工艺及存在问题[J].中国环保产业，2009（12）：30-34.

[责任编辑：陈泽琦]